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一頭野外救護幼象的日常行為與體溫變化探析

來源:原創論文網 添加時間:2020-01-10

  摘    要: 2016年7月26~28日,2017年2月7~9日兩個時段,通過瞬時掃描法,利用FLIR熱成像儀測定了云南西雙版納亞洲象種源繁育及救護中心的一頭救護野生幼象的體溫,并用記憶式溫濕度計測定環境溫濕度,同時觀察幼象的行為節律,對數據分析處理后,將圈養幼象的行為分為五大類:玩耍、踱步、睡覺、取食、其他,得出幼象晝夜活動節律中,夏季各行為所占比例:玩耍(21%)、踱步(20%)、睡覺(25%)、取食(18%)、其他(16%),冬季各行為所占比例:玩耍(20%)、踱步(21%)、睡覺(25%)、取食(20%)、其他(14%),兩個季節各行為所占時長基本相同;幼象體溫變化與環境溫度呈正相關,與濕度呈負相關,幼象夜晚體溫較低,但基本穩定,白天隨著各種行為及環境的變化,體溫波動較大。

  關鍵詞: 亞洲象; 體溫; 瞬時掃描法; 行為節律;

  Abstract: In this paper, FLIR thermal imaging technology was used to determine the body temperature of a captive elephant in the breeding and rescue center of the wild elephant in Xishuangbanna by instantaneous scanning method. The temperature and humidity of the environment were measured by a memory thermometer and hygrometer, and observed the behavior rhythm of the young elephant at the same time. Data collection was completed from July 26 th-28 th in 2016, February 7 th-9 th in 2017. After analysis and processing, behaviors of the wild young elephant were divided into five categories: play, pacing, sleeping, feeding and others, in the rhythm of the daily behavior of the elephant. The proportion of the summer behavior are: play(21%), pacing(20%), sleeping(25%), feeding(18%), others(16%); the proportion of behaviors in winter are: play(20%), pacing(21%), sleeping(25%), feeding(20%), others(14%). The duration of each behavior in the two seasons is the same. The body temperature change of the young elephant has a positive correlation with the ambient temperature, and has a negative correlation with the humidity. The young elephant has a low body temperature at night, but is basically stable, and changes with various behaviors and environment during the day.

  Keyword: Elephas maximus; body temperature; instantaneous scanning; behavior rhythm;

  亞洲象(Elephas maximus)屬長鼻目(Proboscidea)象科(Elephantidae)亞洲象屬(Elephas),是亞洲現存最大的陸生動物,在我國被列為國家Ⅰ級重點保護野生動物,被世界自然保護聯盟(IUCN)列為瀕危(EN)等級物種,被《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES)列入附錄Ⅰ,禁止國際貿易[1,2,3]。我國野生亞洲象的生境選擇[4,5,6,7]、棲息地評價[8,9,10]及種群遺傳學[11,12,13,14]方面有較深入的研究,但行為生態學方面的研究仍很薄弱,周正軍等[15]對圈養亞洲象的覓食、生殖、防御、通訊等方面的行為表達的生物學機制作了分析和研究;滕明生等[16]對重慶動物園一只雌性亞洲象連續繁殖兩胎的發情、交配、妊娠、生產以及幼象護理進行了研究;劉安榮等[17]分析了4頭圈養成年亞洲象晝夜時間分配、行為節律及雌性與雄性間的行為差異作為研究;而對于幼年亞洲象行為譜的研究還未見報道。我國亞洲象分布區曾經救護過多頭幼年野生亞洲象,但多數在人工飼喂過程中死亡。因此,對野外救護的幼象開展行為生態學研究,可深入了解野生亞洲象的行為生態學特征,為今后救護幼象和人工飼養幼象積累更多基礎數據。

  1、 研究地點及對象

  實驗在云南西雙版納亞洲象種源繁育及救護中心完成。該中心位于云南省西雙版納傣族自治州景洪市,云南西雙版納國家級自然保護區勐養片區的野象谷景區北門。
 

一頭野外救護幼象的日常行為與體溫變化探析
 

  研究對象為云南西雙版納國家級自然保護區管護局和云南西雙版納亞洲象種源繁育及救護中心的救護的1頭野生雄性幼象。該象2015年7月被象群遺棄在森林中獨自活動,救護時年齡僅為7個月大,其體形消瘦,覓食困難,嚴重營養不良,被救后送到云南西雙版納亞洲象種源繁育及救護中心飼養和護理,后取名“小強”。

  2 、研究方法及內容

  2.1、 實驗器材

  實驗使用的器材有FLIR E4型號紅外熱像儀、Lutron記憶式溫濕度計和行車記錄儀。E4紅外熱像儀具有80*60像素紅外分辨率,測溫范圍“-20℃~250℃”,熱靈敏度為0.15℃。紅外熱像儀可以將物體輻射的紅外波段經過放大處理轉化為數字信號,通過圖像顯示出來;Lutron記憶式溫濕度計用于測定圈養幼象生活環境的溫度、濕度值,濕度測量范圍是10~90%RH,溫度測量范圍0℃~50.0℃;行車記錄儀用于記錄幼象24小時行為節律。

  2.2 、行為數據取樣方法

  瞬時掃描法:根據對上海動物園籠養大猩猩的行為按照瞬時掃描法進行取樣,分析不同的時間間隔取樣結果得出,當取樣時間間隔為3-8min時,數據準確性和獨立性與取樣時間間隔的關系符合回歸方程的95%置信區間,因此瞬時掃描法的取樣時間間隔確定為3-8 min[18]。本次實驗中,對幼象“小強”進行夏季和冬季兩次瞬時掃描取樣,兩次取樣時間間隔均定為5min。

  2.3、 數據采集

  (1)幼象體溫測定及行為類別觀察。紅外熱像儀具有自動對焦的功能,按照瞬時掃描法每隔五分鐘測定一次。測定時將鏡頭對準圈養幼象,確定拍攝距離為2m,確定合適的位置后按下拍照鍵即可得到紅外溫度分布圖,記錄采集照片的時間和照片編號;紅外熱像儀拍照的同時觀察幼象行為,記錄行為種類及持續時間。

  (2)環境溫、濕度測定。將溫濕度自動記錄儀測定時間間隔設定為5min,將其放在幼象圈舍內,確保不被損壞,溫度和濕度會自動記錄并保存在儲存卡內。

  (3)本實驗采用夏季和冬季兩組數據作對比分析,夏季實驗數據測定從2016年7月26日20:00開始,連續測定至7月29日20:00結束;冬季實驗數據測定從2017年2月7日8:00連續測定至2月10日8:00結束。

  2.4、 數據分析處理

  (1)幼象體溫數據讀。杭t外熱像儀拍攝的圖片通過FLIR tools軟件進行提取,可直接讀取幼象身體各部位溫度和體表最高溫、最低溫(圖1)。依次按照此方法將連續三天的圖像數據進行處理,得出幼象的體表最高溫度數據。

  圖1 幼象紅外熱成像圖
圖1 幼象紅外熱成像圖

  Fig 1 Infrared image of Young Elephant

  (2)數據分析:數據通過Excel表格來處理,制作出幼象行為節律分布圖、各行為所占時間比例圖、體表最高溫變化曲線圖和溫濕度曲線圖等,通過SPSS軟件分析數據相關性。

  3 、結果與分析

  3.1、 救護野生幼象熱成像圖像

  通過FLIR E4熱像儀采集幼象“小強”,獲得4336張紅外熱成像影像,根據瞬時掃描法的時間間隔,每個時間點選取一張熱成像圖,共選擇1728張作為有效圖像。

  3.2 、救護野生幼象晝夜活動節律觀察結果

  3.2.1、 夏季幼象晝夜活動節律

  通過瞬時掃描法對幼象行為的觀察記錄,幼象的晝夜行為種類有排尿、排便、踱步、睡覺、玩耍、發呆、休息、取食、乞食、蹭癢、飲水、吼叫等,其中玩耍、睡覺、取食、踱步等行為占據了大部分時間,出現的頻率較高,其他行為出現頻率較低。分別把7月26日-7月29日的行為觀測結果制成散點圖(圖2a-c)。

  2016年7月26日的幼象晝夜活動節律:晚上20:00至22:00表現較為活躍,行為有玩耍、踱步、取食、發呆、蹭癢、排便、吼叫等,22:30開始表現困倦并進入睡眠狀態,睡覺時間從22:30持續至凌晨6:00;取食主要時間為上午9:00至10:30,下午14:00至15:00,其他時間是根據飼養員及游客投食;幼象在全天均表現出踱步行為,且與玩耍行為基本同步;其他行為有沐浴、飲水、發呆、蹭癢、排便、排尿、鳴叫,全天表現較為零散,無明顯規律性。

  圖2 幼象“小強”晝夜行為節律圖
圖2 幼象“小強”晝夜行為節律圖

  Fig.2 Diagrams of circadian behavioral rhythm of the baby elephant“Xiao qiang”

  2016年7月27日的幼象晝夜活動節律:幼象從晚上20:00至22:00表現為玩耍和踱步,睡覺時間主要是23:00持續至6:00,睡覺過程呈現出不規律間斷性;取食時間集中在9:00至10:30,19:00至20:00;踱步行為主要出現在上午進食之前和晚上睡覺之前;除了睡覺時間,幼象在全天均有玩耍和其他行為,表現較為零散,無明顯規律性;其他行為有:乞食、覓食、飲水、排便、排尿、鳴叫、休息、蹭癢。

  2016年7月28日的幼象晝夜活動節律:幼象在20:00至21:00取食;睡覺時間為21:00至1:30,3:30至6:30,1:30至3:30在圈舍玩耍;取食、踱步和玩耍行為都集中在白天,且三種行為交替或同步出現;其他行為有:清潔、鳴叫、覓食、排便等。

  從三天的行為節律分布可得出結論:幼象在夏季圈養條件下取食時間集中分布在8:00-10:30和17:00-21:00;睡覺時間大致為22:00-6:00,其余時間為玩耍、踱步和其他行為,且玩耍和踱步行為出現具有一致性。

  3.2.2、 冬季幼象晝夜活動節律

  2017年2月7日至2月9日的行為觀測,分別得出圈養幼象冬季三天的行為節律分布圖(圖2d-f)。

  2017年2月7日幼象晝夜活動節律:幼象從上午8:00至10:30表現為踱步;取食時間集中在11:30至15:00,其余取食時間在22:00和6:00;睡覺時間從20:00至4:00;白天均表現出踱步和玩耍行為,不具有連續性,表現較為活躍;其他行為有乞食、沐浴、排便,其他行為出現次數較少。

  2017年2月8日幼象晝夜活動節律:取食時間為8:00至15:00,17:00至20:00,取食過程較為連續;睡覺時間為16:00至17:00,20:00至5:00;全天踱步、玩耍和其他行為均很少出現,主要表現為取食和睡覺。

  2017年2月9日幼象晝夜活動節律:幼象取食時間為8:30至9:00,22:00至23:00,睡覺時間集中在21:30至3:00,踱步和玩耍行為表現不具有規律性,其他行為有覓食、發呆、蹭癢、排便等。

  從三天的行為節律可得出結論:三天的取食時間不具有規律性,取食時間分配和時長差異較大。睡覺時間較為連續;踱步和玩耍行為穿插在取食和睡覺行為中,且兩種行為出現具有一致性。

  3.2.3、 幼象不同季節行為對比

  通過對圈養幼象兩個季節日行為節律的對比分析,得出晝夜活動節律各行為所占時長(表1)。

  幼象在不同季節各行為日節律有所差異,且同一季節三天的行為分布也有明顯差異,但兩個季節不同行為的平均值差異不大,即夏季時候,圈養幼象的日行為節律中,平均玩耍3.1小時,踱步4.9小時,睡覺6小時,取食4.2小時,其他行為3.8小時;在冬季,幼象平均玩耍4.9小時,踱步5小時,睡覺6.1小時,取食4.7小時,其他行為3.3小時。幼象的日行為節律中睡覺所占時間最長,玩耍和踱步時間相差不大,但都大于取食時間,取食時間的長短是由喂食食物數量和種類決定的。

  表1 幼象各行為所占時長
表1 幼象各行為所占時長

  夏季各行為所占比例:玩耍(21%)、踱步(20%)、睡覺(25%)、取食(18%)、其他(16%),冬季各行為所占比例:玩耍(20%)、踱步(21%)、睡覺(25%)、取食(20%)、其他(14%),各行為所占時長基本相同,但具體的行為時間有所差異,冬季幼象的其他行為較少,睡覺時間集中在20:00至5:00,比夏季有所提前,幼象在冬季其他行為出現頻率較低,主要的行為是取食和睡覺。

  3.3 、圈養幼象體表最高體溫晝夜變化

  紅外熱像儀測溫的結果受環境溫度、測定距離、被測物體表面反射率和輻射率等眾多因素的影響,因此測定的溫度并不是物體的真實體溫,而是其表面溫度,且體表溫度差異較大。目前在紅外熱像儀的研究中也沒有確切的標準,取樣的部位以及數值會存在爭議,因此選擇較容易確定的最高體溫值作為此次分析的內容。通過瞬時掃描法分別得到夏季和冬季幼象連續三天的體表最高溫度值,制作出夏季(圖3)和冬季幼象體溫日變化規律圖(圖4)。

  由圖3、圖4可以看出,幼象體表溫度整體波動較大,夏季最低體溫為30℃,最高體溫為43.1℃,冬季最低體溫26.3℃,最高體溫43.6℃,最低體溫都出現在早晨8:00-9:00,可能是由于每天早上八點鐘飼養員用水沖洗圈舍,造成圈舍內溫度降低,濕度增加,從而致使幼象體表溫度降低;幼象晝夜體溫變化規律從上午8時開始,體溫開始升高,體溫最大值一般出現在11:00-17:00之間,主要由環境溫度和幼象活動的環境決定,夜間環境溫度低,濕度大,導致幼象體溫也較低,而且波動幅度較小。

  圖3 幼象“小強”最高體溫在夏季的變化圖
圖3 幼象“小強”最高體溫在夏季的變化圖

  Fig 3 Variation diagram of elephant Xiaoqiang’s maximum body temperature in summer

  圖4 幼象“小強”最高體溫在夏季的變化圖
圖4 幼象“小強”最高體溫在夏季的變化圖

  Fig 4 Variation diagram of elephant Xiaoqiang’s maximum body temperature in winter

  3.4、 圈養幼象體表最高溫度變化與環境溫濕度

  圈養幼象體表最高溫的變化與環境溫度、濕度有關,整體規律是隨環境溫度的升高而升高,隨環境溫度的降低而降低;體表最高溫度隨濕度的增加而降低,隨濕度減小而升高。

  通過SPSS分別檢測環境溫度和濕度與幼象體表最高溫度的相關性,結果均顯著相關。結果如下表:

  表2 幼象體溫與溫濕度相關性SPSS檢測結果
表2 幼象體溫與溫濕度相關性SPSS檢測結果

  r>0時,表明兩個變量呈正相關,r<0時,表明兩變量呈負相關。|r|大于等于0.8時,可認為兩變量高度相關;|r|大于等于0.5小于0.8時,可認為兩變量中度相關;|r|大于等于0.3小于0.5時,認為兩變量低度相關;|r|小于0.3說明基本不相關。

  根據SPSS檢測結果,可看出幼象“小強”體表最高溫與環境溫度呈正相關,而且六天的檢測結果中只有一天的為中度相關,其余都為高度相關;體表最高溫與環境濕度呈負相關,其中冬季2月8日為高度相關,夏季7月27日為低度相關,其余四天為中度相關。

  4、 討論

  4.1、 熱成像儀的應用

  通過FLIR熱成像技術測定圈養幼象的體溫,是熱成像技術在國內亞洲象生理生態學研究中的首次應用,具有一定的創新性,為之后利用熱成像技術對亞洲象進行生理生態學研究奠定了基礎。恒溫動物的溫度分布具有一定的穩定性和特征性,機體各部位溫度不同,形成了不同的熱場。當某處發生疾病時,該處血流量會相應發生變化,導致局部溫度改變,表現為溫度偏高或偏低[19]。根據這一原理,應用紅外熱成像儀得到個體的體表熱分布圖形,通過分析便能判斷出病變部位和病變程度。相較于傳統測溫方式,紅外熱成像測溫具有精度高、范圍大、快速和高靈敏度的優點,作為一種非接觸的測溫方式,不會引起動物的應激反應,今后在測量人工飼養的動物體溫時可使用該方法。

  4.2、 救護野生幼象行為節律

  劉安榮等觀察到的圈養亞洲象的行為有取食、運動、站立、休息、交往、情緒和其他行為[17]。此次觀察到的幼象行為有玩耍、取食、睡覺、踱步和其他(排尿、排便、發呆、休息、乞食、蹭癢、飲水、吼叫),可見救護野生幼象與成年圈養象的行為存在一定的差異,救護野生幼象與圈養成年象行為最大的差異在于玩耍行為的表現,圈養成年象一天的大部分時間用于取食行為,幾乎沒有玩耍行為。當然,此次觀察到的救護野生幼象的進食行為受人為因素的影響較大,只能代表人工飼養狀態下的救護野生幼象的進食行為特點,并不能反映正常野生狀態下幼象的進食特點。亞洲象的行為與它的形態特性和生理特性一樣,不僅同時受到遺傳和環境兩方面的影響,而且也是在長期進化過程中通過自然選擇形成的,同樣具有種的特異性。為了創造和選擇適合自己生存和發展的生態位,亞洲象還可通過學習來獲得利用經驗的后天行為[20]。幼象的生活對飼養員有較大依賴性,救護野生幼象的晝夜活動節律受人為因素影響較大,其活動規律在一定程度上反映出圈養幼象的飼養方式。

  4.3、 救護野生幼象體溫變化

  救護野生幼象的體溫變化與環境溫度、濕度的變化有關,與環境溫度表現為正相關關系,與環境濕度表現為負相關關系。從體溫變化規律可以看出,有時短時間內幼象體溫變化幅度較大,而恒溫動物的體溫不可能會出現如此大的波動。造成這一現象的主要原因是該幼象雖為圈養象,但為了保留其野外生存能力,也會定期到野外放養,室外陽光較強,短時間內其體表溫度就會急劇上升,就會造成室內和室外的溫度差異。分析認為,救護野生幼象某些行為會對體表溫度造成影響,如夏季睡覺時體溫明顯會降低,冬季睡覺時溫度升高,是由于夏季環境溫度高,幼象睡覺體表散熱,因此溫度降低,冬季時環境溫度較低,幼象需要自身產熱來抵抗寒冷,因此體溫升高,運動時體溫也會隨自身產熱而升高。

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