被動(dòng)式電子標(biāo)簽在監(jiān)測(cè)高原鼢鼠種群生態(tài)變化中的應(yīng)用

楚　彬，花立民，周延山，姬程鵬，周建偉

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州　730070)

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被動(dòng)式電子標(biāo)簽在監(jiān)測(cè)高原鼢鼠種群生態(tài)變化中的應(yīng)用

楚彬，花立民，周延山，姬程鵬，周建偉

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070)

地下嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究經(jīng)常需要對(duì)動(dòng)物個(gè)體進(jìn)行標(biāo)記，而傳統(tǒng)的剪耳、剪趾標(biāo)記法會(huì)造成動(dòng)物傷害、影響動(dòng)物行為等，與動(dòng)物福利相悖。利用PIT標(biāo)簽于2014年秋季在祁連山東段標(biāo)記高原鼢鼠30只，研究高原鼢鼠種群密度及越冬后體重、體長(zhǎng)和尾長(zhǎng)變化。結(jié)果表明，樣地內(nèi)高原鼢鼠估算種群密度為44只/hm2；越冬后高原鼢鼠平均體重為222.07 g，顯著高于越冬前平均體重193.74 g，平均體長(zhǎng)為19.4 cm，顯著高于越冬前平均體長(zhǎng)18 cm；雌性與雄性的體重增長(zhǎng)率無(wú)顯著性差異(P>0.05)。被動(dòng)式電子標(biāo)簽同時(shí)可適用于地下嚙齒動(dòng)物的種群生態(tài)學(xué)研究，是地下嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究中的一項(xiàng)新型技術(shù)手段。

被動(dòng)式電子標(biāo)簽；高原鼢鼠；種群生態(tài)學(xué)；標(biāo)記

動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究一直是生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，尤以對(duì)小型哺乳動(dòng)物的研究居多[1]，而動(dòng)物種群數(shù)量和個(gè)體生物學(xué)特征更是嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容。地下嚙齒動(dòng)物棲息于地下，在陸地生態(tài)系統(tǒng)中有重要的生態(tài)位置和功能，是生物多樣性的組成部分[2-4]。動(dòng)物種群數(shù)量和生物學(xué)特性調(diào)查研究時(shí)常常需要對(duì)目標(biāo)動(dòng)物進(jìn)行標(biāo)記，其中，剪趾法、染毛法和耳標(biāo)法是最為常用的幾種方法[5-11]。這些方法對(duì)動(dòng)物的生理及行為會(huì)產(chǎn)生一定的影響，尤其在地下嚙齒動(dòng)物中運(yùn)用剪趾法[12-13]，會(huì)嚴(yán)重影響其挖掘活動(dòng)，甚至導(dǎo)致個(gè)體死亡。目前，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊對(duì)于使用剪趾法等傷害動(dòng)物個(gè)體、違背動(dòng)物福利的標(biāo)記方法的文章不予接受。

被動(dòng)式電子標(biāo)簽是不攜帶電源的電子標(biāo)簽,可在專(zhuān)用閱讀器激發(fā)下傳回儲(chǔ)存的信息。其標(biāo)簽通過(guò)注射或簡(jiǎn)易手術(shù)放置到動(dòng)物的皮下或體內(nèi),其表層涂有防移動(dòng)涂層,具有不易丟失的特點(diǎn)[14-15]。不僅可以用作動(dòng)物體外標(biāo)記，也可用作體內(nèi)標(biāo)記。目前，已應(yīng)用在無(wú)脊椎動(dòng)物、兩棲類(lèi)、爬行類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)及哺乳動(dòng)物。楊慧等[14]的研究表明，被動(dòng)式電子標(biāo)簽可成功的應(yīng)用在地上嚙齒動(dòng)物的種群生態(tài)學(xué)的研究中，而對(duì)于其能否應(yīng)用在地下嚙齒動(dòng)物目前較少，因此，以地下嚙齒動(dòng)物高原鼢鼠(Eospalaxbaileyi)為例，探討PIT標(biāo)簽在高原鼢鼠種群生態(tài)學(xué)研究中的可行性和使用方法，以期為地下嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究提供技術(shù)參考。

1　材料和方法

1.1試驗(yàn)樣地概況

樣地設(shè)在甘肅省武威市天祝藏族自治縣抓喜秀龍鄉(xiāng)馬營(yíng)灘地區(qū)，樣地面積為1.5 hm2，地理坐標(biāo)為N 37°12′，E 102°46′，海拔2 937 m，氣候寒冷潮濕，太陽(yáng)輻射強(qiáng)。年均溫-0.1℃，1月平均溫度-18.3℃，7月平均溫度12.7℃，>0℃年積溫1 380℃；年降水量416 mm，多為地形雨，主要集中在7，8，9月。植被類(lèi)型為高寒草甸，以莎草科、禾本科植物為主，混有其他雜類(lèi)草，草群蓋度達(dá)到90%，土壤為高寒草甸土，主要植物有珠芽蓼(Polygonumviviparum)、鵝絨委陵菜(Potentillaanserina)、早熟禾(Poaceaeannua)、矮嵩草(Kobresiahumilis)、線葉嵩草(Kobresiacapillifoli)、垂穗披堿草(Elymusdahuricus)、球花蒿(Artemisiasmithii)、黃芪(Astragalusmembranaceus)等[16]。

1.2高原鼢鼠的捕獲及標(biāo)記方法

1.2.1高原鼢鼠的捕獲在所選樣地根據(jù)新鼠丘分布的位置，在其附近布設(shè)活捕籠[17]，每天早上9∶00～12∶00隨機(jī)布設(shè)6個(gè)活捕籠，下午18∶00檢查籠內(nèi)是否有捕獲的高原鼢鼠。捕獲時(shí)間分別在2014年秋季(9月23日～10月18日)和2015年春季(5月9日～6月5日)。

1.2.2標(biāo)記方法試驗(yàn)所采用的PIT設(shè)備(芯片、注射器、閱讀器)均由臺(tái)灣瑞新SMC公司生產(chǎn)，芯片規(guī)格為12 mm×2 mm。標(biāo)記高原鼢鼠時(shí),用75%濃度的酒精消毒高原鼢鼠皮膚和PIT標(biāo)簽,使用消過(guò)毒的注射器將PIT標(biāo)簽平行于體表注射到高原鼢鼠皮下。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),高原鼢鼠背部皮膚松弛,皮下注射標(biāo)簽的容留性好且不易出血,比其他部位更適合進(jìn)行注射。注射后,用酒精對(duì)注射口進(jìn)行消毒處理,避免傷口感染，待高原鼢鼠行為穩(wěn)定后，用手指觸摸表皮檢測(cè)標(biāo)簽是否成功注入皮下，并用專(zhuān)用閱讀器進(jìn)行掃描確認(rèn)標(biāo)簽編碼后將其放回原捕獲點(diǎn)。

1.3高原鼢鼠生物學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)定

注射標(biāo)簽完成后記錄 PIT標(biāo)簽編碼,觀察和測(cè)量高原鼢鼠的性別、體重、體長(zhǎng)、尾長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。體重測(cè)量使用精度0.1 g的電子秤,長(zhǎng)度測(cè)量使用精度為1 mm的鋼卷尺。于2015年春季再次對(duì)該區(qū)域的高原鼢鼠進(jìn)行捕獲，所有捕捉到的高原鼢鼠都先用閱讀器掃描確定是否有PIT標(biāo)簽,攜帶有PIT標(biāo)簽的即為重捕個(gè)體。若為重捕個(gè)體,記錄該個(gè)體的體重、體長(zhǎng)、尾長(zhǎng)及捕獲日期，即可釋放。

1.4高原鼢鼠種群密度估算

根據(jù)標(biāo)志重捕法計(jì)算高原鼢鼠種群數(shù)量。

N∶n=M∶m

式中：N為種群數(shù)量，n為初次標(biāo)記個(gè)體數(shù)，M為重捕個(gè)體數(shù)，m為標(biāo)記個(gè)體數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007以及SPSS 19.0對(duì)所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。將2014年秋季捕獲個(gè)體的體長(zhǎng)和2015年春季重捕個(gè)體用成對(duì)數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)進(jìn)行比較，雌性和雄性的體重增長(zhǎng)率采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1高原鼢鼠的體重、體長(zhǎng)和尾長(zhǎng)變化

在2014年秋季標(biāo)記的30只高原鼢鼠成體中有12只在第2年春季被重捕，重捕率為43.3%，其中雌性個(gè)體7只，雄性個(gè)體5只(表1)。2014年秋季雄性個(gè)體體重為177.0～270.0 g，體長(zhǎng)為16.8～23.2 cm，尾長(zhǎng)5.0～6.5 cm；雌性個(gè)體體重為136.6～223.0 g，體長(zhǎng)為15.3～18.3 cm,尾長(zhǎng)為3.2～5.1 cm。2015年春季雄性個(gè)體體重為229.7～297.4 g，體長(zhǎng)為19.0～23.4 cm，尾長(zhǎng)為4.2～7.0 cm；雌性個(gè)體體重為140.9～223.4 g，體長(zhǎng)為17.2～19.0 cm，尾長(zhǎng)為3.6～5.0 cm。2015年春季重捕的高原鼢鼠體重、體長(zhǎng)及尾長(zhǎng)較2014年春季有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，且高原鼢鼠雄性個(gè)體的體重、體長(zhǎng)和尾長(zhǎng)大于雌性個(gè)體。

表1　高原鼢鼠體重、體長(zhǎng)及尾長(zhǎng)

注：♂代表雄性，♀代表雌性

2.2高原鼢鼠種群密度

2014年秋季初捕高原鼢鼠個(gè)體為30只；2015年新標(biāo)記個(gè)體為10只，重捕個(gè)體為12只，計(jì)算高原鼢鼠種群密度為44只/hm2。

2.3高原鼢鼠體重的季節(jié)性變化

2015年春季重捕的個(gè)體體重為222.0 g/只，顯著高于2014年秋季體重(193.7 g/只)標(biāo)記的個(gè)體(成對(duì)數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)，t=-3.623，df=11，P=0.004)(圖1)。雌性越冬后體重增長(zhǎng)率為14.22%，雄性為18.43%，雄性的體重增長(zhǎng)率大于雌性，但兩者差異性不顯著。(獨(dú)立樣本數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)，t=-0.462，df=10，P=0.6)。

2.4高原鼢鼠體長(zhǎng)及尾長(zhǎng)的季節(jié)性變化

2015年春季重捕的個(gè)體體長(zhǎng)為19.4 cm/只，顯著大于2014年秋季的個(gè)體體長(zhǎng)(18.0 cm)(成對(duì)數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)，t=-2.911，df=11，P=0.014)，而尾長(zhǎng)變化無(wú)顯著性差異(P>0.05)(圖2)。

圖1　高原鼢鼠體重的季節(jié)性變化和雌性、雄性體重增長(zhǎng)率Fig.1　The seasonal change of body weight of plateau zokor and the bodyweight increasing rates of male andfemale

圖2　高原鼢鼠體長(zhǎng)和尾長(zhǎng)的季節(jié)性變化Fig.2　The seasonal change of body length and tail length of plateau zokor

3　討論與結(jié)論

標(biāo)志重捕是地下嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究中的一種重要的方法，根據(jù)重捕記錄可以獲得標(biāo)記動(dòng)物的重捕率、體重、體長(zhǎng)等生物學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以估算種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化[5,18-19]。試驗(yàn)以祁連山東段的高原鼢鼠為例分析越冬后其體重、體長(zhǎng)及尾長(zhǎng)的變化，越冬后高原鼢鼠的體重和體長(zhǎng)顯著高于越冬前，原因可能是一方面冬季青藏高原的土壤出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，高原鼢鼠挖掘活動(dòng)停止，而且在越冬前高原鼢鼠儲(chǔ)存大量粗蛋白及水溶性糖含量較高的食物[20-21]；另一方面在第2年春季來(lái)臨之前，土壤逐漸解凍，植物在返青前根部積累大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[22]，同時(shí)隨著高原鼢鼠采食活動(dòng)的增加，體內(nèi)攝入較多熱量。綜合分析，導(dǎo)致高原鼢鼠次年春季體重和體長(zhǎng)顯著上升，而雌性和雄性的體重增長(zhǎng)率沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明兩者的采食行為和所儲(chǔ)存的食物種類(lèi)相似。

通過(guò)運(yùn)用PIT標(biāo)記方法對(duì)高原鼢鼠的種群數(shù)量和體重變化進(jìn)行研究，其方法具有安全可靠、識(shí)別準(zhǔn)確、不易丟失等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用到地下嚙齒動(dòng)物的研究中。但是在使用該方法應(yīng)注意，PIT標(biāo)記方法需要在地下嚙齒動(dòng)物皮下進(jìn)行注射，因此，注射過(guò)程中要對(duì)動(dòng)物的皮膚、針頭以及芯片進(jìn)行嚴(yán)格消毒，防止傷口感染。同時(shí)，在對(duì)動(dòng)物進(jìn)行注射時(shí)，也要加強(qiáng)標(biāo)記人員的安全防護(hù)；PIT標(biāo)簽體積較小，在野外注射時(shí)容易出現(xiàn)注射失敗等情況，因此，在注射完成后標(biāo)記人員應(yīng)該用手指觸摸標(biāo)記動(dòng)物的皮膚并用閱讀器掃描標(biāo)簽以確定標(biāo)簽成功植入動(dòng)物體內(nèi)；PIT標(biāo)簽專(zhuān)用閱讀器耗電量較大，在野外工作時(shí)應(yīng)確保有充足的備用電池，在注射之前應(yīng)用閱讀器掃描PIT標(biāo)簽，以確保該標(biāo)簽是可用的，以免造成二次注射[14]。目前，PIT標(biāo)簽的研究成本還相對(duì)較高，掃描距離相對(duì)較近，但隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展各種困難終將會(huì)被克服，該標(biāo)記技術(shù)也將廣泛應(yīng)用在動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究的各個(gè)方面。

通過(guò)應(yīng)用PIT標(biāo)簽技術(shù)研究高原鼢鼠種群數(shù)量和體重變化，得出：(1)高原鼢鼠2014年秋季的體重為193.7 g，體長(zhǎng)為18.0 cm，顯著低于2015年春季的體重222.0 g和體長(zhǎng)19.4 cm，雌性和雄性的體重增長(zhǎng)率無(wú)顯著性差異；(2)被動(dòng)式電子標(biāo)簽同時(shí)可適用于地下嚙齒動(dòng)物的種群生態(tài)學(xué)研究，是地下嚙齒動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)研究中的一項(xiàng)新型技術(shù)手段。

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Application of PIT marker in research on population and bodyweight of subterranean rodents

CHU Bin,HUA Li-min，ZHOU Yan-shan,JI Cheng-peng，ZHOU Jian-wei

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

Subterranean rodents usually need to be marked in research on population ecology,but the traditional marking methods have some disadvantages (it influences the animal behavior and is against with animal welfare).A passive integrated transponder (PIT) was used to mark 30 plateau zokors in 2014 which were used to study the population density,and variation of weight,height,tail length.The results showed that the population density was 44 individuals/ha,the weight of plateau zokor (222.07 g) in 2015 was greater than that in 2014(193.74 g) significantly,the variation of height was same with weight.The weight increasing rates of males and females had no difference.Therefore,the passive integrated transponder is suitable for the research on population ecology of subterranean rodents.

PIT;plateau zokors；population ecology；mark

2015-12-15；

2016-01-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460635)；甘肅省國(guó)際合作項(xiàng)目(2013GS06893)資助

楚彬(1991-)，男，甘肅蘭州人，在讀碩士研究生。

E-mail：ryan_713@163.com

S 443

A

1009-5500(2016)03-0007-05

花立民為通訊作者。