吴逸群+刘建文+许秀+刘方庆
摘要: 采集并分析了2012年1~2月间陕西黄河湿地自然保护区的大鸨(Otis tarda dybowskii)越冬种群粪便样品中9种重金属元素(Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg)含量,其中Mn含量最高,为174.55 mg/kg;Zn含量次之,为57.46 mg/kg;Cd、Hg含量较低,分别为0.35、0.05 mg/kg。大鸨粪便相对于其他鸟类Cd、Pb含量偏高,分析了鸟类粪便可作为环境重金属污染监测指标的可行性。
关键词: 大鸨(Otis tarda dybowskii);粪便;重金属元素;分析;环境监测
中图分类号:P642.25文献标识码:A文章编号: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
大鸨(Otis tarda dybowskii)是我国Ⅰ级保护鸟类,世界濒危物种。在我国,其东方亚种主要繁殖于内蒙及东北地区,越冬于黄河流域、长江中下游等处[1]。由于生存环境变化及滥捕乱猎等原因,近年其种群数量有下降趋势[2]。目前,我国大鸨的研究多集中在种群生态[3,4]、栖息地[5]、行为[6],大鸨营养研究仅见于蛋白质及能量代谢率[7]、越冬期粪便氨基酸含量[8]以及繁殖期粪便性激素含量变化[9]等方面,而大鸨粪便中重金属元素含量报道较少。粪便作为动物未被消化的食物残渣,其粪便重金属的含量能反映动物栖息环境重金属水平,进而可作为评判生境优劣的依据。本试验通过分析大鸨越冬期粪便中Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg等9种重金属元素含量,为人工饲养大鸨提供基础资料,同时比较了不同鸟禽粪便中的重金属元素含量,探究大鸨栖息地重金属污染问题,以期为大鸨研究及其保护区建设提供建议。
1材料与方法
1.1样品采集
陕西黄河湿地自然保护区(110°10′~110°36′E,34°36′~5°40′N)位于陕西省关中平原东部,以黄、渭、洛三河交汇处河床为主,由河流水面、滩涂、泛洪平原及少量阶地组成。课题组2012年1月14日于渭南市大荔县赵渡乡麦田发现12只大鸨栖息;1月31日,在大荔县韦林镇东南发现2群越冬种群,85只在麦田停栖,20只在翻耕地;2月1日在洛河与渭河交界处发现4只大鸨[10],在大鸨越冬栖息过的麦田及豆田内发现有大量大鸨粪便。收集大鸨新鲜粪便,记录生境特征等信息。
1.2仪器
AFS-9230型原子荧光光谱仪(北京吉天仪器有限公司);DMA-80型测汞仪(中西远大科技有限公司) ;IRIS Advantage等离子体发射光谱仪(美国热电公司)
1.3方法
重金属Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As测定采用微波消解法预处理,Hg测定无需预处理,样品称重后直接测定。As采用原子荧光光谱法测定;测定Hg采用测汞仪;Mn、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn采用等离子体发射光谱法分析。
2结果与分析
2.1大鸨粪便中重金属元素含量分析
大鸨粪便中Mn含量最高,为174.55 mg/kg;其次为Zn,含量57.46 mg/kg;Cd、Hg含量最低,分别为0.35、0.05 mg/kg(图1)。动物粪便重金属元素含量直接与其食物中重金属元素含量有关[11],大鸨粪便重金属元素含量反映了其食物中重金属元素含量。陕西黄河湿地的黄河、渭河和洛河的交汇区域的滩地、农田为我国大鸨东方亚种的重要越冬栖息地[10],越冬期大鸨的主要食物为麦苗、豆粒等,尤其以麦苗为主(占84.80%),而这也正是当地主要农作物。麦苗中重金属元素含量随土壤环境中重金属元素含量增加而增加[12]。因此,大鸨粪便中的重金属元素含量不仅可反映农作物中的重金属元素含量,也反映大鸨越冬地土壤中重金属水平。
2.2大鸨与其他鸟禽粪便中重金属元素含量的比较
从表1中大鸨与其他禽类粪便重金属元素含量的比较可知,大鸨粪便中Cd、Pb相对较高,而Cu、Zn、As、Hg含量较低,Cr、Ni、Mn在禽类中研究较少。其中,寿光鸡、保定鸡、鸽粪便中重金属元素含量依次为Zn>Cu>Pb>Cd,与大鸨粪便中这4种重金属元素的大小排序一致。由于动物饲料中重金属元素含量增加,其粪便中重金属元素含量也会相应增加[11]。例如:人工饲养禽畜因其饲料添加剂中的高Cu,导致其粪便中的高Cu含量。此外,禽畜粪便中重金属元素含量的高低还取决于饲料添加剂以及禽畜病害防治中某些微量元素的使用量[17]。从大鸨粪便的重金属元素含量比较中得出Zn、Cu含量高的结果,这与人工饲养动物的高含量Zn、Cu来源不同,主要与食物因素及栖息地环境的含量有关。但相对于人工饲养鸟禽,野生大鸨粪便中Cd、Pb含量偏高,大鸨粪便中异于饲养动物的Cd、Pb,可能是环境中农业生产过程中,农业机械因素和农药化肥使用造成的结果。
目前对于禽畜粪便的研究,在Mn、Ni方面较少。Mn主要作为酶的组成部分或催化剂,参与多种生物化学反应,但过量Mn可对神经、免疫、生殖系统等造成不同程度损害[18]。Ni刺激造血功能,参与某些酶的组成,缺乏易导致生长缓慢,生殖力减弱,过量则导致心肌、脑、肝、肾退行性变化。
3小结
大鸨是我国一级保护动物,世界濒危物种。目前我国对大鸨的相关研究工作尚处于基础资料累积阶段,在营养代谢、行为发生机制[19]、疾病防治等方面较欠缺。本试验结果有助于人们了解大鸨不同生长阶段的营养特征,改善人工饲养及野生种群机体素质,提高抵御疾病及恶劣环境的能力,为其生存及种群延续提供有力帮助。
大鸨粪便中相对于其他动物粪便中较高含量Pb的存在表明环境中可能存在Pb污染。摄入过量Pb会严重干扰生物的生长发育。本区域地广人稀,农业耕种面积大,但农耕时多有车辆及农业机械进入,长期积累可造成土壤中Pb含量过高,进而导致在区域内动物的体内富集。对本区域内鸟禽粪便中重金属元素含量的监测,不仅有利于对本区域多种珍稀动植物的保护,也有利于保护人类的生活环境。
粪便用于动物体DNA含量分析,动物体内病原菌,激素变化[20,21]等方面已有相关报道,作为监测动物体健康状况的重要指示物,对动物饲养及保护具有重要意义,开展大鸨粪便监测研究将为推广大鸨及其他鸟禽保护工作提供有力的技术支撑。
参考文献:
[1] 韩耀建.黄河湿地豫东段大鸨(东方亚种)越冬集群和栖息地生境特征的研究[D].河南开封:河南大学, 2011.
[2] 姚静,慕德俊,刘畅,等.大鸨人工养殖技术[J].野生动物,2011,32(6):329-331.
[3] 李晓民,刘学昌,周景英,等.内蒙古图牧吉冬季大鸨调查初报[J].动物学杂志,2005,40(3):46-49.
[4] 武明录, 侯建华,王秀辉, 等.河北省大鸨的分布与保护[J].四川动物,2011,30(5): 814-815.
[5] 赵志轩,严登华,翁白莎,等.白洋淀流域大鸨越冬栖息地的适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(7):1907-1913.
[6] 孔有琴,李枫,田秀华,等.笼养大鸨繁殖行为的时间分配和活动节律[J].东北林业大学学报,2004,32(1):70-72.
[7] 张同作,刘伟石,吴韦翌,等.大鸨生长期能量代谢和蛋白质沉积量的初步研究[J].应用与环境生物学报,2004,10(1):116-118.
[8] 苏丽娟, 刘全军, 侯元春, 等.野生大鸨的粪便成分分析[J].四川动物,2008,27(5):888-889.
[9] 卢小琴.笼养大鸨繁殖期行为与粪便中性激素水平的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.
[10] 吴逸群.陕西黄河湿地大鸨越冬种群调查研究[J].安徽农业科学,2012,40(16):8926.
[11] 闫秋良, 刘福柱.通过营养调控缓解畜禽生产对环境的污染[J].家禽生态,2002,23(3):68-70.
[12] 邵云,李春喜,李向力,等.土壤-小麦系统中5种重金属元素含量的相关分析[J].河南农业科学,2007(5):25-28.
[13] 陈丽娜, 张晓芳, 赵全利, 等.保定市郊养殖场禽畜粪中重金属元素含量调查分析[J].中国农业通报,2008,24(5):357-362.
[14] 何飞飞, 任涛, 杨君.三元复混肥和鸡粪肥中重金属元素含量特征分析与评价[J].湖南农业大学学报(自然科学版), 2011, 37(6): 665-668.
[15] 史东仇,曹永汉.中国朱鹮[M].北京:中国林业出版社,2001.
[16] 姚丽贤,李国良,何兆恒,等.连续施用鸽粪对菜心产量及重金属元素含量的影响[J].中国生态农业学报,2008,16(2): 345-350.
[17] 彭来真,刘琳琳,张寿强,等.福建省规模化养殖场禽畜粪便中的重金属元素含量[J].福建农林大学学报(自然科学版),2010,39(5):523-527.
[18] 李峰,丁长青.重金属污染对鸟类的影响[J].生态学报, 2007,27(1):0296-0303.
[19] 田秀华, 张佰莲.中国大鸨研究进展及保护对策[J].野生动物, 2006,27(3):32-37.
[20] 于鸿浩,赵新全,尤进茂.藏羚粪便中类固醇激素的高效液相色谱分析[J].安徽农业科学,2011,39(21):12881-12883.
[21] 田新民,张明海.粪便微卫星DNA在种群大小评估中的应用及若干问题的探讨[J].四川动物,2008,27(4):708-712,719.
3小结
大鸨是我国一级保护动物,世界濒危物种。目前我国对大鸨的相关研究工作尚处于基础资料累积阶段,在营养代谢、行为发生机制[19]、疾病防治等方面较欠缺。本试验结果有助于人们了解大鸨不同生长阶段的营养特征,改善人工饲养及野生种群机体素质,提高抵御疾病及恶劣环境的能力,为其生存及种群延续提供有力帮助。
大鸨粪便中相对于其他动物粪便中较高含量Pb的存在表明环境中可能存在Pb污染。摄入过量Pb会严重干扰生物的生长发育。本区域地广人稀,农业耕种面积大,但农耕时多有车辆及农业机械进入,长期积累可造成土壤中Pb含量过高,进而导致在区域内动物的体内富集。对本区域内鸟禽粪便中重金属元素含量的监测,不仅有利于对本区域多种珍稀动植物的保护,也有利于保护人类的生活环境。
粪便用于动物体DNA含量分析,动物体内病原菌,激素变化[20,21]等方面已有相关报道,作为监测动物体健康状况的重要指示物,对动物饲养及保护具有重要意义,开展大鸨粪便监测研究将为推广大鸨及其他鸟禽保护工作提供有力的技术支撑。
参考文献:
[1] 韩耀建.黄河湿地豫东段大鸨(东方亚种)越冬集群和栖息地生境特征的研究[D].河南开封:河南大学, 2011.
[2] 姚静,慕德俊,刘畅,等.大鸨人工养殖技术[J].野生动物,2011,32(6):329-331.
[3] 李晓民,刘学昌,周景英,等.内蒙古图牧吉冬季大鸨调查初报[J].动物学杂志,2005,40(3):46-49.
[4] 武明录, 侯建华,王秀辉, 等.河北省大鸨的分布与保护[J].四川动物,2011,30(5): 814-815.
[5] 赵志轩,严登华,翁白莎,等.白洋淀流域大鸨越冬栖息地的适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(7):1907-1913.
[6] 孔有琴,李枫,田秀华,等.笼养大鸨繁殖行为的时间分配和活动节律[J].东北林业大学学报,2004,32(1):70-72.
[7] 张同作,刘伟石,吴韦翌,等.大鸨生长期能量代谢和蛋白质沉积量的初步研究[J].应用与环境生物学报,2004,10(1):116-118.
[8] 苏丽娟, 刘全军, 侯元春, 等.野生大鸨的粪便成分分析[J].四川动物,2008,27(5):888-889.
[9] 卢小琴.笼养大鸨繁殖期行为与粪便中性激素水平的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.
[10] 吴逸群.陕西黄河湿地大鸨越冬种群调查研究[J].安徽农业科学,2012,40(16):8926.
[11] 闫秋良, 刘福柱.通过营养调控缓解畜禽生产对环境的污染[J].家禽生态,2002,23(3):68-70.
[12] 邵云,李春喜,李向力,等.土壤-小麦系统中5种重金属元素含量的相关分析[J].河南农业科学,2007(5):25-28.
[13] 陈丽娜, 张晓芳, 赵全利, 等.保定市郊养殖场禽畜粪中重金属元素含量调查分析[J].中国农业通报,2008,24(5):357-362.
[14] 何飞飞, 任涛, 杨君.三元复混肥和鸡粪肥中重金属元素含量特征分析与评价[J].湖南农业大学学报(自然科学版), 2011, 37(6): 665-668.
[15] 史东仇,曹永汉.中国朱鹮[M].北京:中国林业出版社,2001.
[16] 姚丽贤,李国良,何兆恒,等.连续施用鸽粪对菜心产量及重金属元素含量的影响[J].中国生态农业学报,2008,16(2): 345-350.
[17] 彭来真,刘琳琳,张寿强,等.福建省规模化养殖场禽畜粪便中的重金属元素含量[J].福建农林大学学报(自然科学版),2010,39(5):523-527.
[18] 李峰,丁长青.重金属污染对鸟类的影响[J].生态学报, 2007,27(1):0296-0303.
[19] 田秀华, 张佰莲.中国大鸨研究进展及保护对策[J].野生动物, 2006,27(3):32-37.
[20] 于鸿浩,赵新全,尤进茂.藏羚粪便中类固醇激素的高效液相色谱分析[J].安徽农业科学,2011,39(21):12881-12883.
[21] 田新民,张明海.粪便微卫星DNA在种群大小评估中的应用及若干问题的探讨[J].四川动物,2008,27(4):708-712,719.
3小结
大鸨是我国一级保护动物,世界濒危物种。目前我国对大鸨的相关研究工作尚处于基础资料累积阶段,在营养代谢、行为发生机制[19]、疾病防治等方面较欠缺。本试验结果有助于人们了解大鸨不同生长阶段的营养特征,改善人工饲养及野生种群机体素质,提高抵御疾病及恶劣环境的能力,为其生存及种群延续提供有力帮助。
大鸨粪便中相对于其他动物粪便中较高含量Pb的存在表明环境中可能存在Pb污染。摄入过量Pb会严重干扰生物的生长发育。本区域地广人稀,农业耕种面积大,但农耕时多有车辆及农业机械进入,长期积累可造成土壤中Pb含量过高,进而导致在区域内动物的体内富集。对本区域内鸟禽粪便中重金属元素含量的监测,不仅有利于对本区域多种珍稀动植物的保护,也有利于保护人类的生活环境。
粪便用于动物体DNA含量分析,动物体内病原菌,激素变化[20,21]等方面已有相关报道,作为监测动物体健康状况的重要指示物,对动物饲养及保护具有重要意义,开展大鸨粪便监测研究将为推广大鸨及其他鸟禽保护工作提供有力的技术支撑。
参考文献:
[1] 韩耀建.黄河湿地豫东段大鸨(东方亚种)越冬集群和栖息地生境特征的研究[D].河南开封:河南大学, 2011.
[2] 姚静,慕德俊,刘畅,等.大鸨人工养殖技术[J].野生动物,2011,32(6):329-331.
[3] 李晓民,刘学昌,周景英,等.内蒙古图牧吉冬季大鸨调查初报[J].动物学杂志,2005,40(3):46-49.
[4] 武明录, 侯建华,王秀辉, 等.河北省大鸨的分布与保护[J].四川动物,2011,30(5): 814-815.
[5] 赵志轩,严登华,翁白莎,等.白洋淀流域大鸨越冬栖息地的适宜性评价[J].应用生态学报,2011,22(7):1907-1913.
[6] 孔有琴,李枫,田秀华,等.笼养大鸨繁殖行为的时间分配和活动节律[J].东北林业大学学报,2004,32(1):70-72.
[7] 张同作,刘伟石,吴韦翌,等.大鸨生长期能量代谢和蛋白质沉积量的初步研究[J].应用与环境生物学报,2004,10(1):116-118.
[8] 苏丽娟, 刘全军, 侯元春, 等.野生大鸨的粪便成分分析[J].四川动物,2008,27(5):888-889.
[9] 卢小琴.笼养大鸨繁殖期行为与粪便中性激素水平的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.
[10] 吴逸群.陕西黄河湿地大鸨越冬种群调查研究[J].安徽农业科学,2012,40(16):8926.
[11] 闫秋良, 刘福柱.通过营养调控缓解畜禽生产对环境的污染[J].家禽生态,2002,23(3):68-70.
[12] 邵云,李春喜,李向力,等.土壤-小麦系统中5种重金属元素含量的相关分析[J].河南农业科学,2007(5):25-28.
[13] 陈丽娜, 张晓芳, 赵全利, 等.保定市郊养殖场禽畜粪中重金属元素含量调查分析[J].中国农业通报,2008,24(5):357-362.
[14] 何飞飞, 任涛, 杨君.三元复混肥和鸡粪肥中重金属元素含量特征分析与评价[J].湖南农业大学学报(自然科学版), 2011, 37(6): 665-668.
[15] 史东仇,曹永汉.中国朱鹮[M].北京:中国林业出版社,2001.
[16] 姚丽贤,李国良,何兆恒,等.连续施用鸽粪对菜心产量及重金属元素含量的影响[J].中国生态农业学报,2008,16(2): 345-350.
[17] 彭来真,刘琳琳,张寿强,等.福建省规模化养殖场禽畜粪便中的重金属元素含量[J].福建农林大学学报(自然科学版),2010,39(5):523-527.
[18] 李峰,丁长青.重金属污染对鸟类的影响[J].生态学报, 2007,27(1):0296-0303.
[19] 田秀华, 张佰莲.中国大鸨研究进展及保护对策[J].野生动物, 2006,27(3):32-37.
[20] 于鸿浩,赵新全,尤进茂.藏羚粪便中类固醇激素的高效液相色谱分析[J].安徽农业科学,2011,39(21):12881-12883.
[21] 田新民,张明海.粪便微卫星DNA在种群大小评估中的应用及若干问题的探讨[J].四川动物,2008,27(4):708-712,719.