《Veterinary Sciences》:County-Level Distribution, Relative Abundance and Environmental Associations of Haemaphysalis longicornis (Acari: Ixodidae) in the Changbai Mountain Forest Area, Northeastern China
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长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)是一种东亚地区牛及其他家畜的三宿主蜱虫。研究人员于2023至2025年3月至10月在中国东北长白山林区的19个县进行了蜱虫调查。通过拖旗法采集植被上的蜱虫以及从牛体表收集蜱虫,共在103个采样点获得
长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)是一种东亚地区牛及其他家畜的三宿主蜱虫。研究人员于2023至2025年3月至10月在中国东北长白山林区的19个县进行了蜱虫调查。通过拖旗法采集植被上的蜱虫以及从牛体表收集蜱虫,共在103个采样点获得标本,经形态学鉴定至物种并按县统计计数,未进行分子鉴定确认。县级计数采用全局与局部空间统计、标准差椭圆(SDE)以及与8个环境变量的秩相关进行分析。基于记录到该物种的8个县构建了探索性最大熵(MaxEnt)模型。在1653只隶属于5个物种的蜱虫中,长角血蜱占246只(14.88%),分布于19个县中的8个县,其中珲春(81.82%)、图们(72.84%)和集安(70.63%)的相对丰度最高。全局莫兰指数(Global Moran's I)为0.0416(z = 0.84,p = 0.402),局部Getis-Ord Gi*未识别出显著热点或冷点,因此未检测到县级水平的统计学显著聚集;采样点沿东北东-西南西轴线分布(SDE方位角74.1度)。无环境变量与县级相对丰度显著相关(所有|rho| ≤ 0.33,p ≥ 0.16);由于仅有19个县,检验效力有限,这表明未检测到关联而非不存在关联。在探索性MaxEnt模型中,四折空间块交叉验证得到的受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.558 ± 0.113。在此采样强度下,数据支持对物种捕获县的县级描述以及对三个边境县的初步监测优先排序,但不支持预测性栖息地模型。
研究背景与科学问题
长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)是东亚地区一种重要的三宿主蜱虫,寄生于牛及其他家养和野生有蹄类动物,可导致家畜严重感染,传播多种兽医和公共卫生重要病原体,并造成畜牧业经济损失。该物种在中国温带和亚热带广泛分布,尤其在中国东北森林-草原交错带数量丰富。近年来,物种分布模型预测气候变化和土地利用变化可能使其适生区向北扩展。在吉林省东部山区,此前已有关于蜱虫区系的调查,但长角血蜱在长白山林区内的县级分布及其在该尺度下与环境变量的关联尚未被描述,这限制了针对性监测与防控工作的开展。为此,研究人员在2023至2025年间对长白山林区19个县进行了系统性蜱虫调查,旨在描述蜱虫物种组成,分析长角血蜱县级计数的空间结构,并检验其相对丰度与县级可用环境变量之间的关联。
研究方法概述
研究人员在吉林省东部19个县(含长白山自然保护区及周边森林、农业和牧区景观)的103个采样点,于每年3月至10月通过拖旗法采集植被上的游离蜱虫,并用精细镊子从自然感染的家牛体表摘取寄生蜱虫。所有成虫标本依据中国硬蜱科标准形态学检索表进行物种鉴定。环境数据方面,从WorldClim 2.1获取19个生物气候变量及海拔数据(分辨率约5公里),从ESRI Sentinel-2获取2023年10米年度土地覆盖产品并聚合至相同网格,归一化植被指数(NDVI)源自MODIS MOD13A1产品(500米,2023年生长季最大值合成)。经多重共线性筛选后保留8个变量:平均日温差(bio_2)、最暖月最高温(bio_5)、最冷月最低温(bio_6)、最干月降水量(bio_14)、降水季节性(bio_15)、海拔、土地覆盖和NDVI。空间分析采用全局莫兰指数(Global Moran's I)评估全局空间自相关,局部Getis-Ord Gi*进行热点分析,标准差椭圆(SDE)描述采样点方向性布局。环境关联分析使用斯皮尔曼秩相关(Spearman rank correlation),并构建了基于8个有记录县的探索性最大熵(MaxEnt)模型。
研究结果
3.1 蜱虫物种组成与相对丰度
共采集1653只蜱虫,隶属3属5种。全沟硬蜱(Ixodes persulcatus)最多(517只,31.28%),其次为嗜群血蜱(Haemaphysalis concinna)(432只,26.13%)、草原革蜱(Dermacentor nuttalli)(288只,17.42%)、长角血蜱(246只,14.88%)和森林革蜱(D. silvarum)(170只,10.28%)。长角血蜱在8个县有记录:珲春(81/99,81.82%)、图们(59/81,72.84%)、集安(89/126,70.63%)、磐石(11/72,15.28%)、敦化(2/92,2.17%)、辉南(2/74,2.70%)、抚松(1/97,1.03%)和柳河(1/93,1.08%)。仅记录到1或2只标本的县(敦化、辉南、抚松、柳河)丰度估计不确定性较大。
3.2 空间分布格局
19个调查县的长角血蜱计数全局空间模式未偏离随机分布。全局莫兰指数为0.0416(z = 0.84,p = 0.402),未检测到统计学显著的全局空间自相关。局部Getis-Ord Gi*分析未识别出任何显著热点或冷点,所有县在90%、95%和99%置信水平均归类为“不显著”。103个采样点的标准差椭圆沿东北东-西南西方向延伸(方位角74.1度),主轴250.9公里,短轴151.9公里。
3.3 环境变量选择
经多重共线性筛选后保留8个环境变量:平均日温差(bio_2)、最暖月最高温(bio_5)、最冷月最低温(bio_6)、最干月降水量(bio_14)、降水季节性(bio_15)、海拔、土地覆盖和NDVI。
3.4 县级环境关联
19个县中,无环境变量与长角血蜱相对丰度显著相关。最强相关性为海拔(rho = -0.33,p = 0.16)和平均日温差(rho = -0.28,p = 0.24)的负相关,以及最冷月最低温的正相关(rho = 0.25,p = 0.29)。相对丰度最高的三个县在任一单一变量上均未共享极端值。
3.5 探索性栖息地适宜性建模
基于8个县级发生记录的探索性MaxEnt模型,四折空间块交叉验证的平均AUC为0.558 ± 0.113(20种候选参数组合范围0.375-0.609),留一法交叉验证平均AUC为0.648。20种参数化中有7种返回AUC为0.500。该模型表面被视为探索性结果,不据此得出监测或管理结论。
讨论与结论
本研究描述了长白山林区19个县的蜱虫区系及长角血蜱的县级分布。长角血蜱占1653只蜱虫的14.88%,在珲春(81.82%)、图们(72.84%)和集安(70.63%)达到最高相对丰度。县级层面,全局莫兰指数和局部Gi*均未识别出统计学显著聚集,因此三个县的集中是相对丰度的差异而非统计学显著聚集。8个环境变量无一与县级相对丰度显著相关,且多数变量的县均值在整个调查带内变异极小(如NDVI变异系数0.015)。这与该物种环境关联的尺度依赖性一致:在国家和大陆尺度研究中能检测到温度、降水或土地覆盖驱动的关联,而单个湿润森林带内这些变量梯度微弱。此外,县作为分析单位仅19个,统计效力低;县均值平滑了植被和微气候梯度;相对丰度受采样努力、宿主可得性和放牧管理影响而未标准化;11个零记录县应视为未检出而非确认缺失。三个高丰度县未共享任何单一变量的极端值,更符合当地宿主和管理条件的影响。三个边境县位于图们江流域,该区域曾在蜱虫和家畜中检测到蜱传病毒,因此针对此放牧系统的监测值得优先开展。研究局限性包括:探索性模型仅基于8个县级记录且判别能力差;采样集中于可达道路和森林放牧区可能产生偏差;物种记录仅保留至县级而无采样点级物种列表;未分别记录拖旗法和牛体采集的蜱虫数量;每次访问的采样努力未标准化或保留;未测量宿主密度、放牧强度和微气候变量;仅记录成虫,无法推断全年寄生虫负荷;物种鉴定仅依赖形态学而未进行分子验证;环境图层分辨率相对于蜱虫栖息地尺度较粗。
结论翻译:本次调查记录了长白山林区19个县的蜱虫区系及长角血蜱三年间的县级分布。长角血蜱占1653只采集蜱虫的14.88%,在边境县珲春、图们和集安达到最高相对丰度;这种集中是相对丰度的差异而非统计学显著聚集,因为全局莫兰指数和局部Gi*均未指示空间结构,且所检视的8个环境变量无一与相对丰度显著相关。在此基础上,边境县是牛放牧系统中蜱虫监测的首要优先区域,而该物种现有的县级记录过于粗糙且数量太少,不足以支持预测性栖息地模型。由于所检视的8个气候和土地覆盖变量在此单一湿润森林带内几乎无变异,此类粗分辨率图层不太可能解析局部丰度的驱动因素;解决这一问题需要采用标准化努力收集的采样点级记录,以及宿主密度和微气候测量数据。病原体筛查及相关兽医学风险评估不属于本调查范围。