臥龍國家級自然保護區(qū)水鹿越冬食性

管曉, 何鳴, 李文靜, 唐卓, 劉明沖, 王鵬彥*

1. 四川臥龍國家級自然保護區(qū)管理局，四川 汶川 623006；

2. 中國保護大熊貓研究中心，四川 成都 611830

邛崍山脈的大熊貓棲息地區(qū)域，水鹿（Cervus unicolor）是大熊貓最常見的大型伴生動物[1]。盡管大多數(shù)研究表明鹿類動物以各種禾草、雜草、樹葉、樹皮為食[2～5]，但野外考察中卻發(fā)現(xiàn)臥龍水鹿時常有采食竹葉的習性，特別是在冬季大雪覆蓋時，更是常常見到成片被水鹿采食葉片后棄食的冷箭竹莖。水鹿對冷箭竹采食強度有多大？水鹿冬季采食冷箭竹葉的習性是否會構(gòu)成與大熊貓的食物直接競爭？冬季水鹿的采食冷箭竹葉行為是否會影響到大熊貓在這一區(qū)域的數(shù)量和分布？厘清以上問題對于大熊貓棲息地保護策略的制定具有重要的意義。

有蹄類食性研究方法，早期通常采用直接觀察[6]和胃分析法[7]。由于野生動物直接觀察相對困難，胃分析法對動物種群又必然造成破壞，上世紀70年代引入了糞便顯微分析法[8-10]。利用尚未完全消化的植物表皮細胞結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。植物種類的不同，這種表皮細胞結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)物種間明顯的差異，特別是竹葉表層細胞呈現(xiàn)如同磚砌般整齊排列的結(jié)構(gòu)，為水鹿采食竹葉后的糞樣顯微圖像分析提供了顯著的圖像特征。該法一直是研究有蹄類野生動物食物組成的主要方法，該法以易于取樣并對動物干擾小的優(yōu)點，在食草動物食性研究中得到廣泛應用，特別是對珍稀野生動物食性的研究起到了很好的推動作用[11]。但在具體研究中有學者認為，糞便分析法在研究動物食性時，往往高估禾本草本植物、灌木和喬木，而低估非禾本草本植物在食物中的含量[12]。上世紀90年代后興起的糞便DNA指紋技術(shù)，目前更多是論證技術(shù)的可行性和方法的穩(wěn)定性[13]。相關(guān)論文，特別是利用DNA指紋技術(shù)在食草動物食性的研究中的應用，在國內(nèi)外還鮮有報道。

1 研究地概況

四川臥龍國家級自然保護區(qū)位于四川盆地西部，橫斷山南延地段。保護區(qū)始建于1963年，是我國最早成立的國家級自然保護區(qū)之一。保護區(qū)東西長52 km，南北寬62 km，面積2 000 km2，海拔從1 150 m到6 250 m，年度降水1 100 mm左右。濕潤的氣候環(huán)境，垂直的氣溫化，帶來保護區(qū)植被隨海拔高度明顯的多樣性變化。植被垂直帶包括常綠闊葉林、常綠落葉闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、亞高山針葉林、高山灌叢、高山草甸及高山流石灘稀疏植被帶[14]。區(qū)內(nèi)主要河流有皮條河、正河、西河和中河，河流兩側(cè)發(fā)育有各級支流，形成比較完整的樹枝狀水系[15]。

保護區(qū)“五一棚”觀察站始建于上世紀80年代，主要從事大熊貓生態(tài)學研究。適宜的氣候環(huán)境、針闊混交的林相、豐富的食物資源和遠離人類干擾，形成了大熊貓及伴生動物重要的棲息環(huán)境。研究區(qū)域植被類型為鐵杉四川紅杉冷杉拐棍竹林。高大喬木主要有鐵杉（Tsuga chinensisPritz.）、岷江冷 杉(Abies faxonianaRehd)，四 川 紅 杉（Larix mastersianaRehder&E. H. Wilson），紅樺（Betula albo-sinensisBurk.），短柄稠李(Prunus brachypodaBatal.)等，小喬木有陜甘花楸(Sorbus koehneanaSchneid)，水青樹（Tetracentron sinenseOliv.）等，灌木有多鱗杜鵑(Rhododendron peregrinumTagg)，尾葉櫻(Prunus dielsianaSchneid)，喜陰懸鉤子(Rubus mesogaeusFocke)等，竹 類 有 拐 棍 竹（Fargesia rebustaYi），冷箭竹（Bashania fangiana(A. Camus) Keng f. et Wen）。林下草本有小懸鉤子(Rubus nutansL.)，山酢漿草(Oxalis griffithiiEdgew.et Hook)，沿 階 草(Ophiopogon jiaponicusKer-Gawl)，黃水枝(Tiarella polyphyllaD. Don)等[16]。

2 研究方法

采取鹿糞便顯微圖像半定量分析法[2,8]，具體方法如下：

2.1 樣品的采集

在“五一棚”區(qū)域水鹿最常出現(xiàn)的臭水天然鹽井[17]（N30°59'23.50"，E103°10'31.45"，海拔2 553 m）周邊選擇4條樣線，長度2 000 m左右。10月至來年4月期間，每月2～4次，沿選定樣線，尋找水鹿新鮮糞堆，每一糞堆內(nèi)挑揀3～5粒，裝牛皮紙信封，標明時間、地點。每個月采集不同個體新鮮糞便樣品12～15份，樣品烘干保存。與此同時，還采集同一環(huán)境中竹葉、新鮮或干枯的單子葉草本、各類木本樹葉，干枯雙子葉植物草本、苔蘚和地衣等可能被水鹿采食的植物樣本，相同辦法處理，作為后期顯微圖像物種鑒定分析對比。

2.2 樣品的分析

將野外收集的糞便樣品60 ℃烘干、研磨機粉碎、40～100目分樣篩選，取篩上樣，稱取0.1 g于2 mL試管，加入1 mL解離液（2N Na2CO3）浸泡36 h，其間每隔6 h通過漩渦攪拌器混勻、攪拌沉淀的樣品，使之解離均勻。解離后的樣品，吸取100 μL到載玻片，覆蓋蓋玻片后直接在解剖鏡下觀察分析。

通過電子目鏡（NATIONAL Microscope Eyepiece Camera，圖像最大分辨率2 048×1 536），提取每張玻片9（3×3）個視野，通過連接電子目鏡的電腦，截取并保存每一視野的圖像。后續(xù)工作中，利用截取圖像與已知植物樣品圖像對比，確認截圖中糞便樣品中植物的組成成分并計算各組分相對密度。

2.3 相對密度的計算

以截圖中各組分所占畫面的百分比占比關(guān)系，評估樣品在單個視野下的各植物組分相對百分比含量?；谒辜S樣常見組分特點，以及本項研究的關(guān)注方向，重點記錄竹葉、單子葉草本、木本樹葉和雙子葉草本枝葉四項內(nèi)容在水鹿糞便中相對百分比關(guān)系。統(tǒng)計匯總同一樣品不同視野下各組分平均比值，獲得一個樣品中各組分相對比值關(guān)系。相同月份多個樣品，通過STDEVA函數(shù)，在月平均值的基礎(chǔ)上獲得標準差，表示該月份水鹿的食物組成和統(tǒng)計偏差范圍（mean±SD）。

3 結(jié)果與分析

匯總6個月的研究區(qū)間78份水鹿糞便樣品分析數(shù)據(jù)，水鹿采食各種植物的相對密度（%）分別為：竹葉45.62±19、單子葉草本9.07±10.16、木本樹葉23.06±13.85、雙子葉草本22.27±11.88?？傮w上看，竹葉是冬半年水鹿最常采食的植物；木本樹葉和雙子葉草本共同占據(jù)與竹葉幾乎相同的比重；單子葉草本類植物采食量相對較低。

分月份的分析，水鹿的食物構(gòu)成又顯示明顯的季節(jié)變化的特征，水鹿10月到次年4月糞便中4種主要成分百分比占比關(guān)系如圖1所示：

圖1 不同月份水鹿糞便組分變化相對百分比關(guān)系Fig.1Relative percentage relationship of feces composition changes in different months for sambar deer

水鹿采食冷箭竹葉的習性，呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化，與野外食物的豐富程度直接相關(guān)。10月，野外食物還比較豐富，這一時期水鹿基本上依賴樹葉和雙子葉草本為主要食物（密度百分比占比分別為：41.01±27.96和32.01±25.69），同時已經(jīng)在水鹿糞便中找到冷箭竹葉成分（密度百分比占比：16.01±21.83）。每年2月月平均氣溫最低、積雪覆蓋較厚，野外環(huán)境嚴重缺乏食物時，水鹿會大量依賴采食冷箭竹葉為主要營養(yǎng)來源，糞便中冷箭竹殘渣成分高達90%以上(91.82±13.6)%，竹葉之外次高占比的是樹葉（5.77±10.77）%。雙子葉草本和單子葉草本占比最低（相對密度百分比占比分別為分別為2.07±7.66, 0.36±3.42），這可能與冬季草本植物基本枯萎、除竹子很好保留外，尚少量木本小灌叢，如多鱗杜鵑、瑞香、忍冬等常綠植物尚未被積雪掩埋,水鹿便于采食有關(guān)。3月、特別是4月，隨著積雪融化，草木發(fā)芽，水鹿對冷箭竹的依賴又逐步減少，與此同時，樹葉和雙子葉草本在糞便殘渣中的相對密度大幅上升（相對密度百分比占比分別為：36.22±26.89，31.66±22.44）。

冬季，竹葉是水鹿的主要采食對象，冬季之外木本樹葉和雙子葉草本植物，共同構(gòu)成了水鹿的主要采食對象，與采食竹葉量形成了明顯的季節(jié)性的此消彼長的動態(tài)互補關(guān)系。單子葉草本類，包括禾本科，莎草科及燈芯草科植物，并非臥龍水鹿的主要食物，即使是10月初秋或4月春季來臨禾草繁茂之際，在臥龍水鹿食物構(gòu)成中所占比重處于較次要地位，冬半年相對密度在0.36%～12.6%之間。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，標準差波動較大，這是由于樣品間較大差異所致。表明在總體趨勢下，即使是同樣的月份，個體間所處微環(huán)境的差異帶來對食物的選擇也存在著明顯的區(qū)別。

4 討論

4.1 水鹿的采食特點

臥龍地區(qū)水鹿采食具有明顯的季節(jié)性變化，10月和初春的4月野外食物還比較多樣且容易獲取，動物傾向于采食木本樹葉和雙子葉草本植物；隨著冬季來臨，食物相對短缺，動物逐步增加對環(huán)境中竹葉的利用?？梢姡瑢χ袢~的取食是水鹿迫于環(huán)境壓力下不得已的選擇。

徐嘉等[2]在對比研究高山麝和阿拉善馬鹿秋季食性時發(fā)現(xiàn)：阿拉善馬鹿大量取食禾本科草本植物。多數(shù)動物食性研究顯示鹿類對禾草類有明顯選擇優(yōu)先性[4,18]，這種現(xiàn)象在臥龍水鹿并不明顯。究其原因，或許是因為臥龍有更好的食物資源，使得臥龍水鹿放棄了對禾草的優(yōu)先選擇。正如 Geist, V和Schaller, G.B[19,20]發(fā)現(xiàn): 水鹿具有比較廣泛的食性，選擇食物過程中需要考慮營養(yǎng)、適口性及獲取食物需要消耗的能量等因素。野外考察中注意到，就在大片被采食冷箭竹竹林近旁，長勢良好的雞窩草（川滇苔草Carex schneideriNelmes）少有被水鹿取食的跡象。臥龍保護區(qū)豐富的食物資源，使得水鹿有更多、更好的選擇。

4.2 對竹葉的選擇的季節(jié)性特點及其原因

冬季，環(huán)境中木本植物已經(jīng)落葉，各類草本已經(jīng)枯萎，特別是積雪的覆蓋，可被鹿類采食的植物越來越少。北方地區(qū)的鹿類食性研究顯示，動物在冬季會采取裸子植物的針葉或刨取枯葉、草根為食[4,21]。在臥龍，也曾直接觀察到幼鹿嘗試取食岷江冷杉針葉，又很快放棄的現(xiàn)象，糞便樣品分析也沒有發(fā)現(xiàn)有針葉植物殘渣，說明松柏類植物的針葉并非臥龍水鹿的正常食物選擇。盡管臥龍冬季積雪覆蓋達數(shù)十厘米，竹葉仍然很容易被采食，大面積分布的竹林為動物越冬提供了良好的食物資源。研究中沒有具體細分糞便殘渣中竹葉的種類，但野外考察中發(fā)現(xiàn)水鹿基本上是取食冷箭竹（Bashania fangiana (A. Camus) Keng f.）竹葉，這是因為冷箭竹的高度1.5 m左右，易于取食。相對于另外一種主要分布的竹種拐棍竹（Fargesia robusta Yi），高度多在3 m左右，水鹿要取食竹梢的竹葉相對困難。對竹子營養(yǎng)的研究[22-23]也表明竹葉富含豐富的糖分、蛋白質(zhì)和常量、微量元素，特別是竹葉中大量的纖維素本身就可以被水鹿消化獲得能量。無論是從可獲取性還是營養(yǎng)成分的角度，竹葉無疑是冬季臥龍水鹿最好的選擇。

4.3 水鹿與大熊貓的食物競爭

胡錦矗、夏勒等[24]在臥龍大熊貓研究中發(fā)現(xiàn)：大熊貓在秋、冬季主要以冷箭竹莖、葉為食。在臥龍保護區(qū)，水鹿與大熊貓具有幾乎完全重疊的棲息環(huán)境，王盼等[25]在比較大熊貓與水鹿生境時發(fā)現(xiàn)：大熊貓核心棲息地中水鹿和大熊貓的生境重疊范圍較廣，二者在原始林生境中的空間競爭較大，但微生境有一定的差異。姚剛等[26]對臥龍水鹿密度和分布的調(diào)查表明：臥龍水鹿密度較其他保護區(qū)明顯偏低。鑒于臥龍水鹿較低的密度、差異于大熊貓的微生境、季節(jié)性的竹葉依賴等因素限制，作者傾向于認為：盡管水鹿采食竹葉的習性與大熊貓在冬季形成了一定程度的食物競爭關(guān)系，但至少在現(xiàn)階段，臥龍水鹿還不至于對大熊貓的生存帶來明顯的壓力。但在保護管理層面，持續(xù)關(guān)注水鹿群的數(shù)量消長并制定與之對應的保護對策仍然是必要的。畢竟，高密度的水鹿群帶來水鹿分布區(qū)域內(nèi)植被的大面積損壞的現(xiàn)象已經(jīng)在一些保護地出現(xiàn)[27]。

由于研究區(qū)域局限于在動物舔飲鹽水的天然鹽井周邊，糞便樣品的采樣范圍受到一定限制，分析結(jié)果尚不能完全代表整個保護區(qū)范圍內(nèi)水鹿的冬季食性特點，特別是小環(huán)境的差異帶來食性的變化也需要在后續(xù)的研究中完善。