东北虎豹国家公园犬瘟热空间分布预测

邵龙珠，张 鑫，王昊宁，黄利亚，王晓龙★

（1.长白山自然保护管理中心，吉林 安图 133613；2.东北林业大学保护医学与生态安全研究中心，黑龙江 哈尔滨 150040；3.东北林业大学野生动物与自然保护地学院，黑龙江 哈尔滨 150040；4.哈尔滨学院地理与旅游学院，黑龙江 哈尔滨150086；5.长白山科学研究院，吉林 延边朝鲜族自治州 133613）

犬瘟热（Canine Distemper，CD），是由犬瘟热病毒引起的一种多宿主的高度接触性、致死性动物传染病。犬瘟热病毒（Canine Distemper Virus，CDV）隶属于副黏病毒科、麻疹病毒属，其为单股负链RNA病毒。该病致死率可达100%），并可继发肺炎、肠炎、肠套叠等症状，治疗难度较大。虎豹公园位于北半球的中高纬度，属寒温带大陆性季风气候，公园内水量充沛，植被覆盖率高，是东北虎、东北豹等野生动物良好的繁育和栖息的场所。东北虎、东北豹皆是犬瘟热易感动物，一旦犬瘟热流行程度加剧，必将引起虎豹公园犬瘟热的暴发，因此虎豹公园的生物安全不容忽视，本文特开展此项研究。

1 材料与方法

1.1 CDV分布数据的收集和处理CDV病例的地理位点数据，在NCBI和CNKI中分别检索“canine distemper virus”、“犬瘟热病毒”，追踪文献获取。排除无法确定地理坐标和重复数据。东北三省共收集到39个分布点。

1.2 环境数据收集和处理从世界气象数据库（http://www.worldclim.org/）获得，空间分辨率为30arc-seconds 1 km。所使用的68个环境变量分别是海拔（Alt）、全年12个月的平均最低温度（Tmin 1～12）、全年12个月的平均最高温度（Tmax 1～12）、全年12个月的平均温度（Tmean 1～12）、全年12个月的降水量（Prec1～12）和19个生物气候变量（Bio1～19）。

1.3 环境数据筛选通过ArcGis中的Spatial Analyst提取39个点对应的环境气候因子属性值，并采用SPSS 22软件进行主成分分析，得到Pearson相关系数表格，剔除相关系数高（|r|≥0.80）的环境因子带入模型运算分析，使用WGS1984投影坐标系。

1.4 CDV风险分析方法使用MaxEnt 3.3.3k版本（http://www.cs.princeton.edu/～schapire/maxent/），将采集的数据按测试集25%和训练集75%随机分组，选择刀切法来评估环境因子的贡献率，重复次数为10次；采用ROC曲线和AUC值来评价Max-Ent模型的精确度，运行得到CDV分布预测图。

2 结果与分析

2.1 环境变量确定及统计分析通过主成分分析方法共筛选得到20个相关性小的变量进行MaxEnt模型运算。剩余环境因子分为2类，分别是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

2.2.1 Maxent模型检验预测 10次重复运算AUCtest的平均值为0.923＞0.9，具有较高可信度（见图1）。

2.2.2 各变量贡献率及单一因子分析 如表1所示，Bio 8、Tmax 11、Prec 12、Prec 4这4个环境变量对CDV具有相对较大的贡献率，累计达到86%。由响应曲线以及频数分布图可知，Bio8最适区间为25℃～26℃；Tmax11最适区间为5.5℃～10℃；

表1 MaxEnt模型中环境变量相对贡献率分析

Prec12最适区间为300～350 mm的降水量。

2.3 东北虎豹公园CDV风险分布分析CDV高风险主要在虎豹公园西北部分地区（宁安市东北部、穆棱市南部及汪清县北部）、东北部分地区（汪清县东北部及珲春市北部）及西南部分边界（汪清县中部）处于高风险水平（＞0.7，深黄色至红色区域）；北部大部分地区、南部小部分地区处于中风险水平（0.5～0.7，淡黄至黄色区域）；北部部分地区（汪清县北部）及中南部（珲春市东南部）部分地区处于处于低风险水平（0.4～0.5，青色区域）；中部及东南部分地区（珲春市中部及东南部）处于极低风险水平（＜0.4，浅蓝色至蓝色区域）（图2）。

图2 虎豹公园犬瘟热疫情风险水平分布图

3 讨论

根据MaxEnt模型可知，Bio8、Tmax11、Prec12这三个环境变量对CDV的影响最大，累计贡献率达86%。模型在犬瘟热分布预测结果的AUC值为0.923，模型的精度达到了“非常好”的水平，具有很好的参考价值。以往的研究发现犬瘟热的发生具有季节性，温度在很大程度上决定了犬瘟热的发生，一般见于寒冷的季节,即10月份至翌年的4月份为犬瘟热疫病的高发季节。在本模型中，最湿季节平均温度以及11月最高温度两个预测子变量对疫病的风险水平影响程度最高，有力的支持了这一结论。

当前针对犬瘟热的防控管理意义在于能够系统性了解虎豹公园犬瘟热生物安全风险，揭示和从根本上消除犬瘟热的潜在风险源和风险点，最终实现针对旗舰物种的精准防控，促进生物安全防御体系的构建。