公路干扰对啮齿动物群落及其脏器器官的影响1)

张 泽 王 莹 贾炜玮

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

周友兵

(中国科学院植物研究所)

公路干扰对啮齿动物群落及其脏器器官的影响1)

张 泽 王 莹 贾炜玮

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

周友兵

(中国科学院植物研究所)

以不同公路干扰强度下的啮齿动物为研究对象，分析了公路扰动对啮齿动物群落结构、社鼠内脏器官及食性的影响。结果表明，啮齿动物密度随道路干扰的增加而降低；不同道路干扰下，社鼠肺、肝和肾的质量差异显著，而对心和脾无显著差异；在食性上，不同道路类型对社鼠的食物组成差异不显著，都以种子为主要食物，并伴有茎叶、昆虫和花等。

公路干扰；社鼠；脏器；食性

社鼠隶属于啮齿目(Rodentia)，鼠科(Muridae)，鼠属(Rattus)，在我国分布十分广泛，在南方部分地区已成为丘陵山地危害农林业生产的主要害鼠之一[1]。社鼠以植物根茎、种子以及植物果实为主要食物来源，其密度过大时，可造成大片人工幼龄林死亡和林木种子欠收，严重威胁着正常的林业经营生产活动[2]。社鼠同时具有搬运与储藏种子的习性，是许多植物果实及种子的取食者和传播者，在植物群落的更新和恢复中扮演着重要的角色[3-4]。

道路是当今社会经济发展的纽带，道路的修建与运营改变了自然生态景观，严重影响着动植物种群、群落以及生态系统。公路建设会引起地貌、植被、径流和小气候等环境特征发生显著变化，进而对野生动物及生态系统产生干扰[5]。鼠类作为对环境变化敏感、分布广、适应能力强的重要动物类群，已经受到了广泛的研究和关注[6-4]。道路干扰严重影响着其种群结构和种群数量已经得到广泛证实，但就道路干扰对其生理生态机理上的变化研究较少。

本研究以神农架地区的啮齿动物为研究对象，分析不同公路干扰强度对啮齿动物群落、社鼠脏器器官及食性的影响。野外我们通过铗日法对社鼠进行捕获，然后带回实验室进行室内分析。本研究旨在探索与分析公路干扰对野生动物的影响，加深我们对公路干扰的理解，为将来公路建设的科学管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物采集

研究区域位于湖北省兴山县龙门河国家森林公园，海拔1 300～1 700 m，年均气温10.5 ℃，年均降水量1 344.3 mm，亚热带季风气候，植被组成具有明显的垂直地带性。在研究区选取国道、乡道和无道路干扰的成熟林3种不同干扰强度的区域。调查采用铗日法进行，其中，国道路段旁选取6个不同位置的区域，分别在每个区域划设10、50和100 m的3条距公路不同距离的样线，每条样线置100铗，共计1 800铗日；乡道区域样线划设方法与国道相同；无干扰的原始林为对照组，设6条样带，每条样带置100数铗，共放置600铗日。本试验以新鲜花生米为诱饵，采用铗日法对啮齿动物进行捕获，铗距2 m，国道组、乡道组和对照组共计放置4 200有效铗日。统一以G10、G50、G100分别代表国道10、50、100 m样线；以X10、X50、X100分别代表乡道10、50、100 m样线；用D表示对照组。

1.2 研究方法

将捕获的社鼠带回实验室，鉴定性别，并记录质量(±0.01 g)、体长(±0.1 cm)后进行解剖。分辨出心、肺、肝、脾、肾并称量记录各器官鲜质量(±0.001 g)和胴体质量(±0.01 g)。将胃纵切，分析其内容物。将所有器官放入培养皿并置于烘箱中，用60 ℃温度烘干至恒质量并记录其数值。对研究区域国道及乡道的车流量进行了连续3d的监测，上午06:00—08:00国道平均车流量为69辆，乡道平均车流量为2辆；傍晚18:00—20：00国道平均车流量为99辆，乡道平均车流量为5辆。

1.3 数据处理

统计分析借助R3.0.1统计软件完成。利用广义线性模型(GLM)的泊松分布统计不同干扰类型下相对捕获率的差异。食性差异分析中，记录胃内出现各食糜频次，以相对频次(出现频次与总频次之比)表示食物组成，采用卡方检验比较不同道路类型间食物组成差异。对采集的社鼠怀孕鼠和非怀孕鼠做以体质量为协变量的双因素方差分析，结果显示社鼠各指标怀孕鼠与非怀孕鼠之间无显著差异(P>0.157)。因此，采用以体质量和体长为协变量的双因素分析法，分析比较同种鼠类不同道路类型间脏器重量差异，利用LSD进行组间差异的分析。

2 结果与分析

2.1 捕获小型哺乳动物种群结构

共捕获啮齿动物7种，隶属1目2科5属。所捕获的啮齿动物的种分别是：社鼠(Rattusniviventer)64只、针毛鼠(Rattusfulvescens)2只、中华姬鼠(Apodemusdraco)31只、高山姬鼠(Apodemuschevrieri)4只、小泡巨鼠(Leopoldamysedwardsi)5只、大足鼠(Rattusnitidus)1只和猪尾鼠(Typhlomyscinereue)3只。3种公路类型共捕获啮齿动物110只，总捕获率为2.62%，多样性指数为1.656。国道共捕获啮齿动物7种38只，捕获率为2.11%，多样性指数为1.926，其中，G10捕获啮齿动物9只，捕获率为1.5%；G50捕获啮齿动物14只，捕获率为2.33%；G100捕获啮齿动物15只，捕获率为2.5%。乡道共捕获啮齿动物4种49只，多样性指数为1.035，捕获率为2.67%，其中，X10捕获啮齿动物12只，捕获率为2%；X50捕获啮齿动物16只，捕获率为2.67%；X100捕获啮齿动物21只，捕获率为3.5%。尽管国道的捕获率低于乡道，但并没有统计上的显著性差异(X2=1.395，P=0.238)；距公路的距离越远，捕获率也越高，但差异不显著(X2=4.046，P=0.132)。对照组共捕获啮齿动物4种23只，多样性指数为1.381，捕获率最高(3.83%)，但统计上与国道和乡道的各样线间并没有显著差异(X2=9.143，P=0.1657)。

2.2 不同道路类型社鼠脏器差异

以体质量为协变量的多元方差分析结果显示：不同道路类型间社鼠心鲜质量(F=0.205，P=0.974)、心干质量(F=0.23，P=0.965)、肺干质量(F=2.191，P=0.059)、脾鲜质量(F=1.121,P=0.364)、脾干质量(F=1.2,P=0.322)无显著差异，而肺鲜质量(F=2.765,P=0.021)、肝鲜质量(F=3.61,P=0.005)、肝干质量(F=2.541,P=0.033)、肾鲜质量(F=2.396,P=0.041)、肾干质量(F=2.484,P=0.035)差异显著。肺鲜质量、肝鲜质量和干质量均在G50中具有最高值，G100次之，X100最小；肾鲜质量在G50中最高，G10次之，X100最小；肾干质量在G50中最高，G100次之，D最小。

对不同道路类型间社鼠脏器质量两两分析的LSD结果显示：肺鲜质量中，G50与G100不显著，与其它道路类型差异显著，其中，与X100显著性最大(P=0.002),与G10显著性最小(P=0.044)，X100与G50、G100(P=0.05)差异显著，其余道路类型无显著差异；肝鲜重中，G50与G10、G100无显著差异，与其它道路类型差异显著，其中，与X100显著性最大(P<0.001)，与D显著性最小(P=0.026)，其余6种道路类型间无显著差异；肝干质量中，G50与G10无显著差异，与其它道路类型差异显著，其中，与X100显著性最大(P<0.001)，与D显著性最小(P=0.028)，其余6种道路类型间无显著差异；肾鲜质量中，G50与G10、G100无显著差异，其中，与X10显著性最大(P=0.004)，与X100显著性最小(P=0.049)，与其它道路类型差异显著，X10与G10、G50、G100差异显著(P=0.046,P=0.021)；肾干重中，G50与D、X10、X50差异显著,其中，与D显著性最大(P=0.002)，与X50显著性最小(P=0.044)，D与G100差异显著(P=0.012)，G100与X10差异显著(P=0.045)。

2.3 不同道路类型社鼠食性

卡方分析结果显示不同道路类型社鼠(X2=12.597,P=0.815)食物中各成分出现的相对频次差异不明显。社鼠的食物组成中以种子(相对频次50%)和茎叶(24.6%)为主，动物性食物(14%)和花(11.4%)为辅。

3 结论与讨论

虽然没有统计到显著差异，不同公路类型所捕获的啮齿动物数量存在明显不同。随着交通强度的增大，啮齿动物捕获率呈下降趋势。从同种道路不同距离样线的捕获率来看，捕获率并没有因为距道路距离越近而明显的减少，而车辆行驶中的噪音应随距离的增加而减少，这说明噪声并非造成道路两旁社鼠密度低的主要原因[8]。同时，灯光、气体、车流量和车辆行驶速度、土壤和水源污染也都是影响道路两旁种群数量的因子[9]。

内脏器官作为哺乳动物的代谢器官，脏器指数能反应动物的营养状态和内脏器官的健康情况[10]，外界环境是影响哺乳动物内脏器官形态的关键因素之一[11]。心、肺和肾的大小一般随着代谢率增高而增大[12-13]，国道所捕获的社鼠心、肺和肾质量明显高于乡道和对照组，可能是国道对社鼠干扰较大，使其警惕性和反应速度提高，增大运动量，代谢速率和耗氧量随之增大，但乡道组社鼠和对照组社鼠心、肺、肾差异不大，可能是因为乡道干扰较小，对社鼠活动影响也较小。脾脏是一种重要的免疫器官，其质量是衡量动物免力能的关键指标[14]。社鼠的脾脏在对照组质量最大，乡道其次，国道最低，脾脏质量会随着野外环境恶劣程度增长而随之增加，但脾脏质量也跟其食性密切相关，当社鼠摄取较多的高纤维植物时，脾脏的质量会明显下降[15]。肝脏是重要的贮能器官和产热器官，其质量受环境温度、光周期、食物质量的调节[14]。国道中社鼠肝脏质量明显高于其它两种道路类型，这可能跟其种群密度有关，种群密度较小时，社鼠在取食过程中的竞争压力也随之变小，食物资源相对较丰富易得，能量消耗相对较少。

通过食性分析可以了解动物与环境之间的相互关系[16]。所捕获的啮齿动物的食性没有显著差异，均以种子为主，辅以少量的茎叶、昆虫和花。这与捕获的时间是秋季有关，种子资源丰富，动物无需摄取过多其它食物。从不同道路类型间社鼠的食物组成频次上可以看出：社鼠在距离公路越远的地方，食物组成中种子所占的比例呈降低趋势，原因是距公路距离越近，小型哺乳动物的种群密度越低，对种子的取食压力也随之减少，相比于小型哺乳动物集中的区域，植物种子将更容易获得。

通过公路干扰对神农架地区啮齿动物群落及脏器器官影响的研究，结果表明靠近公路的啮齿动物种群数量明显降低，生理生态适应也发生了明显变化，这一结果也为进一步探索林区公路对小型啮齿动物生活习性等方面提供研究基础，加深我们对公路干扰下啮齿动物在森林生态系统中机制的理解，为预测和防治森林鼠害提供参考依据。

[1] 鲍毅新.社鼠的研究概要[J].浙江师大学报:自然科学版,1993,16(2):50-54.

[2] 张军生,李国文,尹传玉.内蒙古大兴安岭林区人工林鼠害调查[J].中国森林病虫,2001,20(3):33-35.

[3] 曾胜兰.道路建设对路边植物群落的影响[D].上海:复旦大学,2011:32-33.

[4] 张景华,封志明,姜鲁光,等.道路干扰对澜沧江流域景观格局的影响[J].自然资源学报,2013,28(6):969-980.

[5] Bissonette J A, Rosa S A. Road Zone effects in Small-Mammal communities[J]. Ecology and Society,2009,14(1):27-31.

[6] Barlow J, Gardner T A, Araujo I S, et al. Quantifying the biodiversity value of tropical primary, secondary, and plantation forests[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2007,104(47):18555-18560.

[7] Laurance W F, Croes B M, Guissouegou N, et al. Impacts of roads, hunting and habitat alteration on nocturnal mammals in African rainforests[J]. Conservation Biology,2008,22(3):721-732.

[8] Mcgregor R L, Bender D J, Fahrig L. Do small mammals avoid roads because of the traffic[J]. Journal of Applied Ecology,2008,45(1):117-123.

[9] 李斌,栾晓峰,马武昌.高速公路对野生动物的影响及其保护措施研究[J].安徽农业科学,2011,39(18):11131-11134,11222.

[10] 张世炎,麦海.黄毛鼠内脏器官重量和含水量的测定[J].动物学杂志,2001,36(5):48-50.

[11] Pucek Z. Seasonal and age changes in the weight of internal organs of shrews[J]. Acta Theriologica,1965,10:369-438.

[12] 杜卫国,鲍毅新,施利强,等.社鼠内脏器官重量和水分含量的季节变化[J].动物学杂志,1999,34(1):23-25.

[13] 陈文文,刘三峡,钟杰,等.神农架林区5种林型中社鼠脏器的重量[J].四川动物,2012,31(6):945-949.

[14] 张志强,王德华.长爪沙鼠脏器重量和肠道长度的季节性变化[J].兽类学报,2009,29(3):294-301.

[15] Liu Q S, Wang D H. Effects of diet quality on phenotypic flexibility of organ size and digestive function inMongoliangerbils[J]. Journal of Comparative Physiology B,2007,177(5):509-518.

[16] 铁军,张晶,彭林鹏,等.神农架川金丝猴冬春季节食性分析[J].生态学杂志,2010,29(1):62-68.

Effects of Road Disturbances on Populations and Viscera Organs of Glires/

Zhang Ze, Wang Ying, Jia Weiwei

(Northeast Forestry University,Harbin 150040, P. R. China);

Zhou Youbing

(Institute of Botany of Chinese Academy of Sciences)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(8).-112～114

We analysed the influence of road disturbances on Glires community structure,Niviventerconfucianusinternal organs and feeding habits. The population density of Glires reduced with the increasing of road disturbances. In different road disturbance, the analysis of covariance of viscera organs shows the weights of heart and spleen did not differ betweenNiviventerconfucianusin different road disturbance, but there are significant differences in the weights of lung, liver and kidney. There is no significant variation in dietary biases, because the small mammals are primarily seminivorous fed on a small number of phyllophagous, anthophagous and insectivorous.

Road disturbance;Niviventerconfucianus; Viscera; Food habit

张泽,男，1989年7月生，东北林业大学林学院，硕士研究生。

周友兵，中国科学院植物研究所，副研究员。E-mail:zhouyb@ibcas.ac.cn。

2014年4月15日。

S443

1) 环保公益性行业科研专项(201309039)资助。

责任编辑：潘 华。