Сибирская язва (СЯ) распространена по всему миру, в связи с чем требует постоянного мониторинга, особенно в регионах, эндемичных по этой инфекции [1–2]. СЯ эндемична практически на всей территории Российской Федерации. В конце ХIХ и первой половине ХХ в. в России были отмечены массовые заболевания животных, людей, сопровождающиеся формированием многочисленных стационарно неблагополучных пунктов (СНП) с почвенными сибиреязвенными захоронениями (СЯЗ) [3]. Не является исключением в этом плане и Астраханская область. Ее уникальное расположение на стыке сухопутных, речных, морских путей, соединяющих Европейскую и Азиатскую части России, способствовало укоренению особо опасных инфекций, таких как чума, туляремия, холера, СЯ1.

Вакцинация сельскохозяйственных животных, начатая в СССР в 1950-е годы и проводимая в России по настоящее время, сократила заболеваемость СЯ до спорадических случаев. Для поддержания благополучия по инфекции важно ретроспективное эпизоотолого-эпидемиологическое изучение регионов с многолетней заболеваемостью, изучение влияния географических факторов на почвенные очаги инфекции. Использование компьютерных технологий таких, как геоинформационные системы (ГИС), позволяет проводить разносторонний анализ с привязкой СНП, СЯЗ к почвам и ландшафтам, другим геофизическим факторам, что в значительной мере способствует слежению за СЯ во времени и пространстве [4–5].

Цель исследования – изучение особенностей территориального распределения СПП и СЯЗ в Астраханской области с использованием ГИС-технологий.

Материалы и методы

Для ретроспективного анализа эпизоотолого-эпидемиологической обстановки по СЯ в Астраханской области в 1940–2019 гг. использованы сведения Управления Роспотребнадзора, Службы ветеринарии Астраханской области. При изучении территориального распределения СНП и СЯЗ, создании электронных баз данных применены ГИС-технологии с построением нозогеографических карт и сопряженным картографированием [5]. ГИС-платформой явилась программа ESRI – ArcGIS 10. Для оценки степени неблагополучия территорий по инфекции рассчитан индекс эпизоотичности (ИЭ) по М.Г. Таршис [6]:

ИЭ = (n × t) / (N × T),

где n – число СНП в данном районе;
t – число лет, в течение которых отмечалась активность СЯ в районе;
N – число всех населенных пунктов в районе;
Т – общее число лет наблюдения.

Результаты

Астраханская область расположена на юго-востоке Европейской части России в Прикаспийской низменности, в нижнем течении Волги. На основе имеющихся материалов в программе Microsoft Eхсel были составлены 2 базы геоданных, характеризующие СНП и СЯЗ. Структура баз имеет вид таблиц со сведениями по административным районам, населенным пунктам, годам регистрации инфекции, числу больных людей, павших животных, географическим координатам населенных пунктов, хозяйств и др. Для СЯЗ указывали дополнительно способ утилизации животных, площадь, характер обустройства, хозяйственную принадлежность и др. Далее информацию по каждому СНП или СЯЗ вводили в программу ArcGIS 10 с применением метода привязки данных по географическим координатам. В результате на картах с административным делением сведения отображались в виде точек и иных геометрических фигур. Таким образом был получен основной слой геоинформационной системы, на который могут накладываться другие слои с типами ландшафтов, почв, объектами, находящимися на территории и т. п.

Сводные данные по СНП в Астраханской области приведены в табл. 1.

СЯ в Астраханской области в течение 1940–2019 гг. зарегистрирована в 10 районах, в Лиманском районе заболевание и СНП отсутствуют. Наибольшее число СНП отмечено в 4 районах: Камызякском (14), Володарском (16), Ахтубинском (24) и Черноярском (26). По проявлениям активности сибиреязвенной инфекции районы существенные различаются. Так, в Ахтубинском районе СЯ в последний раз регистрировали 65 лет тому назад, в 1955 г.. С полной уверенностью СНП Ахтубинского района можно отнести к старым неманифестным пунктам. К этому же типу относятся СНП в Камызякском районе, где последняя вспышка инфекции выявлена 43 года назад, в 1976 г. Старые СНП размещены на территории Икрянинского, Приволжского, Харабалинского районов, а в Володарском и Черноярском СЯ отмечают почти каждые 10 лет вплоть до 2008 г. Самым неблагополучным по проявлению инфекции в области считается послевоенный 1947 г., когда СЯ была активна в 30 СНП в 5 районах, к примеру, в Володарском районе – в 8 СНП, в Черноярском районе – в 9. Формирование СНП в Астраханской области, в основном, происходило в период с 1940 по 1949 г. (57,9%). В 1950-е годы в СССР началась ежегодная вакцинация сельскохозяйственных животных, в результате число вспышек заболевания стало постепенно снижаться, и в последние 10 лет случаев СЯ не отмечено.

Заслуживают внимания 2 вспышки инфекции, наблюдавшиеся в Володарском (2006) и Черноярском (2008) районах. В Володарском районе в с. Сизый Бугор заражение 4 жителей произошло от прирезанной коровы, в Черноярском 3 человека заболели СЯ при прирезке козла. У всех больных людей установлена кожная форма СЯ, закончившаяся выздоровлением. После вспышек специалистами Роспотребнадзора и Россельхознадзора Астраханской области был усилен контроль за санитарным состоянием СЯЗ на территории области. При поиске скотомогильников оказалось, что из 166 СЯЗ, которые когда-то числились в области, найдено лишь 15, находившихся в плачевном состоянии: без табличек, без изгороди, на территории поселков, вблизи водостоков и т. д. При этом 15 СЯЗ оказались бесхозными. На данный момент службам Роспотребнадзора, Россельхознадзора удалось привести 15 СЯЗ в соответствие с требованиям ветеринарного и санитарно-эпидемиологического законодательства, а точное местоположение 151 захоронений, сведения о которых утеряны, определить не представляется возможным. Кроме того, до 1950-х гг. сибиреязвенные трупы не сжигали, а просто закапывали в землю. В связи с этим эпизоотолого-эпидемическая опасность таких СЯЗ особенно велика. Различные природные катаклизмы (затопление территорий при паводке или наводнении, изменение климата, прокладка труб, магистралей, строительство хозяйственных объектов и т. п. ) могут привести к выносу спор возбудителя СЯ на поверхность земли, что чревато вспышками заболевания среди животных и людей на территориях, считавшихся относительно благополучными в отношении СЯ [7–9].

СЯЗ размещены в 5 районах: Володарском (1), Енотаевском (7), Красноярском (2), Наримановском (3), Черноярском (2). Число захоронений не совпадает с числом СНП в этих районах. Число утилизированных трупов животных до 1960 г. было значительным, в то время как в последние годы это 1–2 животных. К примеру, в Наримановском районе в скотомогильнике, размещенном вблизи с. Петропавловка, в 1947 г. утилизировано 59 голов крупного рогатого скота и 2 лошади.

Одной из особенностей эпизоотологии и эпидемиологии СЯ является неоднородность ее территориального распространения, на которую влияют многочисленные факторы: ландшафты территорий, характер почв, климат, хозяйственная деятельность населения и др. [10].

После визуализации СНП на административных картах Астраханской области программой ESRI–ArcGIS 10 было исследовано их территориальное расположение по отношению к ландшафтам и почвам. Известно, что выживание возбудителя СЯ зависит от геоморфологических, физико-химических, биологических и биоценотических свойств почв 2.

Астраханская область – пустынная равнина, с севера-запада на юго-восток ее пересекает Волго-Ахтубинская пойма, обильные водные потоки которой при впадении в Каспийское море образуют обширную дельту. На территории области представлены разные типы почв. Главные факторы формирования почв – засушливый климат и разреженный характер растительности. Светло-каштановые почвы имеются только в северной части Черноярского и Ахтубинского районов. Мощность гумусовых горизонтов этих почв составляет 30–40 см, содержание гумуса невелико, он распределен неравномерно. При движении с севера на юг усиливается засушливость климата, появляются бурые полупустынные почвы. Повышенная засоленность является одной из главных причин низкого плодородия почв. Залегающие на глубине соли постепенно продвигаются к поверхности, в результате происходит засоление. На данных почвах располагаются Енотаевский, Харабалинский, Красноярский и Наримановский районы. Скудный объем растительности слабо обогащает такие почвы органическими веществами, а отмершие растительные остатки, выходящие на поверхность, быстро разлагаются. На территории средней части и юга области имеются различные по рельефу и площади пространства, занятые песками. Совсем другие факторы влияют на почвообразование в Волго-Ахтубинской пойме и дельте Волги. Поскольку эта часть области постоянно затопляется при половодье, здесь накапливаются плодородный ил и твердые частицы. В центральной, наиболее выровненной части поймы, широко распространены плодородные с высоким уровнем гумуса пойменные луговые почвы. Это лучшие почвы поймы. Здесь находятся осоково-злаково-разнотравные и злаково-разнотравные луга. Климат в пойме достаточно мягкий, влажный, более ровный, чем в окружающей степи. Площади поймы широко используются для выращивания овощей, фруктов, разведения лошадей, коров, овец, баранов, верблюдов.

В табл. 2 представлены данные о долевом распределении СНП в Астраханской области в зависимости от типа почв. 68,6% СНП расположено на пойменных луговых почвах, характерных для Волго-Ахтубинской поймы и дельты Волги. На остальные типы почв (бурые, бурые солончаковатые, солонцы и бурые солонцеватые, пески и др.) приходится всего 31,4% СНП.

На основании данных эпизоотолого-эпидемиологического обследования отмечено, что отдельные районы существенно отличаются по числу выявленных СНП, срокам их активности. Учитывая разную частоту, интенсивность этих показателей и экологическую приуроченность к разным типам почв, было проведено эпизоотологическое районирование по степени неблагополучия по СЯ с помощью ИЭ и программы ArcGIS 10 [11]. В результате были получены данные, позволяющие условно разделить административные районы области на 4 группы (рисунок, см. на вклейке)

К первой группе, относительно благополучной по СЯ (ИЭ от 0 до 0,0030), относятся Икрянинский, Красноярский и Приволжский районы, в которых размещены 6 СНП. Заболевания животных и людей отмечены в Икрянинском районе в 1940 г., в Приволжском – в 1959–1961 гг., в Красноярском – в 1968–1983 гг., то есть 36–79 лет назад. В Приволжском и Красноярском районах СНП расположены в Волго-Ахтубинской пойме, так как на территории Красноярского района распространены пески.

Вторая группа со средней степенью неблагополучия (ИЭ от 0,0131 до 0,0150) включает 2 района с бóльшим числом СНП и более длительным периодом их активности.

В Харабалинском районе инфекция выявлена в 4 СНП в период 1949 по 1963 гг. В 1940–1950 гг. в Наримановском районе зафиксированы крупные вспышки среди животных и людей. Следует подчеркнуть, что 10 СНП второй группы расположены в пределах Волго-Ахтубинской поймы и только 2 СНП и3 СЯЗ – на бурых почвах в Наримановском районе. Половину территорий этих районов занимают пески.

Третья группа с высоким неблагополучием по СЯ (ИЭ от 0,0151 до 0,0999) объединяет 4 района (Ахтубинский, Енотаевский, Камызякский и Володарский), имеющих в сумме 63 СНП и длительные периоды проявления инфекции: от 6 лет в Енотаевском районе до 10 лет – в Ахтубинском. В Ахтубинском районе зарегистрировано 24 СНП, однако после 1955 г. случаи заболевания СЯ там не выявлены. В Енотаевском районе СЯ не регистрировали после 1972 г., а в Камызякском – после 1976 г. В Володарском районе активность СЯ проявлялась вплоть до 2006 г.

К четвертой группе с очень высоким неблагополучием (ИЭ от 0,1000 до 0,3440) относится Черноярский район, превосходящий все остальные и по числу СНП (26), и длительности появления сибиреязвенной инфекции (16 активных лет).

Заключение

Эпизоотолого-эпидемиологическая обстановка по СЯ в Астраханской области, а также территориальное распределение СНП и СЯЗ отражают общую ситуацию по этой инфекции. Эндемичность по СЯ в Астраханской области обусловлена наличием на ее территории 107 СНП и 166 СЯЗ, из которых 151 в настоящее время не опознаны и представляют постоянную угрозу развития инфекции среди животных и людей. Создание 2 геобаз для 107 СНП и 15 СЯЗ, их визуализация на электронных картах с помощью ГИС-технологий позволили выявить особенности территориального размещения СНП и СЯЗ. Область представляет собой пустынную равнину с малоплодородными бурыми, песчаными, солончаковатыми почвами, не пригодными для длительного сохранения микроба. Плодородием и мягким климатом отличается только Волго-Ахтубинская пойма, где в основном и расположены СНП. Благоприятные почвенно-ландшафтные и климатические условия в пойме способствуют высокой плотности населения, высокой антропогенной, сельскохозяйственной нагрузке, развитию земледелия, животноводства и, как следствие, сохранению возбудителя СЯ. Для этой зоны характерна высокая плотность СНП (68,6%). Районы области существенно различаются по числу зарегистрированных СНП, длительности проявления их активности. По данным эпизоотологического ранжирования, районы были условно разделены на благополучные и неблагополучные по инфекции: 5 районов имеют низкую степень опасности, 4 района – повышенную и высокую, 1 район (Черноярский) – очень высокую.

Интегрирование данных о стационарно неблагополучных пунктах и СЯЗ с картографической основой административно-территориального деления и районирования на платформе ГИС-приложений является важным шагом для совершенствования прогнозирования рисков, обеспечения информационной поддержки принятия решений, касающихся надзора и контроля за СЯ на территории Астраханской области.