圈养绿海龟的筑巢行为和巢址选择特征

陈华灵 叶明彬* 李满文 观玉安 李丕鹏

(1.广东惠东海龟国家级自然保护区管理局，惠州，516359；2.沈阳师范大学爬虫研究所，辽宁省进化与生物多样性重点实验室，沈阳，110034)

绿海龟(Cheloniamydas)被国际自然保护联盟(IUCN 2020)列入濒危物种红色名录，为我国一级保护野生动物[1]，是在我国主要产卵繁殖的海龟[2]。近年来，受海洋污染，渔业捕捞，非法贸易及产卵地和栖息地遭受破坏等影响，我国海龟资源急剧下降[3-4]。目前，我国除西沙群岛、台湾等岛屿尚有绿海龟上岸产卵外，大陆沿岸仅存广东惠东海龟国家级自然保护区一个产卵点，而上岸产卵的绿海龟已是寥寥无几[3]。人工繁殖是有效恢复海龟资源的方法之一[5]；加强绿海龟产卵场保护是维持其种群数量稳定的一个重要保证[6]，了解海龟巢址选择的偏好对提高海龟人工繁殖效率和自然产卵场保护策略的制定都至关重要。

尽管绿海龟一生的大部分时间生活在海洋中，但龟卵需在沙滩中孵化[7]。在缺乏亲代照料的情况下，选择合适的产卵位置成为它们迎接生死的第一个挑战，故巢址的选择成为海龟适应环境的重要机制之一[8]。例如，靠近大海的巢穴会增加海龟卵被海水淹没的可能性[9]；靠近内陆的巢穴则会受到树根穿透、干旱气候、幼龟迷失方向及天敌捕食等因素的影响[10]。

影响海龟选址的因素主要有两个方面。一是微生境，包括物理因子(基质、温度和湿度)。沙粒的平均粒径与孵化期胚胎的死亡率呈正相关[11]；沙层的温度影响孵出稚龟的性别比例及出生率[12-13]。二是大生境，包括影响母龟生存、繁殖成功的自然或人为掠夺的因素[14-16]。母龟可能根据非生物和生物因素的组合来选择巢穴[17]。对非生物信号的选择性是明显的，不仅与筑巢时在该地点的条件有关，也与附近地点的环境相关[17-20]。

目前，国内外对绿海龟巢址选择研究集中在卵窝的沙粒大小、湿度、温度、坡度、潮水线及植被分布情况与巢址选择的关系[11-13，15-20]，且主要通过统计分析野生海龟卵窝位置得出的结论，忽略弃巢及个体筑巢行为的细节，也很少提及树木环境及巢穴隐蔽性对绿海龟巢址选择的影响，不能全面地阐明绿海龟对产卵环境的偏好及选择机制。

每只绿海龟在每个产卵季会返回同一片海滩的不同区域产卵，最高可产8窝[21]，是研究海龟巢址选择行为的合适物种。本研究采用红外线视频监控技术观察人工条件下雌性绿海龟的筑巢行为，旨在了解我国绿海龟巢址选择偏好，为人工繁殖产卵场的建设及自然产卵场的管理提供切实的科学依据。

1 材料与方法

1.1 时间和地点

2019年5月—2020年10月，在广东惠东海龟国家级自然保护区(22°33′N，114°54′E)进行试验。

1.2 监测场地

试验在保护区一个占地面积为5 000 m2的露天海龟繁殖馆进行(图1A)。该馆坐落在保护区的一个坐北向南、三面环山的沿岸山谷中(山的北边2 km是惠东县港口滨海旅游度假区)，由靠海边(南边)3 500 m2的水池和靠山边(北边)1 500 m2的人工沙滩组成。沙滩长50.0 m(是与水池连接的长度，海龟可以在这个长度的任意一处进入沙滩)，宽30.0 m，深1.5 m。整个沙滩坡幅缓慢向北侧稍微隆起，沙层结构和沙粒大小基本相同。沙粒粒径10—100 μm，呈淡黄色。由于沙滩有树木分布，故将其分为树木区和裸露区(g区)。树木成排均匀地分布在远离水面的沙滩北侧，以树为中心，半径为3 m计，约占整个沙滩面积的1/20。树木区如图1B所示，从水池往沙滩看，除右边有一棵高4 m的鸡冠刺桐(Erythrinacrista-galli)外，其余皆为高4—8 m的旅人蕉(Ravenalamadagascariensis)。树木与水池和沙滩连接线基本成垂直排列，树列之间距离较为均匀，约6 m，因此，离树木3 m计，树列之间形成的覆盖范围，以树列为中心，从左到右，分为a、b、c、d、e、f区。另外，根据树木各间隙靠山边处有无遮蔽植物(距沙滩约50 cm，高约4 m)，又把各区细分为隐蔽区(a、b区)和通透区(c、d、e、f区)。为了进一步确定各区后方的遮蔽物对海龟产卵的影响，在2020年的产卵季，用长6 m、宽4 m的黑色遮光网对c区靠山边处进行遮蔽，把其调整为隐蔽区(图1C)。

1.3 监测设备和对象

为了减少人为干扰，更好地观察海龟的产卵行为，在沙滩四周安装6个红外线摄像球机(型号：DH-SD-9A1242UA-HNI，中国浙江大华科技有限公司)。该球机具备45倍机械放大、360度动态跟踪功能，同时具备星光级红外摄像系统，像素高达1 080 P，可实现日夜无死角地监控绿海龟的产卵行为。将摄像球机连接到硬盘容量为16 TB，64位的录像机上(型号：DH-NVR608-64-4KS2，中国浙江大华科技有限公司)，可连续储存6个球机1个月所记录的视频。

繁殖期间，对11只(2只野外救护、9只保护区出生)人工培育成熟的雌性绿海龟的筑巢及产卵行为进行了连续长达2年的监测。为了准确识别每一只海龟，采用Ye等[22]的标识方法，在每一只海龟的前肢注射了电子芯片标签(型号HPT9，Biomark，Boise，Idaho，USA)。在绿海龟入池前，记录各个体的电子芯片号码及性别；拍摄它们在自然光和红外光下的上、左、右头部鳞甲和甲壳图案，建立海龟个体识别档案，采用Reisser等[23]的面部识别方法，识辨每只上沙滩筑巢海龟的身份。

5—9月，用HOBO温度记录仪(型号：UA-002-64)监测隐蔽区、通透区和裸露区的表层5 cm沙温和水池水温情况，每小时记录1次；并用沙层水分分析仪(Moisture Meter)监测海龟上岸产卵时各区沙滩表层5 cm处的湿度情况。

1.4 数据收集

在2019—2020年产卵季节(5月1日—10月1日)进行了密集的夜间巡逻，由于海龟主要在晚间上岸产卵，每晚安排2人值班，值守时间为18：00—02：00。在海龟从沙滩回到水池前，扫描它们的芯片号码或通过其面部图像识别并记录每只上沙滩筑巢的海龟身份，同时给每个筑巢位置标上编号，并测量该位置到树木的最近距离。为了及时统计和研究海龟的产卵行为，在第2天回放摄影图像，记录海龟筑巢和成功产卵位置，同时拷贝并保存视频资料。

1.5 统计分析

应用Excel统计和绘制数据图，采用SPSS 23对绿海龟筑巢和产卵、沙子表层湿度和温度等数据进行正态分布检验，并分析它们在不同区域之间是否存在差异。符合正态分布的则用独立样本t检验，不符合的则用非参数U检验，显著水平设置为P<0.05，数据使用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 绿海龟筑巢产卵情况

通过观察11只雌性绿海龟上岸产卵行为，发现1只雌性绿海龟1个繁殖季产卵2—7窝。其中，首年产卵雌龟平均产卵(3.33±1.21)窝(n=6)，其余雌龟产(6.20±1.09)窝(n=5)。绿海龟一般在夜间上岸筑巢，但并非每一次筑巢都会产卵。绿海龟每次产卵平均需上岸(2.22±1.06)次，筑巢(2.33±1.28)次。根据表1所示，2年来，11只雌性绿海龟共筑巢119次、产卵51窝，产卵次数和筑巢数的比值为0.42。在51窝卵中，13窝位于同一只海龟当初的弃巢或其邻近的位置，约占产卵窝数的25%；15窝是一次性筑巢完成的，包括首年产卵雌龟7窝，往年产卵雌龟8窝。

表1 海龟在不同区域筑巢及产卵情况Tab.1 Nesting site and spawning quantity green turtle in different areas

按不同区域的筑巢情况(图2)，海龟偏爱于树下产卵，96%筑巢和98%产卵位置位于树木区，仅有4%筑巢和2%产卵出现在裸沙区(首年产卵雌龟产卵季初期行为)；树木区与裸露区的筑巢和产卵比例分别为114∶5和50∶1，相应的差异性分析分别为(Z=-2.64，P<0.05)和(Z=-2.70，P<0.05)，差异明显。

产卵季初期在裸沙区筑巢产卵的雌龟，随后的筑巢和产卵偏好逐渐跟其他往年上岸产卵母龟的行为保持基本一致，均选择隐蔽区。2年来，80%筑巢及88%产卵行为集中在隐蔽区，与通透区筑巢(Z=-2.86，P<0.05)和产卵(Z=-2.88，P<0.05)的差异显著。海龟弃巢及产卵的位置与树木的距离分别为(1.81±0.69)m(n=64)与(1.63±0.72)m(n=50)，之间无差异(Z=-1.34，P=0.17)；绿海龟在旅人蕉和鸡冠刺桐树下筑巢数目比例为111∶3，产卵为51∶0，差异显著(t=13.76，df=2.05，P<0.05)。

2.2 绿海龟产卵各区温湿度情况

隐蔽区晚上(18：00—05：00)的平均沙温为(27.19±2.07)℃(n=2 172)，与养殖池晚间的水温(27.75±0.86)℃(n=2 172)存在统计学差异(Z=-6.73，P<0.01)，同时也明显比裸露区的(29.12±3.52)℃(n=2 172)低(Z=-16.58，P<0.01)，然而，却高于通透区的(26.92±1.13)℃(n=2 172)(Z=-4.32，P<0.01)。隐蔽区5 cm内的表层沙层湿度为(2.82±0.35)%(n=155)明显较裸露区的(2.17±0.34)%(n=155)高(Z=-12.35，P<0.01)，但与通透区的(2.75±0.45)%(n=155)没明显差别(Z=-1.53，P=0.12)。

3 讨 论

3.1 绿海龟倾向于隐蔽区筑巢的因子探讨

龟类对产卵点的选择受沙层温度、沙子湿度及安全威胁等因素影响[14-16，24]。本研究显示，绿海龟偏爱于树下产卵，80%筑巢及88%产卵位置位于隐蔽区，这极可能是沙层温度、湿度和巢址周围环境隐蔽等因子的综合结果。第一，温度是雌性海龟选择筑巢地点的重要线索[15]，绿海龟最佳产卵水温介于27—28℃[25]，而这个温度也可能是绿海龟寻找巢址的最佳温度范围。此次研究中，绝大部分绿海龟筑巢及产卵的隐蔽区表层沙温明显低于裸露区，而高于通透区，为(27.19±2.07)℃(n=2 172)，正好处于它们最佳产卵水温范围内，这也可能是绿海龟很少选择裸露区和通透区的原因之一。绿海龟为变温动物[26]，一定时间内，它们的体表温度与周围环境相近，因此，绿海龟在沙滩爬行过程中，可能是以体表与沙层温差变化形成的选择机制来寻找合适产卵点的。绿海龟在离开水面，爬上沙滩时，海水的表层温度将是它们对外温感应的参照标准。本次研究中5—9月绿海龟养殖池晚间的表层水温为(27.75±0.86)℃(n=2 172)，虽从统计学上与隐蔽区的表层沙温存在差异，但对比其他两区，差距最小，同时也在海龟最佳的产卵水温范围内。沙层的温度对海龟卵孵化极其重要[12-13，27]，海龟通过表层沙温选择产卵位置，可能是它们长期形成确定龟卵孵化合适巢址的机制，但这有待进一步研究。第二，海龟卵孵化需要合适的湿度条件[11，24，28]，在胚胎发育的早期，温度是决定胚胎发育的关键，它既决定了性别，又影响了发育速度[12-13，29]，但在胚胎基本成型之后，水分就成为胚胎发育的关键，胚胎需要从外界汲取水分以生长和物质交换[11，30-31]。此次研究发现隐蔽区的沙表层湿度与通透区没有差异，而以上两区的沙表层湿度与裸沙区却有明显差异，说明隐蔽区和通透区的沙层湿度均达到了绿海龟产卵的合适范围，故吸引了绝大多数的海龟前来筑巢和产卵。然而，隐蔽区的筑巢和产卵数远高于通透区，这恰好揭示了海龟对巢址的选择可能是多因素综合的结果。第三，海龟选择隐蔽区还与巢址隐蔽性相关。动物在繁殖期对天敌侵害自身及卵窝安全的警觉性较高[14-16]，袁显春等[32]也发现小鳄龟(Chelydraserpentina)筑巢偏爱于隐蔽的区域。保护区北边2 km是惠东县的滨海旅游度假区，人类活动及人为灯光，尤其是旅游区燃放烟花爆竹的行为及各种远程高射灯较多，皆会对海龟的筑巢行为造成影响[33-35]，隐蔽区则可为母龟及其龟卵提供更隐蔽、更安全的环境。本次研究中，80%筑巢及88%产卵位置集中在隐蔽区，另外，c区经改进隐蔽程度后海龟筑巢及产卵数增加了2倍和1倍，也进一步印证了海龟在筑巢时对自身及卵窝的安全具有高度的警觉性。

据前人研究，卵窝的沙粒大小、坡度、潮水线及植被分布情况与巢址选择也有关[11-13，15-20]。沙粒的大小无疑会影响到巢穴的孵化湿度和温度；靠近大海的巢穴会增加海龟卵被海水淹没的可能性[9]；靠近内陆的巢穴则会受到树根穿透、干旱气候、幼龟迷失方向及天敌捕食等因素的影响[10]；低洼处则增加海龟卵被洪水冲刷的可能性；植被除可提供隐蔽环境外，还可遮挡太阳直晒，防止沙层湿度及温度变化过于激烈，此次研究中树木区与裸沙区沙层温度的差异也验证了这一点。合适的坡度、离潮水线的距离和植被条件则可更好地保证龟卵及母龟的安全，以及提供更稳定的沙子湿度和温度。因此，我们更有理由相信，海龟对巢址的选择是巢址沙层温度、湿度及周围环境安全性综合的结果。

3.2 圈养条件下的巢址选择行为

海龟通常在一定范围内的沙滩上筑巢产卵，墨西哥维拉克鲁斯北部的绿海龟集中在大潮线以上10—24 m的沙滩上筑巢产卵[17]；巴西东北部和巴巴多斯岛筑巢产卵的玳瑁(Eretmochelysimbricata)也很少逾越大潮线31 m[7，19]。然而，在一定范围内，海龟对筑巢位置却具备选择能力，这将取决于这个范围可供选择的环境条件。其一，绿海龟一般在夜间上岸产卵，但并非每一次筑巢都会产卵，它们通常会多次筑巢，甚至经过多次上岸寻找合适的产卵点；其二，在绿海龟选择的产卵位置中，约有25%的产卵位置是它们之前的弃址；其三，本研究中仅发现首年产卵绿海龟的初次筑巢会出现在裸沙区，而随后的筑巢及产卵偏好皆跟往年上岸产卵绿海龟基本一致，均选择在温度、湿度和隐蔽性相对较好的隐蔽区。最后，Santos等[7]发现玳瑁偏爱于植被下筑巢，而当一定范围内全是裸沙的单一环境时，它们也会在当中筑巢产卵，此现象与本次研究得出的论断也不谋而合。初产雌龟在产卵季选择巢址的不同，说明绿海龟可能还具备对产卵环境学习和记忆能力。但由于该实验时间仅持续2年，对初产龟及往年产卵雌龟的一次性产卵数和每窝卵经历的筑巢量等掌握尚不充分，这将有待进一步研究。