炔雌醚對內蒙古農牧交錯帶長爪沙鼠(Meriones unguiculatus)家群大小和巢域行為的影響

興 安,王 也,石巖生,戴和民,楊雨龍,張廣宇,賈舉杰

1 內蒙古民族大學,通遼 028000 2 北京市第一六一中學,北京 100311 3 中國科學院動物研究所,北京 100101 4 錫林郭勒盟農技推廣站,錫林浩特 026000 5 清華大學生態修復研究中心,北京 100084

長爪沙鼠(Merionesunguiculataus)屬鼠疫疫源動物,其種群季節消長明顯,年間變幅大,是我國農牧交錯帶地區重點防治的害鼠之一[1—3]。長爪沙鼠主要分布在我國內蒙古中東部,山西北部,河北北部,陜西北部,甘肅東部,寧夏東部、青海以及新疆等地的典型草原、荒漠、半荒漠草原地帶以及農牧交錯帶[4]。這些區域均是我國占地面積最大的生態系統,在生物多樣性保育、維持生態平衡與發展畜牧業等方面起到重要作用,也是生態文明建設的核心區域[5—6]。長爪沙鼠根據其所棲息的生境類型而呈現出不同的種群密度,反之則可根據長爪沙鼠種群密度反映其生境選擇。武曉東等[7]認為通過對草地和農田不同類型生境中的長爪沙鼠的活動洞口調查,可反映其適宜的生存環境。長爪沙鼠在其生境內常常構建復雜的洞穴系統 (簡稱洞系)[8—9],洞系出入口在地面上多形成連片 “洞群”。長爪沙鼠多在洞系中的主洞口范圍活動,從而產生較為明顯的跑道[10],其活動范圍一般在15m半徑范圍內,但也有記錄在30—80m距離內依舊有個體被捕獲。宛新榮等[11]對具有社群性行為的布氏田鼠進行研究時采用跑道測量法對布氏田鼠巢域面積進行測量,這對研究包括長爪沙鼠在內的集群性害鼠巢域面積及相關鼠害防治提供了便捷的野外測量方法。

目前對于鼠害的防控主要防治手段仍為化學防治方法,此法雖見效快,亦無須操作人員的專業培訓,但其毒性大且對非目標生物的威脅以及對環境的污染等因素導致此法遭到詬病。由于化學防治方法的諸多弊病,利用不育劑控制鼠害的想法于1959被提出并不斷被國內外學者研究探索[12—15]。不育劑控制鼠害的原理是利用藥物造成鼠類群體中部分個體不育,降低鼠類種群的繁殖率,從而實現控制鼠類種群的效果[3]。炔雌醚作為一種人工合成的雌激素,能夠抑制雌性嚙齒動物生殖器官以及參與生殖的組織的形成與發育,其廣泛應用于靈長類生殖避孕[13—16]。Giannina等[17]使用炔雌醚對嚙齒動物不育效果的研究表明其在高濃度時可對性腺功能產生較直接的抑制作用,而低濃度時對精子與卵子結合產生抑制或對精子在卵子上的定植產生阻礙,而對嚙齒動物卵巢功能影響不顯著[18]。王濤濤等[19]對炔雌醚在鼠類不育控制上的研究表明,含一定濃度的炔雌醚藥劑可顯著降低參試布氏田鼠種群中胎仔數與幼崽出生率,楊進榮等[20]等對長爪沙鼠不育控制試驗中,獨立使用炔雌醚亦可達到調控長爪沙鼠種群密度的目的。對比EP不育劑對鼠類種群的控制效果,炔雌醚不育劑在種群控制效果上并無明顯差異。

我國研究人員研發了EP不育劑系列的鼠害不育控制技術,其主要原理是將左炔諾孕酮(Levonorgestrel)和炔雌醚(Quinestrol)作為一種伍配的復合不育劑用于防治草原鼠害[21],分別在高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)[22—23]、小毛足鼠(Phodopusroborvskii)[24]、黑線毛足鼠(Phodopussungorus)[25]、布氏田鼠(Lasiopodomysbrandtii)[26—27]、黑線倉鼠(Cricetulusbarabensis)[28]以及長爪沙鼠(Merionesunguiculataus)[13,20,29]進行測試,除此以外,貝奧不育劑、炔雌醚也被用于長爪沙鼠的不育控制實驗中,都取得較好的防治效果[30—33]。但單獨以炔雌醚不育劑對內蒙古農牧交錯帶長爪沙鼠家群大小及其活動巢域范圍的影響如何,尚未見報道。為此,作者在內蒙古農牧交錯區開展炔雌醚對長爪沙鼠家群大小以及巢域行為影響的研究,結合近十年對內蒙古農牧交錯地帶長爪沙鼠種群動態以及生態學特征的研究基礎,參考長爪沙鼠種群、行為、棲息地植被類型及其對氣候因素的響應等相關研究結果,依據當地農事活動進程進而提出的一些適合于長爪沙鼠鼠害的生態治理對策,旨在為農牧交錯帶地區的長爪沙鼠鼠害防控以及鼠疫防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地點

研究地點為白音錫勒牧場新九連開荒地,該樣地位于內蒙古自治區錫林郭勒盟錫林浩特市白音錫勒牧場一連連部南,地理坐標為：北緯 43°50′,東經 116°20′,海拔1140—1160 m,為典型的農牧交錯帶,2006年以前當地將部分草地開墾后作為小麥的種植場地,本樣地以克氏針茅(Stipakrylovii)和羊草(Leymuschinensis)為自然植被優勢種。

前期實驗采用小麥做為拌餌,炔雌醚藥物與小麥拌餌的重量配比為1∶10000,將藥物與拌餌均勻混合后制成實驗藥餌[31]。以上步驟均在白音錫勒牧場連部于2006年5月完成。隨后進行為期2天的撒藥作業,投藥區總面積267 hm2,在投藥區采用噴撒藥劑專用的大型拖拉機進行機械化噴撒,所投藥餌量3 kg/hm2。在設置投藥區的同時,另設置了面積為267 hm2的空白對照區,該樣地為撂荒小麥地,在對照區內不進行投撒藥餌作業。

1.2 研究方法

1.2.1長爪沙鼠家群大小的調查方法

長爪沙鼠是以家群為單位進行群居性生活的種類,其家群數量調查方法采用1/4樣圓面積有效洞口計數法進行長爪沙鼠洞口數量統計,進一步結合洞口系數,參照張知彬等[1]提供各月份野外長爪沙鼠的洞口系數：即春季為0.17,夏秋季為0.12的數值,以上述洞口系數為計算依據,將5月份的洞口系數按照0.17計算,7月、9月份的洞口系數按照0.12折算,重新統計每個1/4 hm2圓面積中的長爪沙鼠的家群數量,并計算出相應的家群個體數量大小[34—35]。5月、7月和9月份各調查一次,每次在對照區和投藥區里隨機選取24個洞群。

1.2.2長爪沙鼠家群巢域面積的調查方法

樣地整體為沙土環境,長爪沙鼠活動的足跡和活動洞口都非常清晰,地面上主要跑道也非常清晰,采用沙鼠活動軌跡幾何平均半徑法進行長爪沙鼠家群巢域面積調查[1]。具體方法是：在5月、7月和9月各調查一次,每次在對照區和投藥區設置6個小區域,在每個小區域里面隨機選取30個洞群,對于每個洞群,用30 m測繩,測算6—8個跑道方向的最遠距離,然后根據幾何平均數公式,計算出長爪沙鼠活動半徑,公式如下：

然后根據圓面積公式,計算出活動巢域面積。

1.3 數據分析

研究數據包括兩部分：第一部分數據來自于1/4樣圓面積有效洞口計數法獲取的長爪沙鼠家群密度；第二部分數據來源于采用洞群跑道的幾何平均半徑法所獲取的長爪沙鼠活動面積。

數據統計分析采用軟件Statgraphics Centurion 18進行T檢驗和獨立性檢驗,統計結果以平均值±標準差表示,P<0.05為差異顯著,P<0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

選擇實驗樣地后進行樣區劃分與本底調查。5月份對照樣區與不育控制樣區鼠類密度無顯著差異,表明樣地選擇與樣區設置對該地區具有良好的代表性。于5月投藥后進行取樣測量。

2.1 炔雌醚對農牧交錯區長爪沙鼠家群大小的影響

5月份統計在投藥之后立刻進行,可視為本底差異,因為此時的炔雌醚還未發揮藥效。作為投藥區和對照區的本底調查,7、9月份炔雌醚的藥效已經發揮作用,視為藥效影響。

所有調查均使用半徑為28.2 m,面積為0.25 hm2的樣圓(或1/4圓面積法)。炔雌醚對長爪沙鼠的家群大小的影響,結果見表1。

表1 炔雌醚對長爪沙鼠家群大小的影響(基于四分之一圓面積洞口系數法)Table 1 Impact of quinestrol on Meriones unguiculatus population dynamic (based on the burrow counting method)

由表1可見,5月份(投藥當天),投藥區和對照區長爪沙鼠的洞口數量不具有顯著性差異(P>0.05),而長爪沙鼠家群密度的調查結果表明,5月份投藥區和對照區的家群大小也沒有顯著差異(P>0.05)。說明了本次實驗,選取的對照區域和投藥區域長爪沙鼠的密度和家群大小本底一致。在投藥2個月之后的7月份,投藥區和對照區長爪沙鼠的個體數量存在顯著差異(P<0.01),在投藥區長爪沙鼠家群密度下降(與5月份對比),而對照區長爪沙鼠家群密度呈明顯上升,對照區長爪沙鼠家群大小較5月份增高近一倍,從洞口數量看,對照區洞口數量明顯增加,存在極顯著的差異(P<0.01)。在投藥4個月之后的9月份,洞口數量和家群大小在數量上的差異繼續上升,兩個區域內個體數量在投藥30天以后的差值達72%,在該月份對照區和投藥區無論洞口數量還是家群大小均呈現極顯著差異,投藥區長爪沙鼠個體數量顯著地低于對照區(P<0.01)。

比較投藥后不同月份長爪沙鼠對照區家群密度與投藥區家群密度,與5月份投藥區相比與對照區比較后,發現7月投藥區長爪沙鼠家群密度與5月、7月對照區沙鼠密度存在顯著差異(P<0.05),與5月投藥區不存在顯著差異,與9月投藥區、對照區均存在顯著差異。9月投藥區與對照區差異顯著,同時與5月份的投藥區與對照區存在顯著差異(表2)。調查結果暗示炔雌醚在投放后從2個月到4個月之內,對長爪沙鼠個體數量均具有明顯的控制效果。

表2 炔雌醚對不同月份長爪沙鼠家群密度的影響Table 2 Impact of quinestrol on the population dynamic of Meriones unguiculatus in different months

2.2 炔雌醚對農牧交錯區長爪沙鼠家群巢域面積的影響

為進一步分析炔雌醚對長爪沙鼠巢域面積的影響,按照洞群跑道的幾何平均數計算方法[20],分別計算出5月(春季),7月(夏季),和9月(秋季)兩個樣地的長爪沙鼠家群的巢域面積,結果見表3。

表3 不育劑炔雌醚對長爪沙鼠家群活動半徑與巢域面積的影響Table 3 Contrast of different months impact of quinestrol on action radius and nest area of Meriones unguiculatus population

5月巢域面積與活動半徑數據均在投放炔雌醚不育劑當天完成測量,該月兩組長爪沙鼠家群活動半徑與巢域面積無顯著差異(P>0.05)。7月、9月炔雌醚投藥區與對照區長爪沙鼠活動半徑以及巢域面積間均存在顯著差異(P<0.05),暗示在炔雌醚投放2個月、4個月后對長爪沙鼠個體活動范圍以及家群巢域面積產生顯著影響。在炔雌醚作用下,7月長爪沙鼠活動半徑顯著下降,與5月和9月(越冬前)相比均存在顯著差異,說明炔雌醚在投放2個月后對長爪沙鼠家群活動起到較明顯抑制效果。

投藥兩個月后,即7月份投藥區與對照區長爪沙鼠家群巢域面積間存在顯著差異(P<0.05)。投藥四個月后(9月),長爪沙鼠家群巢域面積在投藥區與對照區間存在顯著差異(P<0.05),較7月在投藥區巢域面積略有上升,對照區面積略有下降。綜上可見,且以7月長爪沙鼠投藥區家群巢域面積為三個月份中最小(44.16±13.42)m2,投藥區巢域面積較對照區呈下降趨勢,表明炔雌醚使長爪沙鼠家群活動減少從而導致活動范圍緊縮,以7月份抑制效果最佳。9月份投藥區長爪沙鼠的巢域面積增大是因為種群自然增長,有部分個體遷入或者恢復繁殖力。

3 討論

本研究中采取單獨施用炔雌醚進行長爪沙鼠不育控制,研究效果顯示:單獨使用炔雌醚,能有效抑制長爪沙鼠家群個體數、活動半徑及巢域面積即可達到控制長爪沙鼠種群密度及其為害的作用。另外采用1/4樣圓面積有效洞口計數法及單一炔雌醚,該法既能保證樣區內目標鼠種的相對種群密度,也可確保捕獲鼠種的準確性[35—36],并可有效控制人工成本,為鼠類防控實踐提供了參考。

研究結果表明,在5月份投放藥劑后當月,鼠類家群大小在對照區與投藥區并未發現顯著差異。但施藥2個月后投藥區長爪沙鼠家群大小下降60%以上,家群大小在4個月后降至最低,與2個月后家群大小存在顯著差異,大小相差70%以上(表1),從而驗證楊進榮等[20]使用炔雌醚對長爪沙鼠進行不育控制,從而調控其種群密度的結論。5月投藥后密度差異不顯著可能是施藥后成體雌鼠采食量以及藥物作用未開始導致。本研究結果顯示投放炔雌醚后長爪沙鼠的活動半徑及巢域面積均呈下降趨勢,暗示炔雌醚在一定程度上對長爪沙鼠的活動產生抑制作用。從投放開始,炔雌醚可在4個月左右時間均可對長爪沙鼠的活動產生影響,且以投放2個月左右的抑制效果好。7、9月沙鼠密度迅速下降可能因為家群中部分可育雌鼠由于取食藥劑而導致死亡,或由于炔雌醚藥劑的不育效果導致兩性長爪沙鼠的生殖能力下降[13]。綜上所述,炔雌醚不育劑對長爪沙鼠具有良好的控制效果,可調控野外長爪沙鼠家群并能保持長時間的高效控制。

對農牧交錯區長爪沙鼠家群活動范圍與巢域面的研究在國內未見相關報道,5月巢域面積與活動半徑數據均在投放炔雌醚不育劑當天完成測量,該月兩組長爪沙鼠家群活動半徑與巢域面積無顯著差異,而7月、9月長爪沙鼠家群受炔雌醚不育劑效果影響,投藥區與對照區長爪沙鼠家群活動半徑以及巢域面積間均存在顯著差異。在炔雌醚作用下,7月長爪沙鼠活動半徑下降20%,而越冬前期(9月)長爪沙鼠活動半徑下降15%,相比7月略有增加,由于長爪沙鼠越冬前準備導致活動范圍略為增加,但與5月存在顯著差異,說明炔雌醚在長爪沙鼠家群活動中起到了抑制效果(見表3)。投藥兩個月后,投藥區長爪沙鼠家群巢域面下降50%以上,而投藥4個月后,即9月,投藥區長爪沙鼠家群巢域面積下降近30%,與7月相比,投藥區巢域面積略有增加。綜上所述,在炔雌醚不育劑的不育效果影響下,長爪沙鼠野外家群的活動范圍以及巢域面積總體趨勢呈現下降趨勢,表明炔雌醚使長爪沙鼠家群活動減少從而導致活動范圍緊縮。

5月使用炔雌醚后,在七月份長爪沙鼠的家群個體數(2.52±0.46)只、活動半徑(3.70±0.58)m及巢域面積均為最小,至9月份投藥區長爪沙鼠家群個體數、活動半徑及巢域面積與5月份投藥區數值相當,表明炔雌醚對長爪沙鼠的抑制作用和防控基本可持續4個月左右。長爪沙鼠家群密度對其活動范圍產生了一定影響。對照區長爪沙鼠平均個體巢域面積在5、7、9月分別為18.7、13.6、6.4 m2,呈現下降趨勢。投藥區個體的平均巢域面積為保持在5、7、9月分別為16.4、17.5、16.6 m2,巢域面積保持相對穩定。可見投放炔雌醚后長爪沙鼠種群活動面積增大,間接增加了長爪沙鼠被天敵捕獲幾率[37],結合天敵防控等方法,在不育劑控制鼠害施藥結束后,可在較長時間保證害鼠密度控制在較低范圍內。

本實驗中產生的雌性長爪沙鼠死亡歸因于采用了0.1‰的炔雌醚,對于長爪沙鼠個體劑量偏高而導致的,但其不育控制效果與EP復合不育劑并無差別[33,38]。就防治成本而言,施用單一成分不育劑可大大降低藥物成本。施用單一炔雌醚可有效控制長爪沙鼠家群大小以及巢域面積,可對炔雌醚不育機理以及對長爪沙鼠行為、生理的影響進一步研究,從而達到為農牧交錯帶鼠類的科學管控提供參考。

致謝:感謝科爾沁沙地生態農業國家民委重點實驗室和內蒙古草原動物生態研究站提供的支持。