东北虎豹国家公园野生动物曼氏迭宫绦虫病空间风险评估

孟庆礼，黄利亚

（1.长白山自然保护管理中心 吉林延边 133613；2.长白山科学研究院 吉林延边 133613）

曼氏迭宫绦虫终宿主主要是猫科动物，在其生活史中共具有三个宿主，第一中间宿主是剑水蚤，第二中间宿主为蛙蛇、鸟类和猪等，多种脊椎动物为其转续宿主。其中人可成为其第二中间宿主、转续宿主或终宿主，成虫不但可以寄生于大型猫科动物体内，还可以寄生在人的肠道中，会引起消化道症状。其幼虫可迁移并寄生于皮下、眼睛等组织器官中，引起裂头蚴病，表现为皮下肿胀疼痛、眼睑红肿下垂、结膜充血、流泪、头痛、抽搐、肢体麻木和感觉异常等症状，其危害远大于成虫寄生。

最大熵模型在以往寄生虫病的研究中已被广泛使用，训练后的模型拟合度较高，本研究即采用maxent 模型方法对东北虎豹国家公园曼氏迭宫绦虫病进行风险分析。

1 材料与方法

1.1 曼氏迭宫绦虫病分布数据的收集与处理

曼氏迭宫绦虫病病例的地理位点数据，在WOAH 官网以及相关研究文献中检索“口蹄疫”，追踪相关文献及曼氏迭宫绦虫病疾病报告。排除无法确定地理坐标和重复数据。共收集到37 个分布点数据。

1.2 环境数据收集和处理

本研究中气象数据来源于“野生动物疫源疫病研究平台”数据库，环境数据的分辨率为30arc-seconds 1 km。使用的67 个环境变量分别为全年12 个月的平均最低温度（Tmin1～12）、全年12个月的平均最高温度（Tmax1～12）、全年12 个月的平均温度（Temp1～12）、全年12 个月的降水量（Prec1～12）和19 个生物气候变量（Bio1～19）。

1.3 环境数据筛选

使用ArcGis 提取37 个曼氏迭宫绦虫病分布点对应的环境属性值，并对67 个环境数据进行主成分分析。根据主成分个数的选取原则，如果特征值小于1，则表明该主成分的综合解释力度不足。本研究中选取特征值大于1 的主成分，并选择该主成分中载荷值大于0.95 的变量。将筛选后得到的变量使用SPSS 软件进行共线性诊断，若存在多重共线性，则将筛选后得到的气象变量输入MaxEnt 模型中进行分析，依次剔除贡献率小于1、5、10、20 的环境变量，并再次进行共线性诊断，至VIF 小于10，即可停止。投影坐标系为GCS_WGS_1984。

1.4 曼氏迭宫绦虫病风险分析方法

本研究使用MaxEnt 3.4.1 版本进行空间建模（http://www.cs.princeton.edu/～schapire/maxent/），将采集的病例点数据按测试集30%和训练集70%随机分组，重复次数为3 次；并采用ROC 曲线和AUC 值来评价MaxEnt 模型的精确度。运行得到曼氏迭宫绦虫病在东北虎豹公园的空间分布预测图。

2 结果与分析

2.1 气象变量确定及统计分析

共筛选得到32 个载荷值大于0.95 的变量进行MaxEnt 模型运算。剩余环境因子分为2 类，包括有温度相关和降水量相关的环境变量。

2.2 AUC 检测值及环境变量贡献率结果分析

1）Maxent 模型检验预测。利用MaxEnt 最大熵模型多次建模，最终保留Tmax1、Tmax12 两个因子。最终得到的模型AUCtest 的平均值为0.960＞0.95（图1），具有极高可信度。

图1 MaxEnt 模拟预测精度分析曲线

2）各变量贡献率及单一因子分析。MaxEnt 模型以表格的形式自动输出各主要环境影响因子对模型预测的贡献率（Percent contribution）及置换重要值（Permutation importance），其中按照贡献率从大到小依次为Tmax1（1 月最高温度）98.7%、Tmax12（12 月最高温度）1.3%（表1），Tmax1 在本模型中是具有主导作用的环境因子，为模型最有价值的信息。

表1 MaxEnt模型中环境变量相对贡献率分析

由Tmax1 的响应曲线（图2）可知，Tmax1（1 月最高温度）最适值为0℃左右，当1 月最高温度低于-25℃时，对于曼氏迭宫绦虫病风险起到严重的抑制作用（适宜分布概率为70%）；随着温度的升高，当1 月温度达到0℃时，曼氏迭宫绦虫病风险达到最高。

图2 Tmax1（1 月最高温度）响应曲线

2.3 东北虎豹国家公园曼氏迭宫绦虫病风险分布分析

由图3 可以看出，虎豹公园南部、东南部地区（珲春市南部及东南部）、西部边界小部分地区处于高风险水平（＞0.7，深黄色至红色区域）；东北部小部分地区（珲春市东北部）处于中风险区域（0.5～0.7，淡黄至黄色区域）；除高风险区域外，整个虎豹公园将近二分之一的区域处于低风险水平（0.4～0.5，青色区域）；其余区域处于极低风险水平（＜0.4，浅蓝色至蓝色区域）。

图3 虎豹公园曼氏迭宫绦虫病疫情风险水平分布图

3 讨论

本研究由主成分分析筛选出环境因子载荷值大于0.95 的环境因子，并使用MaxEnt 建模，在曼氏迭宫绦虫病分布预测结果的AUC 值为0.960，模型的精度达到了“极好”水平，具有极高的模型精度。

曼氏迭宫绦虫病暴发的风险主要是受温度变量影响，Tmax1（1 月的最高温度）为最有价值的信息。通过Tmax1 的响应曲线可得，曼氏迭宫绦虫病暴发风险与温度呈正相关，1 月最高温度极低时曼氏迭宫绦虫病风险水平急剧下降，表现为Tmax1 较低时抑制曼氏迭宫绦虫病的暴发，发挥调控作用。虎豹公园应当加强对此时期曼氏迭宫绦虫病的防控，尤其注重对猫科动物宿主的监测，并针对附近养殖场进行曼氏迭宫绦虫病的疫情排查，注重源头管理和综合防治，防止家养动物与野生动物交叉感染，及时消除疫情隐患。