公路干擾對嚙齒動物群落及其臟器器官的影響1)

張 澤 王 瑩 賈煒瑋

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040)

周友兵

(中國科學院植物研究所)

公路干擾對嚙齒動物群落及其臟器器官的影響1)

張 澤 王 瑩 賈煒瑋

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040)

周友兵

(中國科學院植物研究所)

以不同公路干擾強度下的嚙齒動物為研究對象，分析了公路擾動對嚙齒動物群落結(jié)構(gòu)、社鼠內(nèi)臟器官及食性的影響。結(jié)果表明，嚙齒動物密度隨道路干擾的增加而降低；不同道路干擾下，社鼠肺、肝和腎的質(zhì)量差異顯著，而對心和脾無顯著差異；在食性上，不同道路類型對社鼠的食物組成差異不顯著，都以種子為主要食物，并伴有莖葉、昆蟲和花等。

公路干擾；社鼠；臟器；食性

社鼠隸屬于嚙齒目(Rodentia)，鼠科(Muridae)，鼠屬(Rattus)，在我國分布十分廣泛，在南方部分地區(qū)已成為丘陵山地危害農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的主要害鼠之一[1]。社鼠以植物根莖、種子以及植物果實為主要食物來源，其密度過大時，可造成大片人工幼齡林死亡和林木種子欠收，嚴重威脅著正常的林業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)活動[2]。社鼠同時具有搬運與儲藏種子的習性，是許多植物果實及種子的取食者和傳播者，在植物群落的更新和恢復中扮演著重要的角色[3-4]。

道路是當今社會經(jīng)濟發(fā)展的紐帶，道路的修建與運營改變了自然生態(tài)景觀，嚴重影響著動植物種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)。公路建設(shè)會引起地貌、植被、徑流和小氣候等環(huán)境特征發(fā)生顯著變化，進而對野生動物及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾[5]。鼠類作為對環(huán)境變化敏感、分布廣、適應能力強的重要動物類群，已經(jīng)受到了廣泛的研究和關(guān)注[6-4]。道路干擾嚴重影響著其種群結(jié)構(gòu)和種群數(shù)量已經(jīng)得到廣泛證實，但就道路干擾對其生理生態(tài)機理上的變化研究較少。

本研究以神農(nóng)架地區(qū)的嚙齒動物為研究對象，分析不同公路干擾強度對嚙齒動物群落、社鼠臟器器官及食性的影響。野外我們通過鋏日法對社鼠進行捕獲，然后帶回實驗室進行室內(nèi)分析。本研究旨在探索與分析公路干擾對野生動物的影響，加深我們對公路干擾的理解，為將來公路建設(shè)的科學管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗動物采集

研究區(qū)域位于湖北省興山縣龍門河國家森林公園，海拔1 300～1 700 m，年均氣溫10.5 ℃，年均降水量1 344.3 mm，亞熱帶季風氣候，植被組成具有明顯的垂直地帶性。在研究區(qū)選取國道、鄉(xiāng)道和無道路干擾的成熟林3種不同干擾強度的區(qū)域。調(diào)查采用鋏日法進行，其中，國道路段旁選取6個不同位置的區(qū)域，分別在每個區(qū)域劃設(shè)10、50和100 m的3條距公路不同距離的樣線，每條樣線置100鋏，共計1 800鋏日；鄉(xiāng)道區(qū)域樣線劃設(shè)方法與國道相同；無干擾的原始林為對照組，設(shè)6條樣帶，每條樣帶置100數(shù)鋏，共放置600鋏日。本試驗以新鮮花生米為誘餌，采用鋏日法對嚙齒動物進行捕獲，鋏距2 m，國道組、鄉(xiāng)道組和對照組共計放置4 200有效鋏日。統(tǒng)一以G10、G50、G100分別代表國道10、50、100 m樣線；以X10、X50、X100分別代表鄉(xiāng)道10、50、100 m樣線；用D表示對照組。

1.2 研究方法

將捕獲的社鼠帶回實驗室，鑒定性別，并記錄質(zhì)量(±0.01 g)、體長(±0.1 cm)后進行解剖。分辨出心、肺、肝、脾、腎并稱量記錄各器官鮮質(zhì)量(±0.001 g)和胴體質(zhì)量(±0.01 g)。將胃縱切，分析其內(nèi)容物。將所有器官放入培養(yǎng)皿并置于烘箱中，用60 ℃溫度烘干至恒質(zhì)量并記錄其數(shù)值。對研究區(qū)域國道及鄉(xiāng)道的車流量進行了連續(xù)3d的監(jiān)測，上午06:00—08:00國道平均車流量為69輛，鄉(xiāng)道平均車流量為2輛；傍晚18:00—20：00國道平均車流量為99輛，鄉(xiāng)道平均車流量為5輛。

1.3 數(shù)據(jù)處理

統(tǒng)計分析借助R3.0.1統(tǒng)計軟件完成。利用廣義線性模型(GLM)的泊松分布統(tǒng)計不同干擾類型下相對捕獲率的差異。食性差異分析中，記錄胃內(nèi)出現(xiàn)各食糜頻次，以相對頻次(出現(xiàn)頻次與總頻次之比)表示食物組成，采用卡方檢驗比較不同道路類型間食物組成差異。對采集的社鼠懷孕鼠和非懷孕鼠做以體質(zhì)量為協(xié)變量的雙因素方差分析，結(jié)果顯示社鼠各指標懷孕鼠與非懷孕鼠之間無顯著差異(P>0.157)。因此，采用以體質(zhì)量和體長為協(xié)變量的雙因素分析法，分析比較同種鼠類不同道路類型間臟器重量差異，利用LSD進行組間差異的分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 捕獲小型哺乳動物種群結(jié)構(gòu)

共捕獲嚙齒動物7種，隸屬1目2科5屬。所捕獲的嚙齒動物的種分別是：社鼠(Rattusniviventer)64只、針毛鼠(Rattusfulvescens)2只、中華姬鼠(Apodemusdraco)31只、高山姬鼠(Apodemuschevrieri)4只、小泡巨鼠(Leopoldamysedwardsi)5只、大足鼠(Rattusnitidus)1只和豬尾鼠(Typhlomyscinereue)3只。3種公路類型共捕獲嚙齒動物110只，總捕獲率為2.62%，多樣性指數(shù)為1.656。國道共捕獲嚙齒動物7種38只，捕獲率為2.11%，多樣性指數(shù)為1.926，其中，G10捕獲嚙齒動物9只，捕獲率為1.5%；G50捕獲嚙齒動物14只，捕獲率為2.33%；G100捕獲嚙齒動物15只，捕獲率為2.5%。鄉(xiāng)道共捕獲嚙齒動物4種49只，多樣性指數(shù)為1.035，捕獲率為2.67%，其中，X10捕獲嚙齒動物12只，捕獲率為2%；X50捕獲嚙齒動物16只，捕獲率為2.67%；X100捕獲嚙齒動物21只，捕獲率為3.5%。盡管國道的捕獲率低于鄉(xiāng)道，但并沒有統(tǒng)計上的顯著性差異(X2=1.395，P=0.238)；距公路的距離越遠，捕獲率也越高，但差異不顯著(X2=4.046，P=0.132)。對照組共捕獲嚙齒動物4種23只，多樣性指數(shù)為1.381，捕獲率最高(3.83%)，但統(tǒng)計上與國道和鄉(xiāng)道的各樣線間并沒有顯著差異(X2=9.143，P=0.1657)。

2.2 不同道路類型社鼠臟器差異

以體質(zhì)量為協(xié)變量的多元方差分析結(jié)果顯示：不同道路類型間社鼠心鮮質(zhì)量(F=0.205，P=0.974)、心干質(zhì)量(F=0.23，P=0.965)、肺干質(zhì)量(F=2.191，P=0.059)、脾鮮質(zhì)量(F=1.121,P=0.364)、脾干質(zhì)量(F=1.2,P=0.322)無顯著差異，而肺鮮質(zhì)量(F=2.765,P=0.021)、肝鮮質(zhì)量(F=3.61,P=0.005)、肝干質(zhì)量(F=2.541,P=0.033)、腎鮮質(zhì)量(F=2.396,P=0.041)、腎干質(zhì)量(F=2.484,P=0.035)差異顯著。肺鮮質(zhì)量、肝鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均在G50中具有最高值，G100次之，X100最小；腎鮮質(zhì)量在G50中最高，G10次之，X100最小；腎干質(zhì)量在G50中最高，G100次之，D最小。

對不同道路類型間社鼠臟器質(zhì)量兩兩分析的LSD結(jié)果顯示：肺鮮質(zhì)量中，G50與G100不顯著，與其它道路類型差異顯著，其中，與X100顯著性最大(P=0.002),與G10顯著性最小(P=0.044)，X100與G50、G100(P=0.05)差異顯著，其余道路類型無顯著差異；肝鮮重中，G50與G10、G100無顯著差異，與其它道路類型差異顯著，其中，與X100顯著性最大(P<0.001)，與D顯著性最小(P=0.026)，其余6種道路類型間無顯著差異；肝干質(zhì)量中，G50與G10無顯著差異，與其它道路類型差異顯著，其中，與X100顯著性最大(P<0.001)，與D顯著性最小(P=0.028)，其余6種道路類型間無顯著差異；腎鮮質(zhì)量中，G50與G10、G100無顯著差異，其中，與X10顯著性最大(P=0.004)，與X100顯著性最小(P=0.049)，與其它道路類型差異顯著，X10與G10、G50、G100差異顯著(P=0.046,P=0.021)；腎干重中，G50與D、X10、X50差異顯著,其中，與D顯著性最大(P=0.002)，與X50顯著性最小(P=0.044)，D與G100差異顯著(P=0.012)，G100與X10差異顯著(P=0.045)。

2.3 不同道路類型社鼠食性

卡方分析結(jié)果顯示不同道路類型社鼠(X2=12.597,P=0.815)食物中各成分出現(xiàn)的相對頻次差異不明顯。社鼠的食物組成中以種子(相對頻次50%)和莖葉(24.6%)為主，動物性食物(14%)和花(11.4%)為輔。

3 結(jié)論與討論

雖然沒有統(tǒng)計到顯著差異，不同公路類型所捕獲的嚙齒動物數(shù)量存在明顯不同。隨著交通強度的增大，嚙齒動物捕獲率呈下降趨勢。從同種道路不同距離樣線的捕獲率來看，捕獲率并沒有因為距道路距離越近而明顯的減少，而車輛行駛中的噪音應隨距離的增加而減少，這說明噪聲并非造成道路兩旁社鼠密度低的主要原因[8]。同時，燈光、氣體、車流量和車輛行駛速度、土壤和水源污染也都是影響道路兩旁種群數(shù)量的因子[9]。

內(nèi)臟器官作為哺乳動物的代謝器官，臟器指數(shù)能反應動物的營養(yǎng)狀態(tài)和內(nèi)臟器官的健康情況[10]，外界環(huán)境是影響哺乳動物內(nèi)臟器官形態(tài)的關(guān)鍵因素之一[11]。心、肺和腎的大小一般隨著代謝率增高而增大[12-13]，國道所捕獲的社鼠心、肺和腎質(zhì)量明顯高于鄉(xiāng)道和對照組，可能是國道對社鼠干擾較大，使其警惕性和反應速度提高，增大運動量，代謝速率和耗氧量隨之增大，但鄉(xiāng)道組社鼠和對照組社鼠心、肺、腎差異不大，可能是因為鄉(xiāng)道干擾較小，對社鼠活動影響也較小。脾臟是一種重要的免疫器官，其質(zhì)量是衡量動物免力能的關(guān)鍵指標[14]。社鼠的脾臟在對照組質(zhì)量最大，鄉(xiāng)道其次，國道最低，脾臟質(zhì)量會隨著野外環(huán)境惡劣程度增長而隨之增加，但脾臟質(zhì)量也跟其食性密切相關(guān)，當社鼠攝取較多的高纖維植物時，脾臟的質(zhì)量會明顯下降[15]。肝臟是重要的貯能器官和產(chǎn)熱器官，其質(zhì)量受環(huán)境溫度、光周期、食物質(zhì)量的調(diào)節(jié)[14]。國道中社鼠肝臟質(zhì)量明顯高于其它兩種道路類型，這可能跟其種群密度有關(guān)，種群密度較小時，社鼠在取食過程中的競爭壓力也隨之變小，食物資源相對較豐富易得，能量消耗相對較少。

通過食性分析可以了解動物與環(huán)境之間的相互關(guān)系[16]。所捕獲的嚙齒動物的食性沒有顯著差異，均以種子為主，輔以少量的莖葉、昆蟲和花。這與捕獲的時間是秋季有關(guān)，種子資源豐富，動物無需攝取過多其它食物。從不同道路類型間社鼠的食物組成頻次上可以看出：社鼠在距離公路越遠的地方，食物組成中種子所占的比例呈降低趨勢，原因是距公路距離越近，小型哺乳動物的種群密度越低，對種子的取食壓力也隨之減少，相比于小型哺乳動物集中的區(qū)域，植物種子將更容易獲得。

通過公路干擾對神農(nóng)架地區(qū)嚙齒動物群落及臟器器官影響的研究，結(jié)果表明靠近公路的嚙齒動物種群數(shù)量明顯降低，生理生態(tài)適應也發(fā)生了明顯變化，這一結(jié)果也為進一步探索林區(qū)公路對小型嚙齒動物生活習性等方面提供研究基礎(chǔ)，加深我們對公路干擾下嚙齒動物在森林生態(tài)系統(tǒng)中機制的理解，為預測和防治森林鼠害提供參考依據(jù)。

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Effects of Road Disturbances on Populations and Viscera Organs of Glires/

Zhang Ze, Wang Ying, Jia Weiwei

(Northeast Forestry University,Harbin 150040, P. R. China);

Zhou Youbing

(Institute of Botany of Chinese Academy of Sciences)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(8).-112～114

We analysed the influence of road disturbances on Glires community structure,Niviventerconfucianusinternal organs and feeding habits. The population density of Glires reduced with the increasing of road disturbances. In different road disturbance, the analysis of covariance of viscera organs shows the weights of heart and spleen did not differ betweenNiviventerconfucianusin different road disturbance, but there are significant differences in the weights of lung, liver and kidney. There is no significant variation in dietary biases, because the small mammals are primarily seminivorous fed on a small number of phyllophagous, anthophagous and insectivorous.

Road disturbance;Niviventerconfucianus; Viscera; Food habit

張澤,男，1989年7月生，東北林業(yè)大學林學院，碩士研究生。

周友兵，中國科學院植物研究所，副研究員。E-mail:zhouyb@ibcas.ac.cn。

2014年4月15日。

S443

1) 環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(201309039)資助。

責任編輯：潘 華。