Published August 25, 2015
| Version v1
Publication
Open
Ecological Model to Predict Potential Habitats of Oncomelania hupensis, the Intermediate Host of Schistosoma japonicum in the Mountainous Regions, China
- 1. Jiangsu Institute of Parasitic Diseases
- 2. National Institute for Parasitic Diseases
- 3. University of Basel
- 4. Swiss Tropical and Public Health Institute
Description
Schistosomiasis japonica is a parasitic disease that remains endemic in seven provinces in the People's Republic of China (P.R. China). One of the most important measures in the process of schistosomiasis elimination in P.R. China is control of Oncomelania hupensis, the unique intermediate host snail of Schistosoma japonicum. Compared with plains/swamp and lake regions, the hilly/mountainous regions of schistosomiasis endemic areas are more complicated, which makes the snail survey difficult to conduct precisely and efficiently. There is a pressing call to identify the snail habitats of mountainous regions in an efficient and cost-effective manner.Twelve out of 56 administrative villages distributed with O. hupensis in Eryuan, Yunnan Province, were randomly selected to set up the ecological model. Thirty out of the rest of 78 villages (villages selected for building model were excluded from the villages for validation) in Eryuan and 30 out of 89 villages in Midu, Yunnan Province were selected via a chessboard method for model validation, respectively. Nine-year-average Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Land Surface Temperature (LST) as well as Digital Elevation Model (DEM) covering Eryuan and Midu were extracted from MODIS and ASTER satellite images, respectively. Slope, elevation and the distance from every village to its nearest stream were derived from DEM. Suitable survival environment conditions for snails were defined by comparing historical snail presence data and remote sensing derived images. According to the suitable conditions for snails, environment factors, i.e. NDVI, LST, elevation, slope and the distance from every village to its nearest stream, were integrated into an ecological niche model to predict O. hupensis potential habitats in Eryuan and Midu. The evaluation of the model was assessed by comparing the model prediction and field investigation. Then, the consistency rate of model validation was calculated in Eryuan and Midu Counties, respectively.The final ecological niche model for potential O. hupensis habitats prediction comprised the following environmental factors, namely: NDVI (≥ 0.446), LST (≥ 22.70°C), elevation (≤ 2,300 m), slope (≤ 11°) and the distance to nearest stream (≤ 1,000 m). The potential O. hupensis habitats in Eryuan distributed in the Lancang River basin and O. hupensis in Midu shows a trend of clustering in the north and spotty distribution in the south. The consistency rates of the ecological niche model in Eryuan and Midu were 76.67% and 83.33%, respectively.The ecological niche model integrated with NDVI, LST, elevation, slope and distance from every village to its nearest stream adequately predicted the snail habitats in the mountainous regions.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البلهارسيا اليابانية هو مرض طفيلي لا يزال متوطنًا في سبع مقاطعات في جمهورية الصين الشعبية (جمهورية الصين الشعبية). أحد أهم التدابير في عملية القضاء على البلهارسيا في جمهورية الصين الشعبية هو السيطرة على Oncomelania hupensis، الحلزون المضيف الوسيط الفريد للبلهارسيا اليابانية. بالمقارنة مع مناطق السهول/المستنقعات والبحيرات، فإن المناطق الجبلية/الجبلية من المناطق الموبوءة بالبلهارسيا أكثر تعقيدًا، مما يجعل من الصعب إجراء مسح الحلزون بدقة وكفاءة. هناك دعوة ملحة لتحديد موائل الحلزون في المناطق الجبلية بطريقة فعالة وفعالة من حيث التكلفة. تم اختيار اثنتي عشرة قرية من أصل 56 قرية إدارية موزعة مع O. hupensis في إريوان بمقاطعة يونان بشكل عشوائي لإعداد النموذج البيئي. تم اختيار ثلاثين قرية من أصل 78 قرية (تم استبعاد القرى المختارة لنموذج البناء من القرى للتحقق من صحتها) في إريوان و 30 قرية من أصل 89 قرية في ميدو بمقاطعة يونان عبر طريقة رقعة الشطرنج للتحقق من صحة النموذج، على التوالي. تم استخراج مؤشر الاختلاف الطبيعي للغطاء النباتي لمدة تسع سنوات (NDVI) ودرجة حرارة سطح الأرض (LST) بالإضافة إلى نموذج الارتفاع الرقمي (DEM) الذي يغطي Eryuan و Midu من صور الأقمار الصناعية MODIS و ASTER، على التوالي. تم اشتقاق المنحدر والارتفاع والمسافة من كل قرية إلى أقرب مجرى من DEM. تم تحديد ظروف بيئة البقاء المناسبة للقواقع من خلال مقارنة بيانات وجود الحلزون التاريخية والصور المشتقة من الاستشعار عن بعد. وفقًا للظروف المناسبة للقواقع، تم دمج عوامل البيئة، أي NDVI و LST والارتفاع والمنحدر والمسافة من كل قرية إلى أقرب مجرى لها، في نموذج بيئي متخصص للتنبؤ بالموائل المحتملة لـ O. hupensis في Eryuan و Midu. تم تقييم تقييم النموذج من خلال مقارنة التنبؤ بالنموذج والتحقيق الميداني. بعد ذلك، تم حساب معدل اتساق التحقق من صحة النموذج في مقاطعتي إريوان وميدو، على التوالي. اشتمل النموذج البيئي النهائي للتنبؤ المحتمل بموائل أوبينسيس على العوامل البيئية التالية، وهي: NDVI (≥ 0.446)، LST (≥ 22.70 درجة مئوية)، الارتفاع (≤ 2300 م)، المنحدر (≤ 11درجة) والمسافة إلى أقرب مجرى (≤ 1000 م). تُظهر موائل O. hupensis المحتملة في إريوان الموزعة في حوض نهر لانكانغ و O. hupensis في ميدو اتجاهًا للتجمع في الشمال والتوزيع المتقطع في الجنوب. كانت معدلات الاتساق للنموذج البيئي المتخصص في إريوان وميدو 76.67 ٪ و 83.33 ٪ على التوالي. تنبأ النموذج البيئي المتخصص المدمج مع NDVI و LST والارتفاع والمنحدر والمسافة من كل قرية إلى أقرب مجرى لها بشكل كافٍ بموائل الحلزون في المناطق الجبلية.Translated Description (French)
La schistosomiase japonaise est une maladie parasitaire qui reste endémique dans sept provinces de la République populaire de Chine (RPC). L'une des mesures les plus importantes dans le processus d'élimination de la schistosomiase en République populaire de Chine est le contrôle d'Oncomelania hupensis, l'escargot hôte intermédiaire unique de Schistosoma japonicum. Par rapport aux régions de plaines/marécages et de lacs, les régions vallonnées/montagneuses des zones endémiques de la schistosomiase sont plus compliquées, ce qui rend le relevé des escargots difficile à mener avec précision et efficacité. Il y a un appel pressant à identifier les habitats des escargots des régions montagneuses de manière efficace et rentable. Douze des 56 villages administratifs distribués avec O. hupensis à Eryuan, province du Yunnan, ont été sélectionnés au hasard pour mettre en place le modèle écologique. Trente des 78 villages restants (les villages sélectionnés pour le modèle de construction ont été exclus des villages pour validation) à Eryuan et 30 des 89 villages de Midu, dans la province du Yunnan, ont été sélectionnés via une méthode d'échiquier pour la validation du modèle, respectivement. L'indice de végétation à différence normalisée (NDVI) et la température de surface du sol (LST) moyens sur neuf ans ainsi que le modèle numérique d'élévation (DEM) couvrant Eryuan et Midu ont été extraits des images satellites MODIS et ASTER, respectivement. La pente, l'altitude et la distance de chaque village à son cours d'eau le plus proche ont été dérivées de DEM. Les conditions d'environnement de survie appropriées pour les escargots ont été définies en comparant les données historiques sur la présence d'escargots et les images dérivées de la télédétection. Selon les conditions appropriées pour les escargots, les facteurs environnementaux, c.-à-d. NDVI, LST, l'altitude, la pente et la distance de chaque village à son cours d'eau le plus proche, ont été intégrés dans un modèle de niche écologique pour prédire les habitats potentiels d'O. hupensis à Eryuan et Midu. L'évaluation du modèle a été évaluée en comparant la prédiction du modèle et l'enquête sur le terrain. Ensuite, le taux de cohérence de la validation du modèle a été calculé dans les comtés d'Eryuan et de Midu, respectivement. Le modèle de niche écologique final pour la prédiction des habitats potentiels d'O. hupensis comprenait les facteurs environnementaux suivants, à savoir : NDVI (≥ 0,446), LST (≥ 22,70 °C), altitude (≤ 2 300 m), pente (≤ 11°) et la distance au cours d'eau le plus proche (≤ 1 000 m). Les habitats potentiels d'O. hupensis à Eryuan répartis dans le bassin de la rivière Lancang et d'O. hupensis à Midu montrent une tendance au regroupement dans le nord et à la répartition inégale dans le sud. Les taux de cohérence du modèle de niche écologique à Eryuan et Midu étaient de 76,67 % et 83,33 %, respectivement. Le modèle de niche écologique intégré avec NDVI, LST, altitude, pente et distance de chaque village à son cours d'eau le plus proche a prédit de manière adéquate les habitats des escargots dans les régions montagneuses.Translated Description (Spanish)
La esquistosomiasis japónica es una enfermedad parasitaria que sigue siendo endémica en siete provincias de la República Popular China (R.P. China). Una de las medidas más importantes en el proceso de eliminación de la esquistosomiasis en la República Popular China es el control de Oncomelania hupensis, el único caracol huésped intermedio de Schistosoma japonicum. En comparación con las regiones de llanuras/pantanos y lagos, las regiones montañosas/montañosas de las zonas endémicas de esquistosomiasis son más complicadas, lo que hace que el levantamiento de caracoles sea difícil de realizar de manera precisa y eficiente. Hay un llamado urgente para identificar los hábitats de caracoles de las regiones montañosas de una manera eficiente y rentable. Doce de las 56 aldeas administrativas distribuidas con O. hupensis en Eryuan, provincia de Yunnan, fueron seleccionadas al azar para establecer el modelo ecológico. Treinta del resto de 78 aldeas (las aldeas seleccionadas para el modelo de construcción fueron excluidas de las aldeas para su validación) en Eryuan y 30 de 89 aldeas en Midu, provincia de Yunnan fueron seleccionadas a través de un método de tablero de ajedrez para la validación del modelo, respectivamente. El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y la Temperatura de la Superficie Terrestre (LST) promedio de nueve años, así como el Modelo de Elevación Digital (DEM) que cubre Eryuan y Midu, se extrajeron de las imágenes satelitales MODIS y ASTER, respectivamente. La pendiente, la altitud y la distancia de cada pueblo a su arroyo más cercano se derivaron de DEM. Las condiciones ambientales de supervivencia adecuadas para los caracoles se definieron comparando los datos históricos de presencia de caracoles y las imágenes derivadas de la teledetección. De acuerdo con las condiciones adecuadas para los caracoles, los factores ambientales, es decir, NDVI, LST, elevación, pendiente y la distancia de cada aldea a su arroyo más cercano, se integraron en un modelo de nicho ecológico para predecir los hábitats potenciales de O. hupensis en Eryuan y Midu. La evaluación del modelo se evaluó comparando la predicción del modelo y la investigación de campo. Luego, se calculó la tasa de consistencia de la validación del modelo en los condados de Eryuan y Midu, respectivamente. El modelo de nicho ecológico final para la predicción de hábitats potenciales de O. hupensis comprendió los siguientes factores ambientales, a saber: NDVI (≥ 0.446), LST (≥ 22.70 ° C), elevación (≤ 2,300 m), pendiente (≤ 11°) y la distancia al arroyo más cercano (≤ 1,000 m). Los hábitats potenciales de O. hupensis en Eryuan distribuidos en la cuenca del río Lancang y O. hupensis en Midu muestran una tendencia a la agrupación en el norte y una distribución irregular en el sur. Las tasas de consistencia del modelo de nicho ecológico en Eryuan y Midu fueron del 76.67% y 83.33%, respectivamente. El modelo de nicho ecológico integrado con NDVI, LST, elevación, pendiente y distancia de cada aldea a su arroyo más cercano predijo adecuadamente los hábitats de caracol en las regiones montañosas.Files
journal.pntd.0004028&type=printable.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b519b506e137f9343c3bf85656a4fc5e
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النموذج البيئي للتنبؤ بالموائل المحتملة لـ Oncomelania hupensis، المضيف الوسيط للبلهارسيا اليابانية في المناطق الجبلية، الصين
- Translated title (French)
- Modèle écologique pour prédire les habitats potentiels d'Oncomelania hupensis, l'hôte intermédiaire de Schistosoma japonicum dans les régions montagneuses, Chine
- Translated title (Spanish)
- Modelo Ecológico para Predecir Hábitats Potenciales de Oncomelania hupensis, el Anfitrión Intermedio de Schistosoma japonicum en las Regiones Montañosas, China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2149284344
- DOI
- 10.1371/journal.pntd.0004028
References
- https://openalex.org/W1124951711
- https://openalex.org/W1916497642
- https://openalex.org/W1937689593
- https://openalex.org/W1975817658
- https://openalex.org/W1993662973
- https://openalex.org/W2010170357
- https://openalex.org/W2030021690
- https://openalex.org/W2032880964
- https://openalex.org/W2033083560
- https://openalex.org/W2041065030
- https://openalex.org/W2064390479
- https://openalex.org/W2068202725
- https://openalex.org/W2071310793
- https://openalex.org/W2076326717
- https://openalex.org/W2085594222
- https://openalex.org/W2091588059
- https://openalex.org/W2092027732
- https://openalex.org/W2092636326
- https://openalex.org/W2097950056
- https://openalex.org/W2107384739
- https://openalex.org/W2111509726
- https://openalex.org/W2113508414
- https://openalex.org/W2118706433
- https://openalex.org/W2129877365
- https://openalex.org/W2132753699
- https://openalex.org/W2136974803
- https://openalex.org/W2140079493
- https://openalex.org/W2149696837
- https://openalex.org/W2157259482
- https://openalex.org/W2163193677
- https://openalex.org/W2166789094
- https://openalex.org/W2168714828
- https://openalex.org/W2180415276
- https://openalex.org/W2185381800
- https://openalex.org/W2350111899
- https://openalex.org/W2368926467
- https://openalex.org/W2370788294
- https://openalex.org/W2389812111
- https://openalex.org/W2409900023
- https://openalex.org/W2418060115
- https://openalex.org/W2915795741
- https://openalex.org/W2916617653
- https://openalex.org/W4302419854