Χρήση δορυφορικών δεδομένων για τον χαρακτηρισμό του αποθέματος των τοπικών πληθυσμών ζώων που φέρουν τον ιό Hantaan στην Weihe Plain
Από RemoteSensing Wiki
(Νέα σελίδα με '''' Χρήση δορυφορικών δεδομένων για τον χαρακτηρισμό του αποθέματος των τοπικών πληθυσμών ζώω...') |
|||
| (3 ενδιάμεσες αναθεωρήσεις δεν εμφανίζονται.) | |||
| Γραμμή 16: | Γραμμή 16: | ||
| - | '''Δειγματοληψία τρωκτικών'' | + | '''Δειγματοληψία τρωκτικών''' |
Η περιοχή μελέτης μας βρισκόταν σε μία από τις περιοχές εστίασης του HFRS στην περιφέρεια Hu (108° Ανατολικά, 34° Βόρεια), στην εθνική περιοχή παρακολούθησης HFRS στο οροπέδιο Loess της κεντρικής Κίνας. Από τον Ιανουάριο του 2005 έως τον Δεκέμβριο του 2012 πραγματοποιήθηκαν μηνιαίες έρευνες για τους τοπικούς πληθυσμούς ζώων που φέρουν τον ιό Hantaan. Παγίδευση τρωκτικού διεξήχθη σε εννέα τοποθεσίες, σε χωράφια με μια απλή δομή βλάστησης (καταλαμβάνονται κυρίως από μεγάλες καλλιέργειες, σιτάρι την άνοιξη και καλαμπόκι το φθινόπωρο), τα οποία είναι ενδιαιτήματα για σημαντικά αποθέματα τρωκτικών και απέχουν 3 χλμ από τα χωριά της περιφέρειας Hu. Σε κάθε θέση παγίδευσης, τοποθετήθηκαν τουλάχιστον 300 παγίδες μικρών θηλαστικών, για τρεις νύχτες, με μία μόνο δέσμευση, σε τέσσερις παράλληλες γραμμές με 25 παγίδες κάθε μία (Εικόνα 1). Τοποθετούνται τα φιστίκια σε κάθε παγίδα ως δόλωμα τη νύχτα και ανακτώνται μικρά θηλαστικά παγιδευμένα το πρωί. Οι ρυθμοί συλλήψεως εκφράζονται ως ο αριθμός των τρωκτικών που αλιεύονται ανά 100 παγίδες. Οι παγίδες χωρίστηκαν σε διαστήματα περίπου 5 μέτρων. Οι παγίδες τοποθετούνταν κάθε βράδυ και συλλέγονταν το πρωί. Τα ζώα που παγιδεύτηκαν, συλλέχθηκαν και ταυτοποιήθηκαν σε είδη. Όλα τα συλληφθέντα τρωκτικά προστέθηκαν στα κέντρα Shaanxi για τον έλεγχο και την πρόληψη ασθενειών. Τα επιδημιολογικά δεδομένα ελήφθησαν από το Επαρχιακό Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων του Shaanxi. | Η περιοχή μελέτης μας βρισκόταν σε μία από τις περιοχές εστίασης του HFRS στην περιφέρεια Hu (108° Ανατολικά, 34° Βόρεια), στην εθνική περιοχή παρακολούθησης HFRS στο οροπέδιο Loess της κεντρικής Κίνας. Από τον Ιανουάριο του 2005 έως τον Δεκέμβριο του 2012 πραγματοποιήθηκαν μηνιαίες έρευνες για τους τοπικούς πληθυσμούς ζώων που φέρουν τον ιό Hantaan. Παγίδευση τρωκτικού διεξήχθη σε εννέα τοποθεσίες, σε χωράφια με μια απλή δομή βλάστησης (καταλαμβάνονται κυρίως από μεγάλες καλλιέργειες, σιτάρι την άνοιξη και καλαμπόκι το φθινόπωρο), τα οποία είναι ενδιαιτήματα για σημαντικά αποθέματα τρωκτικών και απέχουν 3 χλμ από τα χωριά της περιφέρειας Hu. Σε κάθε θέση παγίδευσης, τοποθετήθηκαν τουλάχιστον 300 παγίδες μικρών θηλαστικών, για τρεις νύχτες, με μία μόνο δέσμευση, σε τέσσερις παράλληλες γραμμές με 25 παγίδες κάθε μία (Εικόνα 1). Τοποθετούνται τα φιστίκια σε κάθε παγίδα ως δόλωμα τη νύχτα και ανακτώνται μικρά θηλαστικά παγιδευμένα το πρωί. Οι ρυθμοί συλλήψεως εκφράζονται ως ο αριθμός των τρωκτικών που αλιεύονται ανά 100 παγίδες. Οι παγίδες χωρίστηκαν σε διαστήματα περίπου 5 μέτρων. Οι παγίδες τοποθετούνταν κάθε βράδυ και συλλέγονταν το πρωί. Τα ζώα που παγιδεύτηκαν, συλλέχθηκαν και ταυτοποιήθηκαν σε είδη. Όλα τα συλληφθέντα τρωκτικά προστέθηκαν στα κέντρα Shaanxi για τον έλεγχο και την πρόληψη ασθενειών. Τα επιδημιολογικά δεδομένα ελήφθησαν από το Επαρχιακό Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων του Shaanxi. | ||
| Γραμμή 54: | Γραμμή 54: | ||
Η περιφέρεια Hu είναι μια περιοχή με υψηλή συχνότητα εμφάνισης HFRS και πληθυσμό περίπου 0,61 εκατομμυρίων στην πεδιάδα Weihe (Σχήμα 1). Οι επιδημίες του HFRS σημειώθηκαν κάθε χρόνο μεταξύ του 2005 και του 2012, με διαφορετικό μέγεθος. Συνολικά 1118 περιπτώσεις HFRS επιβεβαιώθηκαν στην περιφέρεια Hu από το 2005 έως το 2012. Η ετήσια επίπτωση των HFRS συνέχισε να αυξάνεται (Πίνακας 2). Δύο εστίες το 2010 και το 2011 ήταν μεγαλύτερες από το συνηθισμένο, με 282 και 211 περιπτώσεις, αντίστοιχα (Εικόνα 2). Η μηνιαία κατανομή των περιπτώσεων HFRS έδειξε ότι η επίπτωση του HFRS ήταν υψηλότερη κατά το δεύτερο εξάμηνο του έτους και κορυφώθηκε από τον Οκτώβριο έως το Δεκέμβριο (Εικόνα 3 και Εικόνα 4). | Η περιφέρεια Hu είναι μια περιοχή με υψηλή συχνότητα εμφάνισης HFRS και πληθυσμό περίπου 0,61 εκατομμυρίων στην πεδιάδα Weihe (Σχήμα 1). Οι επιδημίες του HFRS σημειώθηκαν κάθε χρόνο μεταξύ του 2005 και του 2012, με διαφορετικό μέγεθος. Συνολικά 1118 περιπτώσεις HFRS επιβεβαιώθηκαν στην περιφέρεια Hu από το 2005 έως το 2012. Η ετήσια επίπτωση των HFRS συνέχισε να αυξάνεται (Πίνακας 2). Δύο εστίες το 2010 και το 2011 ήταν μεγαλύτερες από το συνηθισμένο, με 282 και 211 περιπτώσεις, αντίστοιχα (Εικόνα 2). Η μηνιαία κατανομή των περιπτώσεων HFRS έδειξε ότι η επίπτωση του HFRS ήταν υψηλότερη κατά το δεύτερο εξάμηνο του έτους και κορυφώθηκε από τον Οκτώβριο έως το Δεκέμβριο (Εικόνα 3 και Εικόνα 4). | ||
| - | [[Εικόνα:Rswikiglp93.jpg |thumb| | + | [[Εικόνα:Rswikiglp93.jpg |thumb|left|Εικόνα 2:'''Επιδημιολογικό πρότυπο αιμορραγικού πυρετού με νεφρικό σύνδρομο (HFRS) στην περιφέρεια Hu, 2005-2012. (A) Αριθμός μηνιαίων καταγεγραμμένων περιπτώσεων HFRS. (Β) Οι χρονοσειρές της πυκνότητας πληθυσμού Apodemus agrarius (ρυθμός σύλληψης), οι σκιασμένες περιοχές υποδεικνύουν διμηνιαία διαστήματα εμπιστοσύνης 95% χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Agresti-Coull. Οι ρυθμοί σύλληψης εκφράζονται ως αριθμός τρωκτικών που αλιεύονται ανά 100 παγίδες.''']] |
[[Εικόνα:Rswikiglp94.jpg |thumb|right|Εικόνα 3:'''Μέση εποχιακή κατανομή αιμορραγικού πυρετού με περιπτώσεις νεφρικού συνδρόμου (HFRS) και ρυθμού σύλληψης του Apodemus agrarius στην περιφέρεια Hu, 2005-2012. Οι μπάρες σφάλματος εμφανίζουν τις μέγιστες και τις ελάχιστες τιμές.''']] | [[Εικόνα:Rswikiglp94.jpg |thumb|right|Εικόνα 3:'''Μέση εποχιακή κατανομή αιμορραγικού πυρετού με περιπτώσεις νεφρικού συνδρόμου (HFRS) και ρυθμού σύλληψης του Apodemus agrarius στην περιφέρεια Hu, 2005-2012. Οι μπάρες σφάλματος εμφανίζουν τις μέγιστες και τις ελάχιστες τιμές.''']] | ||
| - | [[Εικόνα:Rswikiglp95.jpg |thumb| | + | [[Εικόνα:Rswikiglp95.jpg |thumb|left|Εικόνα 4:'''Δείκτες με βάση την τηλεπισκόπηση καλλιεργήσιμων εκτάσεων στην περιφέρεια Hu. NDVI, κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης διαφοράς. FPAR, κλάσμα της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας που απορροφάται από τη βλάστηση. LAI, δείκτης περιοχής φύλλων. GPP, ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγικότητα. PsnNet, καθαρή φωτοσύνθεση. LST, θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους.''']] |
[[Εικόνα:Rswikiglp96.jpg |thumb|right|Πίνακας 2:'''Ετήσια επίπτωση αιμορραγικού πυρετού με νεφρικό σύνδρομο (HFRS) από το 2005 έως το 2012.''']] | [[Εικόνα:Rswikiglp96.jpg |thumb|right|Πίνακας 2:'''Ετήσια επίπτωση αιμορραγικού πυρετού με νεφρικό σύνδρομο (HFRS) από το 2005 έως το 2012.''']] | ||
| Γραμμή 70: | Γραμμή 70: | ||
[[Εικόνα:Rswikiglp98.jpg |thumb|right|Εικόνα 5:'''Διασταυρούμενη συσχέτιση μεταξύ της πυκνότητας πληθυσμού τρωκτικών και της καθαρής φωτοσύνθεσης (PsnNet).''']] | [[Εικόνα:Rswikiglp98.jpg |thumb|right|Εικόνα 5:'''Διασταυρούμενη συσχέτιση μεταξύ της πυκνότητας πληθυσμού τρωκτικών και της καθαρής φωτοσύνθεσης (PsnNet).''']] | ||
| - | [[Εικόνα:Rswikiglp99.jpg |thumb| | + | [[Εικόνα:Rswikiglp99.jpg |thumb|left|Εικόνα 6:'''Πίνακας συσχετισμού περιβαλλοντικών παραγόντων και ρυθμός σύλληψης του Apodemus agrarius (αριστερά) και του Rattus norvegicus (δεξιά). Κάθε συντελεστής συσχέτισης που ταιριάζει με δύο μεταβλητές υπολογίστηκε με τη μέθοδο Pearson στο R. ΑΑ, Apodemus agrarius. RN, Rattus norvegicus. NDVI, κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης διαφοράς. FPAR, κλάσμα της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας που απορροφάται από τη βλάστηση. LAI, δείκτης περιοχής φύλλων. GPP, ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγικότητα. PsnNet, καθαρή φωτοσύνθεση. LST, θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους. Οι αριθμοί που κυμαίνονται από -1 έως 1 είναι οι συντελεστές συσχέτισης Pearson των μεταβλητών σε οριζόντιους και κατακόρυφους άξονες. Το χρώμα και το μέγεθος των κύκλων υποδεικνύουν τη σημασία της συσχέτισης. Εμφανίζονται μόνο σημαντικά στατιστικά στοιχεία (p <0,05).''']] |
Μια πρόσθετη ανάλυση διεξήχθη για να ελεγχθεί η σχέση μεταξύ των δεικτών που παρουσιάζονται παραπάνω και της πυκνότητας πληθυσμού του καφέ αρουραίου (Rattus norvegicus). Το είδος αυτό ζει κοντά στον άνθρωπο και δεν βασίζεται σε καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο ρυθμός σύλληψης του R. Νorvegicus δεν συσχετίστηκε με κανένα από τους δείκτες κατά τη διάρκεια μιας υστέρησης 1-6 μηνών. | Μια πρόσθετη ανάλυση διεξήχθη για να ελεγχθεί η σχέση μεταξύ των δεικτών που παρουσιάζονται παραπάνω και της πυκνότητας πληθυσμού του καφέ αρουραίου (Rattus norvegicus). Το είδος αυτό ζει κοντά στον άνθρωπο και δεν βασίζεται σε καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο ρυθμός σύλληψης του R. Νorvegicus δεν συσχετίστηκε με κανένα από τους δείκτες κατά τη διάρκεια μιας υστέρησης 1-6 μηνών. | ||
Παρούσα αναθεώρηση της 18:53, 6 Ιανουαρίου 2018
Χρήση δορυφορικών δεδομένων για τον χαρακτηρισμό του αποθέματος των τοπικών πληθυσμών ζώων που φέρουν τον ιό Hantaan στην Weihe Plain, Κίνα
Πρωτότυπος τίτλος: Using Satellite Data for the Characterization of Local Animal Reservoir Populations of Hantaan Virus on the Weihe Plain, China
Συγγραφείς: Pengbo Yu, Yidan Li, Bo Xu, Jing Wei, Shen Li, Jianhua Dong, Jianhui Qu, Jing Xu, Zheng Y.X. Huang, Chaofeng Ma, Jing Yang, Guogang Zhang, Bin Chen, Shanqian Huang, Chunming Shi, Hongwei Gao, Feng Liu, Huaiyu Tian, Nils Chr. Stenseth, Bing Xu, Jingjun Wang
Δημοσιεύθηκε: Remote Sensing, 2017, 22nd of October
Εισαγωγή
Το 1984, στην επαρχία Shaanxi, στην κεντροανατολική Κίνα, ξέσπασε αιμορραγικός πυρετός με νεφρικό σύνδρομο (HFRS), ο οποίος χαρακτηρίστηκε από ταχέως προοδευτικά συμπτώματα σπειραματονεφρίτιδας και υψηλά ποσοστά θνησιμότητας, λόγω του ιού Hantaan (HTNV, οικογένεια Bunyaviridae, γένος Hantavirus): σημειώθηκαν συνολικά 1439 περιπτώσεις, με συχνότητα εμφάνισης 0,3% στην περιφέρεια Hu (επαρχία Shanxi). Παρόλο που παρατηρήθηκε σημαντική μείωση του αριθμού των περιστατικών HFRS μακροπρόθεσμα, οι 493 περιπτώσεις που αναφέρθηκαν μεταξύ του 2010 και του 2011 επανέλαβαν την ανησυχία για πιθανό κίνδυνο εμφάνισης της ασθένειας. Οι Hantaviruses συνδέονται κυρίως με την οικογένεια τρωκτικών, Muridae. Οι Hantaviruses και είδη τρωκτικών είναι στενά συνδεδεμένα, με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε ιικό είδος να συνδέεται κυρίως με ένα μόνο είδος τρωκτικού, αν και έχουν αναφερθεί λοιμώξεις και από άλλα θηλαστικά. Καθώς το HFRS μεταδίδεται κατά τη διάρκεια της επαφής με τα ούρα, κόπρανα ή σάλιο τρωκτικών, συνήθως θεωρείται ως μια άμεση, εξαρτώμενη από την πυκνότητα, μετάδοση, σχετικά με την οποία η οικολογία της αφθονίας των τρωκτικών μπορεί να καθορίσει σε μεγάλο βαθμό τη δυνατότητα και το μέγεθός της. Στην πεδιάδα Weihe, που βρίσκεται στην κεντρική επαρχία Shaanxi, τα ριγωτά ποντίκια (Apodemus agrarius) είναι ο κύριος ξενιστής του HTNV. Επομένως, η κατανόηση των παραγόντων που οδηγούν σε αλλαγές του πληθυσμού του Apodemus agrarius είναι σημαντική για την καλύτερη πρόβλεψη των εστιών του HFRS. Το 2002, προτάθηκε από επιστήμονες μία υπόθεση τροφικής αλληλουχίας για να εξηγήσει πώς η περιβαλλοντική διαφοροποίηση επηρεάζει την πιθανότητα εμφάνισης επιδημικών εστιών. Οι τροφική αλληλουχία είναι έμμεση αλληλεπίδραση εντός ενός ιστού τροφίμων που μπορούν να επηρεάσουν ολόκληρο το οικοσύστημα. Οι ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση της πρωτογενούς και δευτερογενούς παραγωγικότητας, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της πυκνότητας του πληθυσμού των τρωκτικών και, κατά συνέπεια, τον αυξημένο κίνδυνο μετάδοσης του hantavirus στους ανθρώπους. Επί του παρόντος, η τηλεπισκόπηση (RS) έχει αναγνωριστεί ως σημαντική πηγή πληροφοριών για τη μελέτη της οικολογίας των hantaviruses και χρησιμοποιείται συχνά στη μελέτη της σχέσης μεταξύ περιβαλλοντικών μεταβλητών και μετάδοσης του συγκεκριμένου ιού. Οι επιστήμονες Glass και Boone χρησιμοποίησαν εικόνες τηλεπισκόπησης για τον εντοπισμό περιβαλλοντικών συνθηκών που σχετίζονται με τον κίνδυνο μετάδοσης της νόσου στον άνθρωπο που προκαλείται από τον ιό Sin Nombre. Ο Wei συνδύασε οικολογική εξειδίκευση και τεχνικές τηλεπισκόπισης για τον εντοπισμό των παραγόντων κινδύνου για μολύνσεις από ινομυώματα σε τρωκτικούς ξενιστές. Οι Zhang και Goodin εξέτασαν τη σχέση μεταξύ των φυσικών ποσοστών μόλυνσης για τον hantavirus στα τρωκτικά και κατηγορίες κάλυψης γης. Ο Yan χρησιμοποίησε δορυφορικά δεδομένα Landsat TM για να διερευνήσει τη χρονική σχέση μεταξύ του αριθμού των περιπτώσεων HFRS και μιας χρονοσειράς του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης διαφορών (NDVI). Αυτές οι μελέτες υπογραμμίζουν τη χρησιμότητα της τηλεπισκόπισης στην πρόβλεψη του κινδύνου για HFRS. Εδώ πραγματοποιήσαμε μια έρευνα σχετικά με τη δυναμική του πληθυσμού των τρωκτικών, η οποία καλύπτει την περίοδο 2005 έως 2012 στην Weihe Plain και χρησιμοποιήσαμε τα δεδομένα επίπτωσης του HFRS, μαζί με δορυφορικά δεδομένα, για να ελέγξουμε την υπόθεση ότι η πληθυσμιακή δυναμική του αποθέματος ζώων του HTNV από τροφικές αλληλουχίες (μετρώντας μέσω δεικτών τηλεπισκόπησης) μπορούν να χρησιμεύσουν ως πιθανοί παράγοντες πρόβλεψης των εστιών του HFRS. Οι αναλύσεις μας θα βελτιώσουν την κατανόηση του κινδύνου μετάδοσης του HTNV στους ανθρώπους.
Δειγματοληψία τρωκτικών
Η περιοχή μελέτης μας βρισκόταν σε μία από τις περιοχές εστίασης του HFRS στην περιφέρεια Hu (108° Ανατολικά, 34° Βόρεια), στην εθνική περιοχή παρακολούθησης HFRS στο οροπέδιο Loess της κεντρικής Κίνας. Από τον Ιανουάριο του 2005 έως τον Δεκέμβριο του 2012 πραγματοποιήθηκαν μηνιαίες έρευνες για τους τοπικούς πληθυσμούς ζώων που φέρουν τον ιό Hantaan. Παγίδευση τρωκτικού διεξήχθη σε εννέα τοποθεσίες, σε χωράφια με μια απλή δομή βλάστησης (καταλαμβάνονται κυρίως από μεγάλες καλλιέργειες, σιτάρι την άνοιξη και καλαμπόκι το φθινόπωρο), τα οποία είναι ενδιαιτήματα για σημαντικά αποθέματα τρωκτικών και απέχουν 3 χλμ από τα χωριά της περιφέρειας Hu. Σε κάθε θέση παγίδευσης, τοποθετήθηκαν τουλάχιστον 300 παγίδες μικρών θηλαστικών, για τρεις νύχτες, με μία μόνο δέσμευση, σε τέσσερις παράλληλες γραμμές με 25 παγίδες κάθε μία (Εικόνα 1). Τοποθετούνται τα φιστίκια σε κάθε παγίδα ως δόλωμα τη νύχτα και ανακτώνται μικρά θηλαστικά παγιδευμένα το πρωί. Οι ρυθμοί συλλήψεως εκφράζονται ως ο αριθμός των τρωκτικών που αλιεύονται ανά 100 παγίδες. Οι παγίδες χωρίστηκαν σε διαστήματα περίπου 5 μέτρων. Οι παγίδες τοποθετούνταν κάθε βράδυ και συλλέγονταν το πρωί. Τα ζώα που παγιδεύτηκαν, συλλέχθηκαν και ταυτοποιήθηκαν σε είδη. Όλα τα συλληφθέντα τρωκτικά προστέθηκαν στα κέντρα Shaanxi για τον έλεγχο και την πρόληψη ασθενειών. Τα επιδημιολογικά δεδομένα ελήφθησαν από το Επαρχιακό Κέντρο Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων του Shaanxi.
Τα στοιχεία σχετικά με τις περιπτώσεις HFRS στην περιφέρεια Hu από το 2005 έως το 2012 ελήφθησαν από το σύστημα παρακολούθησης ασθενειών Shaanxi Notifiable Disease. Αυτές οι περιπτώσεις επιβεβαιώθηκαν, σύμφωνα με την τυποποιημένη διάγνωση που καθορίστηκε από το Υπουργείο Υγείας της Λαϊκής Δημοκρατίας της Κίνας, και στη συνέχεια επιβεβαιώθηκαν με την ανίχνευση αντισωμάτων κατά του hantavirus σε δείγματα ανθρώπινου ορού.
Δορυφορικά δεδομένα
Η έναρξη της λειτουργίας του Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) στα αεροσκάφη Terra και Aqua το Δεκέμβριο του 1999 και το Μάιο του 2002, αντίστοιχα, συνέβαλε σημαντικά στην κατανόηση της δυναμικής της Γης. Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιήθηκε μια ομάδα προϊόντων MODIS Land (Πίνακας 1) που ελήφθησαν από το Εθνικό Σύστημα Δεδομένων και Πληροφοριών για το Σύστημα Παρακολούθησης της Γης (EOSDIS) της Εθνικής Υπηρεσίας Αεροναυτικής και Διαστήματος (EOSDIS, http://reverb.echo.nasa.gov/reverb/ ). Συγκεκριμένα, το NDVI εξήχθη από το προϊόν MOD13A2, κύκλου 16 ημερών, λεπτομέρειας 1 χλμ. Ο δείκτης περιοχής φύλλου (LAI) και η κλασματική φωτοσυνθετική ενεργός ακτινοβολία (FPAR) εξήχθησαν από το προϊόν MOD15A2, κύκλου 8 ημερών, λεπτομέρειας 1 χλμ. Το LAI χρησιμοποιήθηκε για την ποσοτικοποίηση της έκτασης του φυλλώματος ανά μονάδα επιφανείας εδάφους και το FPAR χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση της ακτινοβολίας που απορροφάται από τη βλάστηση στην φασματική περιοχή της ηλιακής ακτινοβολίας 0,4-0,7 μm.
Σημείωση: MODIS, Moderate Resolution Imaging Spectoradiometer. NDVI, κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης διαφοράς. LAI, δείκτης περιοχής φύλλων. FPAR, κλασματική φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία. GPP, ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγή. PsnNet, καθαρή φωτοσύνθεση. LST, θερμοκρασία επιφάνειας εδάφους. Η ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγή (GPP) και η καθαρή φωτοσύνθεση (PsnNet) προήλθαν από το προϊόν MOD17A2, κύκλου 8 ημερών, λεπτομέρειας 1 χλμ. και χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη. Το GPP παρέχει ακριβή τακτική μέτρηση της ικανότητας της βλάστησης να συλλάβει άνθρακα και ενέργεια κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης και το PsnNet χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της καθαρής πρόσληψης διοξειδίου του άνθρακα σε ένα φύλλο. Τα δεδομένα θερμοκρασίας εδάφους 8 ημερών (LST) προέκυψαν από το προϊόν MODIS MOD11A2. Το χρονικό εύρος των προϊόντων MODIS που χρησιμοποιήθηκαν ήταν από το 2005 έως το 2012 και όλα τα σύνολα δεδομένων συγκεντρώθηκαν σε μηνιαίες τιμές λαμβάνοντας το μέγιστο όλων των τιμών που καταγράφηκαν εντός του μήνα.
Στατιστική ανάλυση
Οι σχέσεις μεταξύ των δεικτών με βάση την τηλεπισκόπηση, του κινδύνου HFRS και της πυκνότητας του πληθυσμού των τρωκτικών εξετάστηκαν με τη συσχέτιση του Pearson. Εφαρμόσαμε μια ανάλυση αλληλοσυσχέτισης, η οποία ανιχνεύει αν υπάρχουν σχέσεις χρονικής υστέρησης. Δεδομένης της χρονικής υστέρησης στην ανταπόκριση των πληθυσμών των τρωκτικών στις περιβαλλοντικές συνθήκες, διατηρήσαμε ακόμα τις σειρές δεικτών με βάση την τηλεπισκόπηση και μετατοπίσαμε τις σειρές πυκνότητας πληθυσμού τρωκτικών προς τα πίσω κατά ένα μήνα κάθε φορά (έως έξι μήνες). Για να ανιχνευθεί η επίδραση της υστέρησης της πυκνότητας του πληθυσμού των τρωκτικών στον κίνδυνο HFRS, μετακινήσαμε τη συχνότητα εμφάνισης HFRS προς τα πίσω και διατηρήσαμε την πυκνότητα του πληθυσμού των τρωκτικών. Χρησιμοποιήθηκε ανάλυση αλληλοσυσχέτισης για την αξιολόγηση των ενώσεων και υπολογίστηκε ως: ρxy (t) = γxy (t)/(σxσy) t = 0, ±1, ±2 όπου ρ (t) είναι ο συντελεστής διασταυρούμενης συσχέτισης σε χρονική υστέρηση t, σ είναι η τυπική απόκλιση για την πυκνότητα πληθυσμού τρωκτικών, σύμφωνα με τη συχνότητα εμφάνισης HFRS και δεικτών βάσει τηλεπισκόπησης και γ είναι η συνάρτηση συνδιακύμανσης.
Μοντέλο Εξίσωσης Δομής
Η μοντελοποίηση εξισώσεων δομής (SEM) είναι μια γενική στατιστική τεχνική, η οποία συνδυάζει ανάλυση παράγοντα και πολλαπλή παλινδρόμηση, που χρησιμοποιείται για την εξέταση άμεσων και έμμεσων επιδράσεων στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ πολλαπλών παραγόντων. Το SEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ερμηνεία πληροφοριών σχετικά με τους παρατηρούμενους συσχετισμούς ομάδων οργανισμών, για τη δοκιμή και την αξιολόγηση σύνθετων αιτιακών σχέσεων. Κατασκευάσαμε SEM χρησιμοποιώντας το πακέτο R lavaan, εφαρμόζοντας τη μέθοδο μέγιστης πιθανότητας για την εκτίμηση του μοντέλου. Μεταξύ των πολλαπλών δεικτών που είναι διαθέσιμοι για την αξιολόγηση της προσαρμογής του μοντέλου, επιλέξαμε ένα κανονικοποιημένο χ2-test (chi-squared / βαθμοί ελευθερίας), ένα δείκτη συγκριτικής προσαρμογής (CFI) και ένα μέσο ριζικό σφάλμα προσέγγισης (RMSEA). Η κανονικοποιημένη χ2-test χρησιμοποιείται για να ελέγξει εάν η σχέση που είναι δομημένη στο μοντέλο είναι λογική για τα δεδομένα. Το CFI χρησιμοποιείται για να ελέγξει εάν το μοντέλο ταιριάζει με τα δεδομένα, όπου> 0,9 είναι καλό, και το RMSEA μετράει πόσο προσεκτικά το μοντέλο αναπαράγει πρότυπα δεδομένων, όπου οι χαμηλότερες τιμές είναι καλύτερες. Με βάση τη σχέση χρονικής υστέρησης που βρέθηκε στην ανάλυση συσχέτισης, διαμορφώσαμε το SEM θέτοντας τον PsnNet τρεις μήνες πριν (t-3) ως πρόβλεψη, την πυκνότητα πληθυσμού τρωκτικών (t) ως μεσολαβητή και την επίπτωση του HFRS τέσσερις μήνες αργότερα την εξαρτημένη μεταβλητή. Το μοντέλο μας εξέτασε την υπόθεση ότι η διακύμανση μεταξύ του συσχετισμένου PsnNet και της πυκνότητας του πληθυσμού των τρωκτικών θα μπορούσε να παρέχει εύλογες εξηγήσεις για την εκδήλωση του HFRS. (Η Animal Ethics Committee του CDC Shaanxi παραιτήθηκε από την έγκριση αυτής της μελέτης. Επειδή οι μέθοδοι δεν περιελάμβαναν πειραματισμούς σε ζώα, δεν ήταν απαραίτητο να αποκτήσουμε άδεια από τη Animal Ethics Committee. Επιπλέον, τα είδη που συλλαμβάνονται στη μελέτη αυτή δεν προστατεύονται στην Κίνα και κανένα από τα είδη που έχουν συλληφθεί δεν περιλαμβάνεται στην red list ειδών της Κίνας).
Αποτελέσματα
Η περιφέρεια Hu είναι μια περιοχή με υψηλή συχνότητα εμφάνισης HFRS και πληθυσμό περίπου 0,61 εκατομμυρίων στην πεδιάδα Weihe (Σχήμα 1). Οι επιδημίες του HFRS σημειώθηκαν κάθε χρόνο μεταξύ του 2005 και του 2012, με διαφορετικό μέγεθος. Συνολικά 1118 περιπτώσεις HFRS επιβεβαιώθηκαν στην περιφέρεια Hu από το 2005 έως το 2012. Η ετήσια επίπτωση των HFRS συνέχισε να αυξάνεται (Πίνακας 2). Δύο εστίες το 2010 και το 2011 ήταν μεγαλύτερες από το συνηθισμένο, με 282 και 211 περιπτώσεις, αντίστοιχα (Εικόνα 2). Η μηνιαία κατανομή των περιπτώσεων HFRS έδειξε ότι η επίπτωση του HFRS ήταν υψηλότερη κατά το δεύτερο εξάμηνο του έτους και κορυφώθηκε από τον Οκτώβριο έως το Δεκέμβριο (Εικόνα 3 και Εικόνα 4).
Κατά τη διάρκεια της μελέτης, οι 365 A. Αgrarius που συνελήφθησαν σε 41.764 παγίδες, με ρυθμό σύλληψης 0.9 ανά εκατό παγιδευμένες νύχτες. Η πληθυσμιακή πυκνότητα του A. Αgrarius ποικίλλει τόσο εποχιακά όσο και μεταξύ ετών. Η επιτυχία της παγίδευσης μειώθηκε στα τέλη του φθινοπώρου και του χειμώνα και αυξήθηκε κατά την άνοιξη και η ετήσια μέγιστη πυκνότητα των τρωκτικών παρατηρήθηκε από τον Αύγουστο έως τον Οκτώβριο (Σχήμα 3). Η εποχιακή κατανομή των περιπτώσεων HFRS έδειξε πάντα μια σχετικά υψηλή κορυφή το Νοέμβριο και μια χαμηλότερη κορυφή τον Ιούνιο (Σχήμα 3). Τόσο η εποχικότητα όσο και το αποτέλεσμα της ανάλυσης διασταυρούμενης συσχέτισης (Πίνακας 3) έδειξαν ότι ο μηνιαίος αριθμός περιπτώσεων HFRS συσχετίστηκε θετικά με την πυκνότητα των τρωκτικών, με χρονική υστέρηση 1-5 μηνών.
Στο Σχήμα 5 φαίνεται ότι ο μέγιστος συντελεστής διασταυρούμενης συσχέτισης δείχνει ότι το PsnNet, σε υστέρηση 3 μηνών, εμφανίζεται να παίζει ρόλο στην πυκνότητα πληθυσμού τρωκτικών. Τα αποτελέσματα (Εικόνα 6) έδειξαν ότι η πληθυσμιακή πυκνότητα του Α. Agrarius συσχετίστηκε θετικά με τα NDVI, GPP και PsnNet, με χρονική υστέρηση 2 μηνών, 2-3 μηνών και 2-3 μηνών αντίστοιχα. Η πληθυσμιακή πυκνότητα του Α. Agararius συσχετίστηκε αρνητικά με το LST, με 6μηνη υστέρηση. Ο υψηλότερος συντελεστής συσχέτισης ήταν για τη σχέση μεταξύ του ρυθμού σύλληψης των Α. Agararius και PsnNet, με 3μηνη υστέρηση (r = 0,46, p <0,01). Το PsnNet ήταν υψηλό σε ετήσια βάση από τον Μάρτιο έως τον Σεπτέμβριο, που ήταν η περίοδος αναπαραγωγής του A. Αgrarius, αν και η αξία του PsnNet τον Ιούνιο ήταν χαμηλή λόγω της εαρινής συγκομιδής. Ο ρυθμός σύλληψης του A. Αgrarius ήταν σχετικά υψηλός στην εποχή αναπαραγωγής και ήταν σχετικά χαμηλός τη χειμερινή περίοδο, από τον Δεκέμβριο έως τον Φεβρουάριο. Ως εκ τούτου, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το εποχιακό πρότυπο του PsnNet κορυφώθηκε και συνέπεσε με το ρυθμό σύλληψης του Α. Agrarius.
Μια πρόσθετη ανάλυση διεξήχθη για να ελεγχθεί η σχέση μεταξύ των δεικτών που παρουσιάζονται παραπάνω και της πυκνότητας πληθυσμού του καφέ αρουραίου (Rattus norvegicus). Το είδος αυτό ζει κοντά στον άνθρωπο και δεν βασίζεται σε καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο ρυθμός σύλληψης του R. Νorvegicus δεν συσχετίστηκε με κανένα από τους δείκτες κατά τη διάρκεια μιας υστέρησης 1-6 μηνών. Το SEM (Εικόνα 7) έδειξε ότι ο PsnNet κατά τους προηγούμενους μήνες συσχετίστηκε σημαντικά και θετικά με την πυκνότητα του πληθυσμού των τρωκτικών και τη συχνότητα εμφάνισης του HFRS. Ομοίως, η πυκνότητα πληθυσμού τρωκτικών συσχετίστηκε θετικά με την επίπτωση του HFRS στους επόμενους μήνες. Αυτό έδειξε την έμμεση επίδραση του PsnNet στις επιπτώσεις του HFRS.
Συμπεράσματα
Η μελέτη μας είναι ένα ενθαρρυντικό βήμα προς μια προσέγγιση έγκαιρης προειδοποίησης που μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο μόλυνσης από hantavirus, στη βάση ότι οι διακυμάνσεις στην αφθονία των αποθεμάτων τρωκτικών μπορούν να εκτιμηθούν από δορυφορικές εικόνες. Η μελέτη παρέχει επίσης μια αποτελεσματική μέθοδο για την παρακολούθηση περιβαλλοντικών συνθηκών σε μεγάλη κλίμακα. Η τροφική αλληλουχία έχει επικυρωθεί στην περιοχή μελέτης μας χρησιμοποιώντας δορυφορικά και αρχειοθετημένα δεδομένα επιτήρησης. Η παραγωγικότητα της βλάστησης (κατάσταση της γεωργικής γης, εκπροσωπούμενης από το PsnNet) αποδείχθηκε ότι αποτελεί σημαντικό οδηγό για την αύξηση της αφθονίας των αποθεμάτων hantavirus (A. agrarius), με υστέρηση 3 μηνών. Εν κατακλείδι, δείξαμε ότι ο κίνδυνος HFRS συνδέεται στενά με την περιβαλλοντική μεταβλητότητα και ότι η τηλεπισκόπηση μπορεί να είναι κρίσιμη τόσο για την αποτελεσματική πρόβλεψη κινδύνου όσο και γενικότερα σε εφαρμογές δημόσιας υγείας. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει μια πολύτιμη βάση για την ανάπτυξη ενός λιγότερο δαπανηρού, αλλά αποτελεσματικού συστήματος προειδοποίησης για την πρόληψη των εστιών του HFRS στην περιοχή μελέτης μας, στην περιφέρεια Hu. Επιπλέον, η χρησιμότητα της τηλεπισκόπησης για την παρατήρηση περιβαλλοντικών συνθηκών σε πραγματικό χρόνο παρέχει στις αρχές υγείας ένα χρονικό περιθώριο για την ανάπτυξη στοχευμένων στρατηγικών με σκοπό τον έλεγχο και την πρόληψη του κινδύνου του HFRS.
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
