被動式電子標簽在監測高原鼢鼠種群生態變化中的應用

楚　彬，花立民，周延山，姬程鵬，周建偉

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州　730070)

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被動式電子標簽在監測高原鼢鼠種群生態變化中的應用

楚彬，花立民，周延山，姬程鵬，周建偉

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州730070)

地下嚙齒動物種群生態學研究經常需要對動物個體進行標記，而傳統的剪耳、剪趾標記法會造成動物傷害、影響動物行為等，與動物福利相悖。利用PIT標簽于2014年秋季在祁連山東段標記高原鼢鼠30只，研究高原鼢鼠種群密度及越冬后體重、體長和尾長變化。結果表明，樣地內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，平均體長為19.4 cm，顯著高于越冬前平均體長18 cm；雌性與雄性的體重增長率無顯著性差異(P>0.05)。被動式電子標簽同時可適用于地下嚙齒動物的種群生態學研究，是地下嚙齒動物種群生態學研究中的一項新型技術手段。

被動式電子標簽；高原鼢鼠；種群生態學；標記

動物種群生態學研究一直是生態學研究的熱點問題，尤以對小型哺乳動物的研究居多[1]，而動物種群數量和個體生物學特征更是嚙齒動物種群生態學研究的重要內容。地下嚙齒動物棲息于地下，在陸地生態系統中有重要的生態位置和功能，是生物多樣性的組成部分[2-4]。動物種群數量和生物學特性調查研究時常常需要對目標動物進行標記，其中，剪趾法、染毛法和耳標法是最為常用的幾種方法[5-11]。這些方法對動物的生理及行為會產生一定的影響，尤其在地下嚙齒動物中運用剪趾法[12-13]，會嚴重影響其挖掘活動，甚至導致個體死亡。目前，國際學術期刊對于使用剪趾法等傷害動物個體、違背動物福利的標記方法的文章不予接受。

被動式電子標簽是不攜帶電源的電子標簽,可在專用閱讀器激發下傳回儲存的信息。其標簽通過注射或簡易手術放置到動物的皮下或體內,其表層涂有防移動涂層,具有不易丟失的特點[14-15]。不僅可以用作動物體外標記，也可用作體內標記。目前，已應用在無脊椎動物、兩棲類、爬行類、鳥類及哺乳動物。楊慧等[14]的研究表明，被動式電子標簽可成功的應用在地上嚙齒動物的種群生態學的研究中，而對于其能否應用在地下嚙齒動物目前較少，因此，以地下嚙齒動物高原鼢鼠(Eospalaxbaileyi)為例，探討PIT標簽在高原鼢鼠種群生態學研究中的可行性和使用方法，以期為地下嚙齒動物種群生態學研究提供技術參考。

1　材料和方法

1.1試驗樣地概況

樣地設在甘肅省武威市天祝藏族自治縣抓喜秀龍鄉馬營灘地區，樣地面積為1.5 hm2，地理坐標為N 37°12′，E 102°46′，海拔2 937 m，氣候寒冷潮濕，太陽輻射強。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。植被類型為高寒草甸，以莎草科、禾本科植物為主，混有其他雜類草，草群蓋度達到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記方法

1.2.1高原鼢鼠的捕獲在所選樣地根據新鼠丘分布的位置，在其附近布設活捕籠[17]，每天早上9∶00～12∶00隨機布設6個活捕籠，下午18∶00檢查籠內是否有捕獲的高原鼢鼠。捕獲時間分別在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標記方法試驗所采用的PIT設備(芯片、注射器、閱讀器)均由臺灣瑞新SMC公司生產，芯片規格為12 mm×2 mm。標記高原鼢鼠時,用75%濃度的酒精消毒高原鼢鼠皮膚和PIT標簽,使用消過毒的注射器將PIT標簽平行于體表注射到高原鼢鼠皮下。根據實踐經驗,高原鼢鼠背部皮膚松弛,皮下注射標簽的容留性好且不易出血,比其他部位更適合進行注射。注射后,用酒精對注射口進行消毒處理,避免傷口感染，待高原鼢鼠行為穩定后，用手指觸摸表皮檢測標簽是否成功注入皮下，并用專用閱讀器進行掃描確認標簽編碼后將其放回原捕獲點。

1.3高原鼢鼠生物學數據測定

注射標簽完成后記錄 PIT標簽編碼,觀察和測量高原鼢鼠的性別、體重、體長、尾長等數據。體重測量使用精度0.1 g的電子秤,長度測量使用精度為1 mm的鋼卷尺。于2015年春季再次對該區域的高原鼢鼠進行捕獲，所有捕捉到的高原鼢鼠都先用閱讀器掃描確定是否有PIT標簽,攜帶有PIT標簽的即為重捕個體。若為重捕個體,記錄該個體的體重、體長、尾長及捕獲日期，即可釋放。

1.4高原鼢鼠種群密度估算

根據標志重捕法計算高原鼢鼠種群數量。

N∶n=M∶m

式中：N為種群數量，n為初次標記個體數，M為重捕個體數，m為標記個體數。

1.5數據分析

采用Excel 2007以及SPSS 19.0對所收集數據進行分析。將2014年秋季捕獲個體的體長和2015年春季重捕個體用成對數據t檢驗進行比較，雌性和雄性的體重增長率采用獨立樣本t檢驗進行分析。

2　結果與分析

2.1高原鼢鼠的體重、體長和尾長變化

在2014年秋季標記的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%，其中雌性個體7只，雄性個體5只(表1)。2014年秋季雄性個體體重為177.0～270.0 g，體長為16.8～23.2 cm，尾長5.0～6.5 cm；雌性個體體重為136.6～223.0 g，體長為15.3～18.3 cm,尾長為3.2～5.1 cm。2015年春季雄性個體體重為229.7～297.4 g，體長為19.0～23.4 cm，尾長為4.2～7.0 cm；雌性個體體重為140.9～223.4 g，體長為17.2～19.0 cm，尾長為3.6～5.0 cm。2015年春季重捕的高原鼢鼠體重、體長及尾長較2014年春季有增長的趨勢，且高原鼢鼠雄性個體的體重、體長和尾長大于雌性個體。

表1　高原鼢鼠體重、體長及尾長

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體為30只；2015年新標記個體為10只，重捕個體為12只，計算高原鼢鼠種群密度為44只/hm2。

2.3高原鼢鼠體重的季節性變化

2015年春季重捕的個體體重為222.0 g/只，顯著高于2014年秋季體重(193.7 g/只)標記的個體(成對數據t檢驗，t=-3.623，df=11，P=0.004)(圖1)。雌性越冬后體重增長率為14.22%，雄性為18.43%，雄性的體重增長率大于雌性，但兩者差異性不顯著。(獨立樣本數據t檢驗，t=-0.462，df=10，P=0.6)。

2.4高原鼢鼠體長及尾長的季節性變化

2015年春季重捕的個體體長為19.4 cm/只，顯著大于2014年秋季的個體體長(18.0 cm)(成對數據t檢驗，t=-2.911，df=11，P=0.014)，而尾長變化無顯著性差異(P>0.05)(圖2)。

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

圖2　高原鼢鼠體長和尾長的季節性變化Fig.2　The seasonal change of body length and tail length of plateau zokor

3　討論與結論

標志重捕是地下嚙齒動物種群生態學研究中的一種重要的方法，根據重捕記錄可以獲得標記動物的重捕率、體重、體長等生物學數據，同時可以估算種群數量的動態變化[5,18-19]。試驗以祁連山東段的高原鼢鼠為例分析越冬后其體重、體長及尾長的變化，越冬后高原鼢鼠的體重和體長顯著高于越冬前，原因可能是一方面冬季青藏高原的土壤出現凍結現象，高原鼢鼠挖掘活動停止，而且在越冬前高原鼢鼠儲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年春季來臨之前，土壤逐漸解凍，植物在返青前根部積累大量營養物質[22]，同時隨著高原鼢鼠采食活動的增加，體內攝入較多熱量。綜合分析，導致高原鼢鼠次年春季體重和體長顯著上升，而雌性和雄性的體重增長率沒有顯著性差異，說明兩者的采食行為和所儲存的食物種類相似。

通過運用PIT標記方法對高原鼢鼠的種群數量和體重變化進行研究，其方法具有安全可靠、識別準確、不易丟失等優點，可以應用到地下嚙齒動物的研究中。但是在使用該方法應注意，PIT標記方法需要在地下嚙齒動物皮下進行注射，因此，注射過程中要對動物的皮膚、針頭以及芯片進行嚴格消毒，防止傷口感染。同時，在對動物進行注射時，也要加強標記人員的安全防護；PIT標簽體積較小，在野外注射時容易出現注射失敗等情況，因此，在注射完成后標記人員應該用手指觸摸標記動物的皮膚并用閱讀器掃描標簽以確定標簽成功植入動物體內；PIT標簽專用閱讀器耗電量較大，在野外工作時應確保有充足的備用電池，在注射之前應用閱讀器掃描PIT標簽，以確保該標簽是可用的，以免造成二次注射[14]。目前，PIT標簽的研究成本還相對較高，掃描距離相對較近，但隨著電子技術的不斷發展各種困難終將會被克服，該標記技術也將廣泛應用在動物種群生態學研究的各個方面。

通過應用PIT標簽技術研究高原鼢鼠種群數量和體重變化，得出：(1)高原鼢鼠2014年秋季的體重為193.7 g，體長為18.0 cm，顯著低于2015年春季的體重222.0 g和體長19.4 cm，雌性和雄性的體重增長率無顯著性差異；(2)被動式電子標簽同時可適用于地下嚙齒動物的種群生態學研究，是地下嚙齒動物種群生態學研究中的一項新型技術手段。

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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

國家自然科學基金項目(31460635)；甘肅省國際合作項目(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。