307_p344_D1_2301

36

Кроме двух среднесрочных периодов и линейного тренда, наиболее выраженного на отрезке времени после 1983 г., анализ данных о многолетних изменениях количества людей, обратившихся по поводу присасывания клещей в медицинские учреждения, выявляет в хронологическом ряде статистически значимую высокочастотную составляющую (рис. 6, а). Автокорреляционный анализ подтверждает ее наличие. Главным свидетельством этого является отрицательное значение первого коэффициента автокорреляции. Для стационарной последовательности наблюдений с 1973 по 1982 гг.: r1=-0,490; r2=0,217; r3=- 0,521 (Р<0,05); r4=0,517 (Р<0,05). Гистограмма распределения автокорреляционного коэффициента второго этапа (1983-2003 гг.) приведена на рис. 6, б. Она значительно отличается от графика, описывающего изменение обилия клещей (рис.4, б).

Вряд ли можно объяснить появление двух – четырехлетних периодических колебаний в ряде активности нападений имаго на население в рекреационной зоне города социальными факторами. Мы полагаем, что высокочастотные осцилляции связаны с особенностями биологии клещей. Самое простое, но не единственно возможное, это допустить, что изменяется их обилие. Однако в этом случае не ясно, почему высокочастотные циклы не проявились при учетах обилия имаго на флаг (рис. 4, а, б). Остается предположить, что: 1) либо материалы, характеризующие колебания численности клещей, более «зашумлены» и не позволяют уловить все нюансы изменчивости хронологических рядов в силу обсуждавшихся во второй главе методических сложностей их сбора и статистической обработки; 2) либо изменчивость количества людей с присосавшимися клещами зависит не только от причин, связанных с обилием имаго и социального фактора, а отражает, например, изменение уровня вирусофорности особей. У нас нет материалов, позволяющих проверить это предположение. Однако напомним, что заражение вирусом и боррелиями клещей влияет на их активность и «агрессивность» нападения на людей [Алексеев, 1990; Мельникова, 1994; Мельникова и др., 1997; Наумов, 1999; Сунцова 2004]. Следовательно, нельзя исключить, что хронологические изменения, происходящие во взаимоотношениях членистоногого-переносчика и возбудителя, могут влиять на число «покусов» населения вне прямой связи с динамикой их обилия и социальной активности людей. Причиной может быть определенное изменение структуры популяции любого из сочленов паразитарной триады, влияющее на вирулентность и численность популяции возбудителя. Так, из материалов О.В. Сунцовой [2004] следует, что в последние годы в рекреационной зоне г. Иркутска среди микстинфицированных имаго таежного клеща наблюдается увеличение доли особей, имеющих низкое содержание и вируса, и боррелий, то есть структура популяций переносчика по признаку «характер зараженности» меняется. Возможно,

37

трансформируются и популяции возбудителей, подобно тому, как это выявлено в Подмосковье для боррелий [Наумов и др., 2002] или предполагается в Приморье для вируса клещевого энцефалита [Болотин, 2004].

В табл. 5 обобщены данные о типах циклов, выделенных в исследуемых временных рядах и их вероятных причинах. Все факторы разбиты на три качественно различные группы.

1.Социальные. К этой группе относятся факторы, изменение которых не сказывается непосредственно на паразитологических параметрах популяций клещей (обилие, зараженность). Это может быть изменение иммунной прослойки населения, частоты контактов людей с природными стациями, заселенными клещами, характер организации медицинской помощи пострадавшим от «покусов».

2.Социально-биологческие. Эта группа факторов, хотя и связана с деятельностью людей, приводит к непосредственным изменениям в параметрах популяций членистоногих. Их примерами могут служить смягчение климата в результате строительства каскада водохранилищ, рост численности мышевидных грызунов в антропогеннотрансформированных ландшафтах, влияющие на численность популяций иксодовых клещей.

3.Естественно-биологические. Эта группа объединяет факторы, влияющие на популяционные параметры клещей, которые не связаны с деятельностью людей. К таким факторам можно отнести естественные колебания численности членистоногих, автономные изменения структур популяций сочленов паразитарной триады. Подобная классификация факторов и их действия позволяет лучше понять возможные тенденции развития эпизоотических и эпидемических процессов, наметить звенья более доступные для управления

вцелях снижения уровня заболеваемости населения.

( x-1253,-156,*t)

Рис. 6. Периодограмма (а) и коррелограмма (б) стационарного ряда ко- личества людей, обратившихся после присасывания клещей в медицин- ские учреждения г. Иркутска

36

Таблица 5

Хронологические циклы, их причины и развитие в природном очаге «клещевых» инфекций в рекреационной зоне города Иркутска

37

36

3. 2. Способы прогнозирования

Прогноз, основанный на связи обилия клещей с действием внешних факторов

Большая часть жизни клещей протекает во внешней среде без связи с организмом хозяина. Особенности проявления множества абиотических и биотических факторов оказывают влияние на распространение клещей, способствуя или препятствуя их нормальному развитию. Из климатических факторов наибольшее значение имеют температура воздуха и почвы, количество осадков, высота снежного покрова, длительность безморозного периода, наличие заморозков, особенно летних и раннеосенних, перепад температур между поверхностью почвы и лесной подстилкой [Вершинина, 1985; Таежный клещ …, 1985; Коротков, 1998; Коротков, Кисленко, 2002; Никитинидр., 2002б; Болотин, 2004 идр.].

Важнейшими условиями существования и развития клещей в лесных биотопах являются изреженность древо- и богатство травостоя, умеренная увлажненность почвы и припочвенного горизонта, наличие мощной лесной подстилки. Всем фазам жизни клещей необходима встреча с хозяином не только для обеспечения их питания, но и расселения, создания условий для популяционной панмиксии. В тех случаях, когда наблюдается четкая (трехгодичная) цикличность изменений численности мышевидных грызунов и насекомоядных, выявляется однотипная периодичность в динамике обилия нимф и имаго, хотя клещи прокармливаются на этих видах в основном на личиночной стадии [Ковалевский и др., 2002; 2004]. Это еще раз указывает на значительную, часто лимитирующую, роль хозяев в жизни популяций паразита. Вместе с тем, по мнению Ю.С. Короткова и Н.М. Окуловой [1999], наблюдающаяся периодичность может являться простым следствием синхронизации разных по природе циклов, а мышевидные грызуны далеко не всегда лимитируют численность личинок [Коротков, Кисленко, 2002].

Вне дискуссии о характере и степени действия отдельных внешних факторов большинство авторов сходится на точке зрения, что, зная циклику естественных процессов или умея предвидеть характер изменения внешних, влияющих на жизнь клещей предикторов, можно прогнозировать динамику их обилия. Однако следует помнить о ряде фактов. Так, Л.А. Верета и В.И. Волков [1986] указывают, что комплексы действующих абиотических и биотических факторов отличаются своеобразием для различных экологических зон, вероятно на уровне отдельных вирусных популяций. А Ю.С. Коротков с соавторами [Коротков, Окулова, 1999; Коротков, Кисленко, 2002] обращают внимание на то, что определенный погодный фактор, положительно действующий на обилие клещей в один из сезонов, при многолетнем проявлении может стать причиной угнетающего влияния.

37

В настоящее время метод индикаторного (факторного) прогнозирования изменения обилия имаго клещей активно используется [Верета, Волков, 1986; Коротков, 1998; Хазова, 1998; Коротков, Окулова, 1999; Болотин и др., 2002; Гречаный и др., 2002 б; Болотин, 2004]. Метод основан на сборе информации о вариации не только исследуемого временного ряда, но и других факторов, которые либо непосредственно влияют на процесс, либо изменяются коррелятивно (синхронизировано), хотя причинно-следственные отношения между ними могут быть не установлены или отсутствовать. Выявление подобных факторов (предикторов или индикаторов) полезно во всех случаях. Незнание роли отдельных из них в формировании динамики исследуемого процесса при наличии значимой корреляции не должно быть причиной исключения индикаторов из уравнений прогноза [Коли, 1979; Коротков, Окулова, 1999].

Первый полный критический анализ способов прогнозирования изменений численности имаго таежного клеща дан в работах Р.Л. Наумова [Наумов, 1983; Таежный клещ ...,1985]. Автор выделил шесть категорий методов. Если оставить систему выделения категорий Р.Л. Наумова без изменений и рассмотреть их с позиции классификации по методологии математических подходов к прогнозу, то все шесть перечисленных методов можно отнести к индикаторному (факторному) способу. Это сле-

предшествующий сезон, обилия мелких млекопитающих за один-два года до прогнозируемого, характере изменения отдельных ключевых или комплекса погодных факторов, ожидаемых региональных сдвигов климата и преобразований ландшафта. Единственный способ (ретроспективный анализ циклических изменений численности таежного клеща), который Р.Л. Наумов, выделяя из других, все же не классифицирует как седьмую категорию, относится, с точки зрения математической методологии, к отдельной группе – методу исследования внутренних тенденций развития ряда. Автор рассматривает этот способ как перспективный, однако, пока плохо разработанный в связи с недостаточной длительностью имеющихся наблюдений [Наумов, 1983; Таежный клещ

..., 1985; Наумов и др., 1990]. Примерно такое же отношение к методу сохраняется рядом авторов до сих пор, а в качестве более информативного, но сложного по выполнению, предлагается индикаторный прогноз [Болотин и др., 2002; Болотин, 2004].

Мы попытались провести краткосрочный индикаторный прогноз на основе анализа данных за 1993-2001 гг. об обращаемости жителей Иркутска в специализированные медицинские учреждения по поводу присасывания таежного клеща и динамике ряда погодных факторов. Всего исследована изменчивость 15 переменных. Среди абиотических факто-

38

ров рассматривались данные о продолжительности времени года с температурой выше 10 0С, количеству дней с осадками в каждый из месяцев теплого сезона, ежемесячной с апреля по сентябрь средней температуре воздуха, высоте снежного покрова и некоторым другим параметрам.

Анализ матрицы парных корреляций на первом же этапе выявил отсутствие достоверных коэффициентов связи между исследованными временными рядами изменения абиотических факторов и активностью нападения имаго на население в рекреационной зоне города. Подобного вывода достаточно, чтобы не проводить на основе имеющихся оценок построения регрессионных уравнений прогноза, т.е. в нашем случае факторный прогноз на основе представленных материалов невозможен. Не исключено, что выбор исходных независимых переменных оказался неудачным и/или имеющихся фактических материалов недостаточно для построения полноценных моделей. В значительно более широкомасштабном исследовании Е.И. Болотина [2004] в Приморском крае, установлена связь хронологического ряда заболеваемости населения клещевым энцефалитом с продолжительностью периода, характеризующегося положительными температурами, численностью таежного клеща, обилием некоторых прокормителей (красно-серой полевки, полевой мыши), температурой января и другими внешними показателями. Вообще процедуру отбора предикторов для построения модели многие исследователи считают наиболее трудоемким и сложным этапом [Жовтый, Жовтый, 1990; Коротков, 1998; Коротков, Окулова,1999; Никитин, Вершинин, 2002]. В частности, Е.И. Болотину [2004], удалось получить удовлетворительные экстраполяционные оценки, когда он перешел от прогноза конкретных точечных значений к расчету ожидаемых «критических уровней» исследуемых параметров, наподобие того, как это делают игроки на валютном рынке, предсказывая коридор изменения курса [Дуброва, 2003].

В рекреационной зоне Иркутска наблюдается связь между хронологическими рядами динамики числа случаев присасывания взрослых клещей и изменения обилия мышевидных грызунов в антропогенно-трансформированных таежных ландшафтах Южного Прибайкалья (табл. 6). Годы пиков численности зверьков приведены в работе А.П. Демидовича [2000]. Остальные сезоны условно отнесены нами к периодам с «фоновой» численностью мышевидных. Показано (табл. 7), что между пиками обилия грызунов и ло-

кальными экстремумами кривой «покусов» населения по критерию χ2 (хи-квадрат) су-

ществует значимая сопряженность (Р<0,05). Связь между хронологическими рядами проявляется при условии сдвига кривых относительно друг друга на два года. Иными словами, обилие мелких млекопитающих, вероятнее всего, сказывается на численности клещей посредством влияния на выживаемость питающихся на них преимагинальных стадий раз-

39

вития членистоногих. Причем вспышки численности этих видов прокормителей с большой долей вероятности через два года обусловливают пики активности имаго, но никогда (за рассматриваемое время) не вызвали их минимум. В остальные сезоны («фоновые») у клещей могут наблюдаться и спады (более вероятны), и подъемы кривой изменения количества случаев «нападений» имаго на население в рекреационной зоне. Приведенные факты более согласуются с предположением, что мышевидные грызуны в антропогеннотрансформированных ландшафтах пригородов Иркутска являются фактором, лимитирующим численность популяции клещей. Таким образом, если обнаружена вспышка мелких млекопитающих, то через два года после этого увеличивается вероятность обнаружения роста обилия имаго I. persulcatus.

Таблица 6

Анализ сопряженности фаз динамики стационарного хронологического ряда активности нападения Ixodes persulcatus на население в рекреационной зоне города Иркутска с пиками численности мышевидных грызунов в таежных ландшафтах Южного

Прибайкалья

где Х – номер наблюдения, начиная с 1973 по 2003 гг. (доля изменчивости, объясненная трендом, составляет 90 %); жирным шрифтом выделены точки локальных экстремумов

40

Таблица 7

Анализ наличия сопряженности между определенными фазами активности нападений Ixodes persulcatus на население и изменениями численности мышевидных грызунов за два года до этого

Однако количественный прогноз изменений популяционных параметров у членистоногих на основе таких материалов невозможен. Для его проведения необходимо построение уравнения регрессии, основанного на количественном описании изменений независимой переменной (обилия зверьков). К сожалению, мы также не располагаем репрезентативными материалами о характере динамики численности других прокормителей клещей, обитающих в рекреационной зоне города: насекомоядных (несколько видов бурозубок), бурундука, белки, зайца-беляка, диких и домашних копытных, влияние которых на изменения численности таежного клеща несомненно [Бабенко, 1958; Шихарбеев и др., 1970; Вершинина и др., 1991; Бахвалова и др., 2002 и др.].

Таким образом, для проведения факторного прогноза в нашем регионе необходима дальнейшая работа, связанная с накоплением и осмыслением новых материалов. Исследователям, планирующим заниматься этим вопросом, полезно познакомиться с циклами публикаций Е.И. Болотина, Л.А. Верета, В.И. Волкова, Ю.В. Ковалевского, Ю.С. Короткова, Р.Л. Наумова, Т.Г. Хазовой и их соавторов. Ниже мы кратко обобщили некоторые основные эмпирические правила, вытекающие из упомянутых исследований, а также работ других авторов, занимавшихся проблемой анализа временных рядов.

1.Предикторы должны быть не только достоверно связаны с зависимой переменной, но одновременно не иметь взаимной парной корреляции равной или большей 0,8. Кроме того, количество независимых индикаторов в модели определяется из принципа «обеспеченности» каждого из них не менее 10-15 наблюдениями в исследуемом временном ряде [Кильдишев, Френкель, 1973; Коротков, Окулова, 1999; Елисеева, Юзбашев, 2000].

2.За лучшее уравнение следует признать то, которое будет наиболее простым, иметь меньшее число переменных и более высокий коэффициент детерминации, то есть лучше соответствовать оцениваемой исходной кривой в области значений построения мо-