廣西弄崗北樹鼩的日活動節(jié)律及其季節(jié)性變化

唐創(chuàng)斌 劉志尚 黃振華 姚 維 林建忠 汪國海 周岐海*

(1.廣西民族師范學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，崇左，532200；2.珍稀瀕危動植物生態(tài)和環(huán)境保護教育部重點實驗室，廣西珍稀瀕危動物生態(tài)學(xué)重點實驗室，廣西師范大學(xué)，桂林，541004；3.弄崗國家級自然保護區(qū)，龍州，532400)

活動節(jié)律是動物對其棲息環(huán)境條件變化的一種綜合性適應(yīng)特征[1]，對其進行研究有助于摸清不同時段和季節(jié)內(nèi)動物的活動強度、變化規(guī)律及其應(yīng)對外界環(huán)境條件變化所采取的適應(yīng)策略[2-3]。日活動節(jié)律是動物每天完成各種必須活動的一個相對穩(wěn)定程序[4]。研究表明，動物會根據(jù)自身繁殖狀況、社群組成、種間競爭及環(huán)境溫度的變化來調(diào)整其日活動節(jié)律[5-7]，例如，阿拉善馬鹿(Cervusalashanicus)在炎熱的中午會降低活動強度[7]。同時，動物還會根據(jù)食物資源的豐富度、空間分布及日照時長的變化等來調(diào)整活動強度使其呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性差異[8-10]，例如，在食物資源可利用性較低的冬季，巖羊(Pseudoisnayaur)會明顯增加其夜間的活動強度[10]。

北樹鼩(Tupaiabelangeri)，隸屬于樹鼩目(Scandentia)，樹鼩科(Tupaiidae)，樹鼩屬，主要分布在東南亞(泰國、緬甸、柬埔寨、老撾和越南)，以及中國的海南、廣西、四川、貴州、云南、西藏等地[11]。北樹鼩常年棲息在熱帶和亞熱帶常綠落葉闊葉次生林中，食物主要以昆蟲為主，偶爾也會取食植物的果實[12]。蘇傲蕾等[13]和侯東敏等[14]的研究結(jié)果都表明北樹鼩屬于晝行性動物，黎明和黃昏活動尤為活躍，但由于北樹鼩生性膽小且行動敏捷，上述研究未能實現(xiàn)對北樹鼩活動節(jié)律的定量分析。紅外相機能24 h不間斷工作，在獲得高清影像資料的同時，能準(zhǔn)確記錄各動物出現(xiàn)的時間和活動時長，從而更客觀地反映出不同時間段和季節(jié)中動物活動強度的變化規(guī)律[15-16]，目前已廣泛應(yīng)用于動物活動節(jié)律研究中[17-18]。

為了摸清北樹鼩的日活動節(jié)律及季節(jié)性變化規(guī)律，于2012年8月—2013年7月采用紅外相機技術(shù)對分布在廣西弄崗國家級自然保護區(qū)15 hm2的森林動態(tài)監(jiān)測樣地及其周邊區(qū)域內(nèi)的北樹鼩進行為期1年的監(jiān)測。弄崗國家級自然保護區(qū)(22°13′56″—22°33′9″N，106°42′28″—107°4′54″E)位于中越邊境的龍州縣境內(nèi)，保護區(qū)總面積約為10 100 hm2，由弄崗、隴山及隴呼3個片區(qū)組成。自然保護區(qū)屬于典型的喀斯特地貌，區(qū)內(nèi)巖石高度裸露，海拔300～700 m[9]。該區(qū)域旱雨季分明，加之受喀斯特獨特地貌形成的特殊氣候影響，致使后期可供動物選擇和利用的食物資源呈現(xiàn)出明顯的時空差異[18]。基于監(jiān)測結(jié)果，對北樹鼩的日活動節(jié)律及其季節(jié)性變化進行分析，以期了解影響北樹鼩日活動節(jié)律的潛在因素。

1 研究方法

1.1 相機布設(shè)和數(shù)據(jù)收集

2010年，中國科學(xué)院廣西植物研究所在弄崗自然保護區(qū)內(nèi)的弄崗片區(qū)建立了一塊15 hm2的森林動態(tài)監(jiān)測樣地(22°25′ N，106°57′ E)。2012年8月—2013年7月，在該樣地及其周邊地區(qū)按照2 hm2每臺的密度布設(shè)35臺紅外相機，總覆蓋面積達(dá)70 hm2(圖1)。結(jié)合動物的活動痕跡和相機的安全性選擇相機的布設(shè)位點，相機的參數(shù)統(tǒng)一設(shè)定為拍攝模式(照片)、連拍(3張)、時間間隔(1 s)及靈敏度(中)等。后將相機捆綁在距離地面 0.5 m 的樹干上，同時使鏡頭的拍攝角度與地面平行。安裝完畢后記錄各個相機位點的經(jīng)緯度、海拔、坡向、樹木胸徑和植被類型等。

圖1 弄崗森林動態(tài)監(jiān)測樣地紅外相機布設(shè)位點

1.2 數(shù)據(jù)分析

每2個月進行1次照片收集，將所有的照片上傳至圖像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)Camera Data(http：//camerada-ta.ioz.ac.cn)。在系統(tǒng)中，按照相鄰照片間隔60 s進行自動分組后，逐一對照片中的物種進行鑒定，后根據(jù)Excel導(dǎo)出的數(shù)據(jù)表進行分析。

將同一相機位點中同種個體相鄰有效照片的拍攝間隔時間大于30 min作為1次獨立有效事件[19]，篩選出北樹鼩的獨立有效照片。以獨立有效照片中北樹鼩實際的活動時間作為樣本數(shù)據(jù)，通過核密度估計方法(kernel density estimation)分析其日活動節(jié)律[20-21]。動物行為的連續(xù)時間分布以24 h為循環(huán)周期，則行為事件是在連續(xù)時間分布中的隨機取樣。

根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的年降雨量變化及相關(guān)的文獻(xiàn)資料[4，9]，將研究時間分為旱季(10月—翌年3月)與雨季(4—9月)，通過北樹鼩的相對活動強度指數(shù)(relative activity intensity index，RAI，量符號為IRA)分析其在不同月份和旱雨季間的活動節(jié)律。IRA=Si/N×100%，式中：Si表示北樹鼩在某月份、旱季和雨季的獨立有效照片數(shù)，N表示北樹鼩的獨立照片總數(shù)；指數(shù)越高，表明北樹鼩在該月份、旱季和雨季內(nèi)活動頻率越高。

采用overlap包中的overlapEst()函數(shù)分布曲線重疊面積比Δ(Δ=0，完全分離；Δ=1，完全重疊)來衡量旱雨季間北樹鼩活動節(jié)律的重疊程度[21-22]。利用activity包中的compareCkern()函數(shù)對旱雨季間北樹鼩的活動節(jié)律差異性進行檢驗[23]。以各獨立有效照片中北樹鼩出現(xiàn)時間的平均值作為其活動時間[9]。

采用One-samplet-test檢驗不同月份間北樹鼩相對活動強度指數(shù)的差異；采用Mann-WhitneyU檢驗旱雨季間北樹鼩相對活動強度、活動時間的差異。所有檢驗的差異顯著水平設(shè)定為P≤0.05，所有數(shù)據(jù)的分析及作圖在R 3.6.1中進行[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 日活動節(jié)律

在12 427個相機捕獲日中，共拍攝到含北樹鼩的有效照片632張，其中獨立有效照片602張(旱季249張，雨季353張)。北樹鼩屬于典型的晨昏型動物，日活動節(jié)律呈現(xiàn)明顯的雙峰趨勢，活動峰值分別出現(xiàn)在07：00—08：00和16：00—17：00，中午的活動強度明顯降低(圖2)。

圖2 北樹鼩日活動節(jié)律

2.2 活動節(jié)律的季節(jié)性差異

不同月份間北樹鼩的活動強度指數(shù)存在一定差異(t=13.072，df=11，P<0.001)，其中10月北樹鼩的活動強度最高(圖3)。旱季和雨季間北樹鼩的活動節(jié)律重疊系數(shù)差異顯著(Δ=0.83，P<0.01)，旱季上午的活動峰值(08：00—09：00)比雨季(07：00—08：00)延遲1 h出現(xiàn)，而下午的活動峰值(17：00—18：00)卻比雨季(18：00—19：00)提前1 h出現(xiàn)(圖4)。

圖4 北樹鼩活動節(jié)律季節(jié)變化

雨季北樹鼩的活動時間(11.24±0.68)s長于旱季(9.84±0.58)s，兩者間并無顯著性差異(Z=-0.550，P=0.583)(圖5)。

圖5 不同季節(jié)間北樹鼩活動時間變化

3 討論

北樹鼩日活動節(jié)律呈顯著的雙峰型，中午活動強度明顯降低，這種活動模式可能與研究區(qū)域的環(huán)境溫度變化有關(guān)。弄崗國家級自然保護區(qū)屬于典型的喀斯特生境，區(qū)內(nèi)分布有大量形狀各異且高度裸露的巖石，在強烈的陽光暴曬下，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度在中午時達(dá)到最大值[25]，加之常年缺乏地表徑流，中午適當(dāng)?shù)匦菹⒛苡行Ы档捅睒潼汅w內(nèi)水分的散失[26]。黃春梅等[27]的研究結(jié)果也表明，北樹鼩會根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度的變化而調(diào)整其活動強度。相似的結(jié)果也出現(xiàn)在同域分布區(qū)內(nèi)的赤腹松鼠(Callosciuruserythraeus)中[28]。

環(huán)境因素、食物資源季節(jié)變化及動物自身的繁殖狀態(tài)等都會影響動物對時間的分配[29-30]。本研究中，不同月份間北樹鼩的活動強度指數(shù)存在極顯著差異，活動強度指數(shù)的最大值分別出現(xiàn)在雨季的4月和旱季的10月(圖2)，這種差異可能與當(dāng)?shù)厥澄镔Y源的季節(jié)性變化有關(guān)。北樹鼩主要以昆蟲為食，雨季茂密的植被有利于昆蟲大量繁殖，從而為北樹鼩提供豐富的食物來源，使其能有更多的時間進行求偶和占領(lǐng)繁殖空間等其他活動。北樹鼩具有很強的領(lǐng)域性，雄性個體尤為好斗，尤其是在4—5月的繁殖季節(jié)常為爭奪交配權(quán)而發(fā)生爭斗[31]，從而增加活動強度。而10月當(dāng)?shù)厥澄镔Y源可利用性明顯降低，為獲得足夠的食物以應(yīng)對寒冷的冬季，北樹鼩會到地面來搜尋食物，從而增加其被相機拍攝到的概率。不同季節(jié)間北樹鼩的活動節(jié)律重疊系數(shù)差異顯著，旱季北樹鼩會明顯地降低其活動強度和時間，這可能與喀斯特生境中晝長季節(jié)性變化有關(guān)。在弄崗地區(qū)，旱季晝間時長短于雨季，加之旱季環(huán)境溫度較低也會促使北樹鼩適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其活動時間。周岐海等[32]研究發(fā)現(xiàn)，同一生境中的白頭葉猴(Trachypithecusleucocephalus)也表現(xiàn)出相似的活動節(jié)律，說明延遲清晨活動峰值出現(xiàn)的時間并縮短日活動時長可能是當(dāng)?shù)貏游飸?yīng)對晝長季節(jié)性變化的主要活動模式。

致謝：感謝廣西弄崗國家級自然保護區(qū)管理局的大力支持及野外工作期間的幫助。