東方亞種大鴇越冬種群糞便中的重金屬元素分析

吳逸群+劉建文+許秀+劉方慶

摘要： 采集并分析了２０１２年１～２月間陜西黃河濕地自然保護區的大鴇（Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ）越冬種群糞便樣品中９種重金屬元素（Ｍｎ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｈｇ）含量，其中Ｍｎ含量最高，為１７４．５５ ｍｇ／ｋｇ；Ｚｎ含量次之，為５７．４６ ｍｇ／ｋｇ；Ｃｄ、Ｈｇ含量較低，分別為０．３５、０．０５ ｍｇ／ｋｇ。大鴇糞便相對于其他鳥類Ｃｄ、Ｐｂ含量偏高，分析了鳥類糞便可作為環境重金屬污染監測指標的可行性。

關鍵詞： 大鴇（Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ）；糞便；重金屬元素；分析；環境監測

中圖分類號：Ｐ６４２．２５文獻標識碼：Ａ文章編號：０４３９－８１１４（２０１４）０８－1909－０３

Ｈｅａｖｙ Ｍｅｔａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔs ｉｎ Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉｓ Fｅｃｅｓ ｉｎ Ｗｉｎｔｅｒｉｎｇ Ｐｅｒｉｏｄ

ＷＵ Ｙｉ－ｑｕｎ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ－ｗｅｎ，ＸＵ Ｘｉｕ，ＬＩＵ Ｆａｎｇ－ｑｉｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｅｉｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｅｉｎａｎ ７１４０９９， Ｓｈａａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｒｏｍ Ｊａｎ ｔｏ Ｆｅｂ， ２０１２， ９ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ （Ｍｎ， Ｃｄ， Ｃｒ， Ｃｕ， Ｎｉ， Ｐｂ， Ｚｎ， Ａｓ， Ｈｇ） ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｔｅｒｉｎｇ ｅｃｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ from ｔｈｅ Ｙｅｌｌｏｗ ｒｉｖｅｒ ｗｅｔｌａｎｄ ｉｎ Ｓｈａａｎｘｉ ｐｒｏｖiｎｃｅ ｗａｓ ｓｕｒｖｅｙｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｗａｓ Ｍｎ （１７４．５５ ｍｇ／ｋｇ）， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｚｎ （５７．４６ ｍｇ／ｋｇ）． Ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｍｅｔａｌｓ ｗｅｒｅ Ｃｄ ａｎｄ Ｈｇ， with ０．３５ ｍｇ／ｋｇ ａｎｄ ０．０５ ｍｇ／ｋｇ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Tｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ Ｃｄ ａｎｄ Ｈｇ ｉｎ ｔｈｅ ｆｅｃｅｓ ｏｆ Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ ｗere ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ that of ｏｔｈｅｒ ｂｉｒｄｓ． Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｒｄ ｆｅｃｅｓ ａｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｏｔｉｓ ｔａｒｄａ ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ； ｆeｃｅｓ； ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ； ｅｌｅｍｅｎｔ； ａｎａｌｙｓｉｓ； ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

大鴇（Otis tarda dybowskii）是我國Ⅰ級保護鳥類，世界瀕危物種。在我國，其東方亞種主要繁殖于內蒙及東北地區，越冬于黃河流域、長江中下游等處［1］。由于生存環境變化及濫捕亂獵等原因，近年其種群數量有下降趨勢［2］。目前，我國大鴇的研究多集中在種群生態［3，4］、棲息地［5］、行為［6］，大鴇營養研究僅見于蛋白質及能量代謝率［7］、越冬期糞便氨基酸含量［8］以及繁殖期糞便性激素含量變化［9］等方面，而大鴇糞便中重金屬元素含量報道較少。糞便作為動物未被消化的食物殘渣，其糞便重金屬的含量能反映動物棲息環境重金屬水平，進而可作為評判生境優劣的依據。本試驗通過分析大鴇越冬期糞便中Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg等9種重金屬元素含量，為人工飼養大鴇提供基礎資料，同時比較了不同鳥禽糞便中的重金屬元素含量，探究大鴇棲息地重金屬污染問題，以期為大鴇研究及其保護區建設提供建議。

1材料與方法

1.1樣品采集

陜西黃河濕地自然保護區（110°10′~110°36′E，34°36′~5°40′N）位于陜西省關中平原東部，以黃、渭、洛三河交匯處河床為主，由河流水面、灘涂、泛洪平原及少量階地組成。課題組2012年1月14日于渭南市大荔縣趙渡鄉麥田發現12只大鴇棲息；1月31日，在大荔縣韋林鎮東南發現2群越冬種群，85只在麥田停棲，20只在翻耕地；2月1日在洛河與渭河交界處發現4只大鴇［10］，在大鴇越冬棲息過的麥田及豆田內發現有大量大鴇糞便。收集大鴇新鮮糞便，記錄生境特征等信息。

1.2儀器

AFS-9230型原子熒光光譜儀（北京吉天儀器有限公司）；DMA-80型測汞儀（中西遠大科技有限公司） ；IRIS Advantage等離子體發射光譜儀（美國熱電公司）

1.3方法

重金屬Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As測定采用微波消解法預處理，Hg測定無需預處理，樣品稱重后直接測定。As采用原子熒光光譜法測定；測定Hg采用測汞儀；Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn采用等離子體發射光譜法分析。

2結果與分析

2.1大鴇糞便中重金屬元素含量分析

大鴇糞便中Mn含量最高，為174.55 mg/kg；其次為Zn，含量57.46 mg/kg；Cd、Hg含量最低，分別為0.35、0.05 mg/kg（圖1）。動物糞便重金屬元素含量直接與其食物中重金屬元素含量有關［11］，大鴇糞便重金屬元素含量反映了其食物中重金屬元素含量。陜西黃河濕地的黃河、渭河和洛河的交匯區域的灘地、農田為我國大鴇東方亞種的重要越冬棲息地［10］，越冬期大鴇的主要食物為麥苗、豆粒等，尤其以麥苗為主（占84.80%），而這也正是當地主要農作物。麥苗中重金屬元素含量隨土壤環境中重金屬元素含量增加而增加［12］。因此，大鴇糞便中的重金屬元素含量不僅可反映農作物中的重金屬元素含量，也反映大鴇越冬地土壤中重金屬水平。

2.2大鴇與其他鳥禽糞便中重金屬元素含量的比較

從表1中大鴇與其他禽類糞便重金屬元素含量的比較可知，大鴇糞便中Cd、Pb相對較高，而Cu、Zn、As、Hg含量較低，Cr、Ni、Mn在禽類中研究較少。其中，壽光雞、保定雞、鴿糞便中重金屬元素含量依次為Zn>Cu>Pb>Cd，與大鴇糞便中這4種重金屬元素的大小排序一致。由于動物飼料中重金屬元素含量增加，其糞便中重金屬元素含量也會相應增加［11］。例如：人工飼養禽畜因其飼料添加劑中的高Cu，導致其糞便中的高Cu含量。此外，禽畜糞便中重金屬元素含量的高低還取決于飼料添加劑以及禽畜病害防治中某些微量元素的使用量［17］。從大鴇糞便的重金屬元素含量比較中得出Zn、Cu含量高的結果，這與人工飼養動物的高含量Zn、Cu來源不同，主要與食物因素及棲息地環境的含量有關。但相對于人工飼養鳥禽，野生大鴇糞便中Cd、Pb含量偏高，大鴇糞便中異于飼養動物的Cd、Pb，可能是環境中農業生產過程中，農業機械因素和農藥化肥使用造成的結果。

目前對于禽畜糞便的研究，在Mn、Ni方面較少。Mn主要作為酶的組成部分或催化劑，參與多種生物化學反應，但過量Mn可對神經、免疫、生殖系統等造成不同程度損害［18］。Ni刺激造血功能，參與某些酶的組成，缺乏易導致生長緩慢，生殖力減弱，過量則導致心肌、腦、肝、腎退行性變化。

3小結

大鴇是我國一級保護動物，世界瀕危物種。目前我國對大鴇的相關研究工作尚處于基礎資料累積階段，在營養代謝、行為發生機制［19］、疾病防治等方面較欠缺。本試驗結果有助于人們了解大鴇不同生長階段的營養特征，改善人工飼養及野生種群機體素質，提高抵御疾病及惡劣環境的能力，為其生存及種群延續提供有力幫助。

大鴇糞便中相對于其他動物糞便中較高含量Pb的存在表明環境中可能存在Pb污染。攝入過量Pb會嚴重干擾生物的生長發育。本區域地廣人稀，農業耕種面積大，但農耕時多有車輛及農業機械進入，長期積累可造成土壤中Pb含量過高，進而導致在區域內動物的體內富集。對本區域內鳥禽糞便中重金屬元素含量的監測，不僅有利于對本區域多種珍稀動植物的保護，也有利于保護人類的生活環境。

糞便用于動物體DNA含量分析，動物體內病原菌，激素變化［20，21］等方面已有相關報道，作為監測動物體健康狀況的重要指示物，對動物飼養及保護具有重要意義，開展大鴇糞便監測研究將為推廣大鴇及其他鳥禽保護工作提供有力的技術支撐。

參考文獻：

［１］ 韓耀建.黃河濕地豫東段大鴇（東方亞種）越冬集群和棲息地生境特征的研究［Ｄ］.河南開封：河南大學， ２０１１．

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［１２］ 邵云，李春喜，李向力，等.土壤－小麥系統中５種重金屬元素含量的相關分析［Ｊ］．河南農業科學，２００７（５）：２５－２８．

［１３］ 陳麗娜， 張曉芳， 趙全利， 等.保定市郊養殖場禽畜糞中重金屬元素含量調查分析［Ｊ］.中國農業通報，２００８，２４（５）：３５７－３６２．

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［１９］ 田秀華， 張佰蓮.中國大鴇研究進展及保護對策［Ｊ］．野生動物， ２００６，２７（３）：３２－３７．

［２０］ 于鴻浩，趙新全，尤進茂．藏羚糞便中類固醇激素的高效液相色譜分析［Ｊ］．安徽農業科學，２０１１，３９（２１）：１２８８１－１２８８３．

［２１］ 田新民，張明海．糞便微衛星ＤＮＡ在種群大小評估中的應用及若干問題的探討［Ｊ］.四川動物，２００８，２７（４）：７０８－７１２，７１９．

3小結

大鴇是我國一級保護動物，世界瀕危物種。目前我國對大鴇的相關研究工作尚處于基礎資料累積階段，在營養代謝、行為發生機制［19］、疾病防治等方面較欠缺。本試驗結果有助于人們了解大鴇不同生長階段的營養特征，改善人工飼養及野生種群機體素質，提高抵御疾病及惡劣環境的能力，為其生存及種群延續提供有力幫助。

大鴇糞便中相對于其他動物糞便中較高含量Pb的存在表明環境中可能存在Pb污染。攝入過量Pb會嚴重干擾生物的生長發育。本區域地廣人稀，農業耕種面積大，但農耕時多有車輛及農業機械進入，長期積累可造成土壤中Pb含量過高，進而導致在區域內動物的體內富集。對本區域內鳥禽糞便中重金屬元素含量的監測，不僅有利于對本區域多種珍稀動植物的保護，也有利于保護人類的生活環境。

糞便用于動物體DNA含量分析，動物體內病原菌，激素變化［20，21］等方面已有相關報道，作為監測動物體健康狀況的重要指示物，對動物飼養及保護具有重要意義，開展大鴇糞便監測研究將為推廣大鴇及其他鳥禽保護工作提供有力的技術支撐。

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3小結

大鴇是我國一級保護動物，世界瀕危物種。目前我國對大鴇的相關研究工作尚處于基礎資料累積階段，在營養代謝、行為發生機制［19］、疾病防治等方面較欠缺。本試驗結果有助于人們了解大鴇不同生長階段的營養特征，改善人工飼養及野生種群機體素質，提高抵御疾病及惡劣環境的能力，為其生存及種群延續提供有力幫助。

大鴇糞便中相對于其他動物糞便中較高含量Pb的存在表明環境中可能存在Pb污染。攝入過量Pb會嚴重干擾生物的生長發育。本區域地廣人稀，農業耕種面積大，但農耕時多有車輛及農業機械進入，長期積累可造成土壤中Pb含量過高，進而導致在區域內動物的體內富集。對本區域內鳥禽糞便中重金屬元素含量的監測，不僅有利于對本區域多種珍稀動植物的保護，也有利于保護人類的生活環境。

糞便用于動物體DNA含量分析，動物體內病原菌，激素變化［20，21］等方面已有相關報道，作為監測動物體健康狀況的重要指示物，對動物飼養及保護具有重要意義，開展大鴇糞便監測研究將為推廣大鴇及其他鳥禽保護工作提供有力的技術支撐。

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