四川动物  2019, Vol. 38 Issue (3): 293-299

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韦华, 吴代福, 何胜山, 张钰, 周世强, 严啸, 刘晓强, 冯高志, 张大磊, 黄炎, 张和民
WEI Hua, WU Daifu, HE Shengshan, ZHANG Yu, ZHOU Shiqiang, YAN Xiao, LIU Xiaoqiang, FENG Gaozhi, ZHANG Dalei, HUANG Yan, ZHANG Hemin
圈养大熊猫幼体在野化培训期的行为节律与季节性变化
Daily and Seasonal Variation of Activity Patterns of Captive Giant Panda Cubs During the Pre-Release Training Project
四川动物, 2019, 38(3): 293-299
Sichuan Journal of Zoology, 2019, 38(3): 293-299
10.11984/j.issn.1000-7083.20180369

文章历史

收稿日期: 2018-12-03
接受日期: 2019-03-13
圈养大熊猫幼体在野化培训期的行为节律与季节性变化
韦华 , 吴代福 , 何胜山 , 张钰 , 周世强 , 严啸 , 刘晓强 , 冯高志 , 张大磊 , 黄炎* , 张和民*     
中国大熊猫保护研究中心, 大熊猫国家公园珍稀动物保护生物学国家林业和草原局重点实验室, 四川都江堰 611830
摘要:2013年4月—2015年10月,在四川卧龙国家级自然保护区用录音笔和GPS对2只野化培训的圈养大熊猫Ailuropoda melanoleuca幼体雪雪和华妍进行连续观察,收集声音数据,分析其休息、觅食、嬉戏和活动的行为节律。结果表明:(1)雪雪的日行为节律有3个觅食高峰(08:00、18:00和22:00),2个休息高峰(03:00—06:00和11:00—14:00),各行为中仅嬉戏表现出有高度统计学意义的差异(F=1.944,df=359,P < 0.01);休息时间占比为56.03%±10.58%、觅食为19.43%±18.49%、活动为19.30%±7.81%、嬉戏为5.24%±4.61%。(2)华妍有3个觅食高峰(10:00、15:00和20:00),3个休息高峰(01:00—06:00、11:00—13:00和16:00—19:00);4种行为间的差异无统计学意义;休息时间占比为55.37%±10.38%、觅食为28.09%±17.79%、活动为14.61%±8.52%、嬉戏为1.93%±1.79%。(3)大熊猫幼体的日行为节律存在季节性差异。研究结果为大熊猫野化培训和野外放归提供了基础信息和科学依据。
关键词圈养大熊猫     幼体     野化培训     行为节律     季节性变化    
Daily and Seasonal Variation of Activity Patterns of Captive Giant Panda Cubs During the Pre-Release Training Project
WEI Hua , WU Daifu , HE Shengshan , ZHANG Yu , ZHOU Shiqiang , YAN Xiao , LIU Xiaoqiang , FENG Gaozhi , ZHANG Dalei , HUANG Yan* , ZHANG Hemin*     
Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration on Conservation Biology of Rare Animals in the Giant Panda National Park, China Conservation and Research Center for Giant Panda, Dujiangyan, Sichuan Province 611830, China
Abstract: Activity patterns of captive giant panda (Ailuropoda melanoleuca) cubs during the pre-release training project in Wolong National Nature Reserve (Sichuan province, China) were studied during April 2013 to October 2015 via digital voice recorders and GPS. Audio and behavioral data were collected from 2 giant panda cubs, Xuexue and Huayan. Our results indicated that the feeding activity of Xuexue had 3 peaks at 08:00, 18:00 and 22:00. Two resting peaks were also observed, with one around noon (11:00-14:00) and another in the morning (03:00-06:00). Except playing (F=1.944, df=359, P < 0.01), there was no significant difference in Xuexue's daily activity patterns on resting, feeding and locomotion. On average, Xuexue spent 56.03%±10.58% of the time on resting, 19.43%±18.49% on feeding, 19.30%±7.81% on locomotion, and 5.24%±4.61% on playing daily. By contrast, the feeding activity pattern of cub Huayan also showed 3 peaks similar to those of Xuexue, with the first peak occurring in the morning (10:00), the second in the afternoon (15:00), and the third at night (20:00). And 3 resting peaks were observed, including one from 01:00 to 06:00, one around noon (11:00-13:00) and one from 16:00 to 19:00. However, all the 4 behaviors (resting, feeding, moving and playing) of Huayan had no significant difference. Huayan spent an average of 55.37%±10.38% daily time on resting, 28.09%±17.79% on feeding, 14.61%±8.52% on locomotion and 1.93%±1.79% on playing. Moreover, there were also significant variations in the seasonal activity patterns of the 2 giant panda cubs. These results provide baseline information and scientific basis for the pre-release training project of giant pandas, and can be used to further improve the reintroduction programs.
Keywords: captive giant panda     cub     pre-release training     activity patterns     seasonal variation    

动物的行为节律是动物的行为随环境因素节律性变化而变化的现象。动物行为的日行为节律是对光照、温度、湿度、食物等环境条件昼夜变化的一种综合性适应(尚玉昌,2005)。不同动物具有不同的行为节律,以适应各自栖息的自然环境。北极熊Ursus maritimus、棕熊U. arctos、亚洲黑熊U. thibetanus具有冬眠的习性,大熊猫Ailuropoda melanoleuca虽不冬眠,但有垂直迁移的现象(雍严格等,1994胡锦矗,2001),这使它们能较好地应对环境条件的季节性变化。

在对野生大熊猫行为节律的研究中,胡锦矗(1987)发现卧龙成年大熊猫昼夜有2个活动高峰、2个低谷,年平均昼夜活动率为57%~66%;通过GPS项圈,Zhang等(2015)发现卧龙野生大熊猫昼夜出现3个活动高峰,平均活动率为55%;秦岭大熊猫只有1个活动高峰,春季活动率为50%~60%(潘文石等,2001)。而圈养大熊猫的活动率下降至46.3%(张志和,魏辅文,2006),甚至38.5%(何廷美等,2004)。圈养的成年大熊猫由于环境因素限制以及缺少亲兽的教导,在行为发育等各方面存在不足,如刻板行为增多(Liu et al., 2003田红等,2004)。目前正在进行的大熊猫野化放归研究包括对圈养幼体开展野化培训,目的是使其表现出正常野生大熊猫的节律和行为以适应复杂多变的野外环境,以便顺利回归自然。2013年4月—2015年10月,在四川省卧龙国家级自然保护区对野化培训的2只幼年大熊猫进行跟踪观察,为其佩戴录音笔,在极少干扰的情况下收集声音数据,通过不同的声音数据辨别相关行为,归纳总结行为节律,为大熊猫野化培训和野外放归提供基础信息和科学依据。

1 材料与方法 1.1 研究地点与研究对象

研究地点位于四川省卧龙国家级自然保护区内的中国大熊猫保护研究中心卧龙基地。

研究对象为雪雪和华妍(表 1),分别随母兽栖息在野化圈。雪雪的声音录制从8月龄至24月龄,但2014年5月、7月因未佩戴录音笔而未收集到数据;华妍从8月龄至26月龄,但2014年9月和2015年6月因未佩戴录音笔而未收集到数据。

表 1 研究幼体的基本信息 Table 1 The information of studied cubs
呼名
Name
谱系号
Stud number
性别
Sex
出生日期
Birth date
母兽呼名
Mother name
母兽谱系号
Mother stud number
母兽来源
Mother origin
母兽出生日期
Mother birth date
录音时间
Time of recordings/h
雪雪8502012/08/15思雪625圈养2006/07/22720
华妍8882013/08/14晔晔495圈养1999/09/25864

野化培训分2个阶段,第一阶段野化圈在卧龙镇核桃坪,海拔1 800~1 850 m,每个野化圈有2个内室(3 m×6 m)和1个活动场(40 m×60 m),活动场顺着基地后山的地势围起,除了水泥投食地、木栖架、人工巢外,其余为草本、灌木、乔木等野生植被。第二阶段在幼体12月龄后,雪雪的野化圈在核桃坪后山半腰海拔2 050~2 450 m处,是分布有拐棍竹Fargesia robusta的落叶阔叶林,面积约24 hm2;华妍的野化圈位于保护区耿达镇的天台山区域,海拔2 400~3 000 m,是分布有拐棍竹和冷箭竹Bashania fangiana的针叶林,面积约40 hm2。参照胡锦矗等(1985)将研究地全年分为3个生态季节,即4—6月为春季,7—10月为夏秋季,11月至翌年3月为冬季。

1.2 研究方法

通过GPS和无线电定位跟踪大熊猫,使用录音笔录制每日24 h的各种声音,每个月至少安装录音笔1次。录音笔电池能持续记录3 d以上的数据,然后从中选择连续2 d的完整音频,再从各种音频中归纳出4种主要行为。

根据幼体行为的特点,参照周小平等(2005)张和民等(2013)分为4种类型:(1)休息:指未发生身体位置的改变,包括坐或躺在树枝或地面上休息;(2)觅食:指寻觅、摄入或咀嚼食物等,包括吸奶和喝水;(3)嬉戏:指个体间相互追逐、打闹,并无伤害性的社会行为;(4)活动:指除了觅食和嬉戏外,任何引起身体改变的行为,如行走、攀爬、搔痒等。

1.3 数据处理和分析

共选择1 584 h录音数据,其中,雪雪720 h,华妍864 h。听声音辨别行为时,每分钟记录1种行为,每分钟内有2种行为则记录持续30 s以上的1种行为,1种行为记为1个行为数据,研究期间共获得95 040个行为数据。行为节律用在某个时间段各行为类型的个数与总行为个数的比值表示。

采用One-Way ANOVA检验日行为节律的差异,不同季节行为节律的差异用非参数Kruskal-Wallis H检验,用Mann-Whitney U检验比较2只幼体行为节律、时间分配的差异,所有数据的处理和分析使用Excel和SPSS 20。

2 结果 2.1 日行为节律

雪雪的日行为节律除了嬉戏表现出有高度统计学意义的差异(F=1.944,df=359,P<0.01),其他行为的差异无统计学意义,但在不同时间段内的行为持续时间、发生的频次和强度不同。主要表现为:(1)觅食在08:00达到上午的最高值(28.8%),18:00出现下午的最高值(26.3%),22:00出现晚上的最高值(27.9%);(2)除了早上(03:00—06:00)的波峰(63.6%~68.6%)外,休息在中午11:00—14:00有1个明显的波峰(63.8%~68.2%);(3)活动在09:00—10:00达到上午的波峰(21.7%~22.6%),下午的波峰(21.7%~22.2%)出现在14:00—15:00,晚上的最高值(25.9%)出现在23:00;(4)嬉戏主要出现在07:00—09:00和21:00—24:00(图 1)。

图 1 雪雪全年的日行为节律 Fig. 1 Annual daily activity rhythm of Xuexue

华妍的休息、觅食和活动以及嬉戏日行为节律之间的差异无统计学意义,但在不同时间段内的行为持续时间、发生的频次和强度不同。主要表现为:(1)觅食行为在20:00—23:00有1个波峰,20:00达到最高值(41.3%),10:00和15:00有2个小高峰;(2)除了01:00—06:00的波峰(59.1%~66.3%)外,休息在白昼有2个波峰(59.4%~63.8%)出现在11:00—13:00和16:00—19:00;(3)嬉戏行为主要出现在09:00和22:00;(4)活动行为在09:00出现1个小高峰(21.2%),最高值(24.9%)在22:00出现(图 2)。

图 2 华妍全年的日行为节律 Fig. 2 Annual daily activity rhythm of Huayan

雪雪和华妍在觅食、活动和嬉戏行为上存在有高度统计学意义的差异(觅食:Z=-4.206,P<0.01;活动:Z=-4.042,P<0.01;嬉戏:Z=-2.743,P<0.01),而休息行为未表现出有统计学意义的差异。

2.2 日行为节律的季节性变化

雪雪的日行为节律表现出有统计学意义的季节性差异,觅食和休息行为的差异有高度统计学意义(觅食:χ2=29.527,df=2,P<0.01;休息:χ2=13.705,df=2,P<0.01),活动行为的差异有统计学意义(χ2=6.571,df=2,P<0.05),嬉戏行为的差异无统计学意义。主要表现为:(1)冬季的22:00—01:00出现觅食高峰(49.3%),且一直保持较高水平;而春季的22:00也出现觅食峰值(48.3%),但持续时间短;夏、秋季晚上的觅食强度低于白昼。(2)冬、春季的觅食强度均大于夏、秋季。(3)冬季休息行为的峰值(82%)出现在05:00,而春季(66.8%)和夏、秋季(82.7%)出现在13:00。(4)冬季嬉戏行为的峰值(17.7%)出现在09:00,春季(16.7%)出现在23:00—04:00,而夏、秋季(22.2%)除07:00—09:00外,其余时间段几乎为0(图 3)。

图 3 雪雪日行为节律的季节性变化 Fig. 3 Seasonal activity rhythm of Xuexue

华妍的日行为节律在冬季和春季及夏、秋季存在不同的特征,主要表现为:(1)冬季的觅食行为在晚上保持较高水平(21:00—24:00),23:00出现峰值(59.0%),05:00有1个次高峰(56.7%),15:00有1个小高峰(46.3%);而春季仅在20:00—21:00出现峰值(34.0%~36.8%),且强度低、持续时间短;夏、秋季的峰值(41.2%~42.7%)出现在07:00—08:00和19:00。(2)冬季和夏、秋季的觅食强度均大于春季。(3)冬季休息行为的峰值(67.5%~69.3%)出现在01:00—04:00、07:00—08:00和18:00—20:00,春季的峰值(89.5%)出现在11:00—19:00,而夏、秋季的峰值(78.8%)出现在04:00—06:00。(4)冬季嬉戏行为的峰值(5.8%)出现在16:00,春季的峰值(9.8%)出现在09:00,而夏、秋季的峰值(6.0%)出现在24:00。觅食行为的季节性差异有高度统计学意义(χ2=20.231,df=2,P<0.01),其他行为未表现出有统计学意义的差异(图 4)。

图 4 华妍日行为节律的季节性变化 Fig. 4 Seasonal activity rhythm of Huayan
2.3 行为的时间分配

在4种行为的时间分配中,休息行为占比最大:雪雪为56.03%±10.58%,华妍为55.37%±10.38%;雪雪觅食行为的时间为19.43%±18.49%,华妍为28.09%±17.79%;雪雪活动行为的时间为19.30%±7.81%,华妍为14.61%±8.52%;两者用于嬉戏行为的时间均较少,分别仅占5.24%±4.61%和1.93%±1.79%。2只幼体除了嬉戏行为(Z=-2.399,P<0.05)之间的差异有统计学意义外,其他行为的时间分配未表现出明显不同。

3 讨论

2只幼体的日行为节律都出现了3个觅食高峰和2个嬉戏高峰。不同的是雪雪比华妍多1个活动高峰而少1个休息高峰,这可能与两者所在的第二阶段野化圈有关:雪雪是12月龄转移到培训第二阶段面积约24 hm2的野化圈直至放归,而华妍是在天台山面积约40 hm2的野化圈,距离雪雪第二阶段野化圈约30 km,环境复杂程度较大,海拔较高,年降雪次数高于核桃坪,日最低温度低于核桃坪。在哺乳动物中,白昼温度和日照强度的变化是引起灵长类日行为节律产生差异的重要原因(Clutton-Brock,1977),因为气候与生态系统类型会影响动物的生理调节,从而影响动物的觅食行为(Oates,1977)。年时、天时以及气候等影响大熊猫的活动方式,如冬季大熊猫在黎明活动急剧下降(胡锦矗等,1985),太阳辐射影响到成年野生大熊猫的行为节律与活动强度(张晋东等,2011Zhang et al., 2015, 2017)。

野生大熊猫在春季活动较多,夏、秋季降到最低,冬季增多(胡锦矗等,1985Zhang et al., 2015),雪雪在核桃坪野化圈的活动与此相似。与雪雪不同,华妍的活动率(非休息时间)从春季到冬季均递增,这可能是夏、秋季中不同月份的取样数据被平均,掩盖了低活动率。野生成体大熊猫在各个季节活动时间峰值一般是白昼高于晚上(胡锦矗等,1985Zhang et al., 2015),而雪雪在冬、春季晚上的觅食时间比例和强度高于白昼,这可能与人类的干扰和年龄有关。雪雪野化圈山下有国道,汽车等干扰主要在白昼出现。作为幼体,生理和心理等方面还未成熟,在树上的时间较多(张钰等,2016),在生命安全的权衡下较多地选择了在晚上下树觅食。雪雪于2014年10月放归野外,但1个多月后死于细菌感染。华妍2016年10月放归野外,目前情况良好。虽然活动率高低未能表明动物是否患有疾病,但能反映出某些身体状况,在放归培训幼体之前或许应该探索出一个各季节和各月份最低活动率的指标,以避免再次出现动物放归后过早死亡的现象。

在4种行为的时间分配上,华妍的嬉戏行为远低于雪雪,估计与母兽及其所处的野化圈有关,雪雪所在的核桃坪二期野化圈,国道位于山下,受到的噪声干扰较多,母兽通过嬉戏对其加以较多的关怀。觅食是动物能生存繁衍的最重要的行为,华妍平均觅食时间比雪雪觅食时间多,这是它应对较高海拔生境和较多主食竹的一种适应。与野生大熊猫(59%)相比,2只幼体的平均活动率(44%)均较低,估计是受到母兽觅食人工食物和野化圈的生境面积所限制,动物的行为表达可能因为不同的环境条件表现出相当的“弹性”(魏辅文等,2011)。

大熊猫放归是一项长期的科学研究,要求放归幼体在日行为节律和活动率等方面达到野生大熊猫的标准较难。因为成年大熊猫雌雄个体的行为节律存在明显差异(Mainka & Zhang,1994),不同年龄的大熊猫在活动时间比例上有差异(Zhang et al., 2015),大熊猫在各种活动上付出的时间要视年龄、性别和繁殖状态而定(胡锦矗等,1985),今后还需要积累大量的行为数据,为动物的顺利放归决策提供精准参考。

致谢: 特别感谢Sun Mengmeng女士对英文摘要的修改。
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