東北虎和野豬聲音與太陽能警示燈防控野豬危害及經(jīng)濟閾值研究

崔爽， 劉丙萬

(東北林業(yè)大學(xué)野生動物與自然保護地學(xué)院，哈爾濱150040)

人類和野生動物沖突一直備受關(guān)注(Vijayan & Pad，2002；Ohashietal.，2013)，其中，野豬Susscrofa危害農(nóng)作物的現(xiàn)象在全世界范圍都廣泛存在(Masseietal.，2015)。目前，國內(nèi)外針對野豬危害防控措施主要分為致命性和非致命性：致命性方法主要包括射擊、獵殺、投毒、陷阱和套捕(Geisser & Reyer，2004；Thurfjelletal.，2013)；非致命性方法主要包括設(shè)置障礙物、干擾技術(shù)、調(diào)整棲息地和生物防控措施(Honda & Sugita，2007；Caietal.，2008；Nishimori & Konoshima，2016)，其他防控措施包括熏香劑、厭食劑和轉(zhuǎn)移等(Calengeetal.，2004；Schleyetal.，2008；Schlageter & Haagwackernagel，2012)。Saito等(2011)在日本房總半島利用稻田除草、電子圍欄和波紋鐵柵欄對野豬危害農(nóng)田的防治效果明顯；張鳴天等(2015)通過播放東北虎Pantheratigrisaltaica的叫聲和放置東北虎糞便驅(qū)逐野豬，效果顯著；宋琪和劉丙萬(2018)的研究表明，太陽能警示燈能對野豬起到顯著威懾作用。

經(jīng)濟閾值(economic threshold，ET)的研究是野生動物危害防控研究中的重要內(nèi)容之一，基本原理是挽回損失大于或等于防控代價(何東進，洪偉，1998)，其研究最多的領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)蟲鼠害及雜草的綜合治理(蘇永志等，2013；李曉等，2016；崔娟等，2017)。野豬是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是東北虎的重要食物，對于維護整個生態(tài)系統(tǒng)的完整性發(fā)揮著不可或缺的作用。野豬危害防控使人與野豬和諧相處，提高人們的保護熱情，而且有利于東北虎的保護。而野豬危害防控研究存在著確定野豬密度經(jīng)濟閾值的問題，但此領(lǐng)域的研究尚存在空白。

吉林省延邊朝鮮族自治州琿春市是東北虎現(xiàn)有分布地，玉米Zeamays是當?shù)厥芤柏i危害最嚴重的農(nóng)作物(宋琪，劉丙萬，2018)。本研究選擇琿春作為研究區(qū)域，通過播放東北虎聲音與野豬慘叫聲和放置太陽能警示燈來防控野豬危害，目的在于建立玉米損失率與進入樣地野豬數(shù)量之間的關(guān)系，并由此研究野豬危害防治經(jīng)濟閾值。這對探索行之有效的野豬危害防控措施、降低管理成本具有重要的參考意義，也為其他野生動物的危害防控研究提供借鑒。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地區(qū)

研究地區(qū)位于吉林省琿春市東北部的春化鎮(zhèn)(131°04′24″E，43°11′44″N)，面積2 082 km2，以種植玉米、大豆Glycinemax、水稻Oryzasativa為主，是琿春地區(qū)受野豬危害最嚴重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一。屬中溫帶近海洋氣候和山區(qū)氣候區(qū)，年平均降水量690 mm，年平均氣溫3.8 ℃。分布有東北虎、東北豹Pantherapardusorientalis、野豬和梅花鹿Cervusnippon等。

1.2 研究方法

野豬危害玉米的時間為玉米乳熟期至秋收結(jié)束，歷時30～40 d，且危害主要發(fā)生在傍晚至次日凌晨。2018年8—10月，開展了野豬危害防控及經(jīng)濟閾值研究。

1.2.1 樣地設(shè)置張鳴天等(2015)發(fā)現(xiàn)在利用東北虎聲音防控野豬危害的措施中，播放東北虎聲音1 min，空白5 min是最有效的防控野豬危害措施。同時，宋琪和劉丙萬(2018)研究表明1 000 mA紅色太陽能警示燈對野豬防控效果最佳。因此，本研究設(shè)置A組為依次播放東北虎聲音15 s、野豬慘叫聲15 s、疊加播放30 s，空白5 min；B組為播放東北虎聲音1 min，空白5 min；C組為放置1 000 mA的紅色太陽能警示燈；D組為空白對照組，每組5個樣地，共計20個樣地(表1)。野豬主要危害林緣地和林間地，因此，實驗樣地均設(shè)置在與森林毗鄰的農(nóng)田，面積6～45 hm2，樣地之間的距離不小于200 m。從站長素材網(wǎng)站(http：/sc.chinaz.com/)下載東北虎和野豬的叫聲，A組聲音播放時間與B組相同，從傍晚至黎明持續(xù)播放；因野豬大都從林中進入玉米地，將警示燈均安放在靠近林緣的一側(cè)，由支桿將警示燈架起1.7～2.0 m，太陽能警示燈為光控開關(guān)。

表1 野豬危害防控實驗組和對照組的設(shè)置Table 1 Setting-up of wild boar damage prevention in the experiment and matched groups

1.2.2 數(shù)據(jù)收集2018年8月16—22日布設(shè)樣地，8月22日—9月29日收集數(shù)據(jù)，9月30日—10月 1日收回防控措施，累計觀察38 d。據(jù)張鳴天等(2015)的研究結(jié)果，新鮮野豬足跡及啃食玉米區(qū)域距離防控措施安放點50 m之內(nèi)則視為存在野豬危害。實驗期間，每天07∶00—07∶30檢查 24 h 內(nèi)防控措施50 m范圍內(nèi)是否出現(xiàn)野豬危害農(nóng)田的現(xiàn)象，并記錄防控有效期、根據(jù)野豬的足跡記錄進入樣地的野豬數(shù)量。

為消除實驗樣地與林緣之間距離、林型、實驗前進入樣地的野豬數(shù)量、野豬進入樣地的位置[林緣(從森林進入)和非林緣(從其他玉米地等非森林進入)]對野豬危害防控效果的影響，通過ArcGIS計算了樣地與林緣之間的距離；所有樣地均設(shè)置在靠近闊葉林的玉米地；在安放防控措施前通過野豬的足跡記錄各個樣地進入野豬的數(shù)量；根據(jù)野豬足跡記錄野豬進入實驗樣地的位置。前3年當?shù)貑挝幻娣e的平均產(chǎn)量及2018年玉米的平均價格來自琿春市林業(yè)局。此外，選擇防控有效期較長兩組進行經(jīng)濟閾值研究。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 不同防控措施經(jīng)濟損失與損失率經(jīng)濟損失定義為防控野豬危害費用與野豬進入農(nóng)田后造成損失之和減去政府對野生動物肇事補償金額。根據(jù)《吉林省重點保護陸生野生動物造成人身財產(chǎn)損害補償辦法》(第9條第4項規(guī)定：損毀農(nóng)作物的，比照受損作物前3年當?shù)貑挝幻娣e的平均產(chǎn)量和當時當?shù)厥袌鰞r格的60%實施補償)，損毀農(nóng)作物的比例按受損作物前3年當?shù)貑挝幻娣e的平均產(chǎn)量和當時當?shù)厥袌鰞r格的60%補償，但實際調(diào)查僅為30%。為消除農(nóng)田面積對實驗結(jié)果的影響，單位面積=損失率*1 hm2。

式中，Ni為玉米損害面積(hm2)，S為樣地面積(hm2)，a為作物價格(元/kg)，b為作物2018年平均產(chǎn)量(kg/hm2)，c為人工看管費(元/d)，d為天數(shù)(d)，Ai為不同防控措施花費價格(元)。

1.3.2 經(jīng)濟閾值經(jīng)濟閾值定義為隨著野豬進入樣地數(shù)量增加，達到對作物造成經(jīng)濟損失需要進行防治的野豬數(shù)量。模型參考黃惠敏和王廷正(1999)，建立玉米損失率(y)與進入樣地野豬數(shù)量(x)之間的回歸式：y=f(x)。防治經(jīng)濟閾值為：

式中，A為不同防控措施花費價格(元)，C為野豬對農(nóng)田造成的損失(元)。

2 結(jié)果

2.1 野豬危害防控研究中生境因子差異性分析

實驗樣地與林緣之間距離、實驗前進入樣地的野豬數(shù)量和野豬進入樣地位置之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.240、P=0.785和P=0.732)，野豬進入樣地位置與損失率之間無相關(guān)性(r=0.066，P=0.732)。

2.2 野豬危害防控情況

A組和B組的防控有效期分別為(27.00±1.87) d和(19.50±2.79) d，C組的防控有效期為(31.80±3.56) d，D組防控有效期為(1.80±0.75) d。實驗組與對照組的防控有效期之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.001)。

2.3 野豬危害致?lián)p情況

在經(jīng)濟損失研究中，B組防控有效期較短，因此，選擇A組、C組與對照組比較。實驗組與對照組損失率之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.009)，A、C組的損失率分別為(4.41±2.24)%和(5.03±1.98)%，對照組的為(48.33±5.42)%。實驗組和對照組進入樣地野豬數(shù)量之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.022)，A、C組和對照組分別為(2.10±1.00)頭、(1.97±0.42)頭和(3.95±0.39)頭(表2)。

表2 不同防控措施對野豬危害防控效果比較Table 2 Prevention effect of Sus scrofa damage by different countermeasures

2.4 不同防控措施下野豬進入農(nóng)田造成經(jīng)濟損失與損失率之間的關(guān)系研究

根據(jù)吉林省琿春市林業(yè)局統(tǒng)計，玉米前3年當?shù)貑挝幻娣e的平均產(chǎn)量為7 000 kg/hm2，2018年平均價格為1.38元/kg。A組錄音機加內(nèi)存卡150元/hm2，C組太陽能警示燈105元/hm2；D組每日人工看管需消耗約2 h，研究地平均每小時勞動費為15元，共40 d。經(jīng)計算，A組經(jīng)濟損失為(639.04±289.15)元，C組經(jīng)濟損失為(696.66±232.42)元，D組經(jīng)濟損失為(6 703.38±412.20)元。因此，A組的經(jīng)濟損失及損失率最低，C組的經(jīng)濟損失及損失率較高，D組的經(jīng)濟損失及損失率最高(圖1)。

圖1 不同防控措施下野豬危害農(nóng)田造成的損失率與經(jīng)濟損失Fig. 1 Loss rate of farmland and economic loss caused by Sus scrofa under different countermeasures

2.5 經(jīng)濟閾值研究

2.5.1 玉米損失率與進入樣地野豬數(shù)量回歸模型

玉米損失率與進入樣地野豬數(shù)量回歸擬合分析表明，3種模型能較好地擬合玉米損失率(y)與進入樣地的野豬數(shù)量(x)之間的關(guān)系(R>0.80，P<0.05)，其中二次函數(shù)最佳，即y=0.095-0.116x+0.048x2(R=0.865，F(xiàn)=17.722，P<0.001)(圖2；表3)。

圖2 玉米損失率與進入樣地的野豬數(shù)量擬合曲線Fig. 2 The fitting curves of corn loss rate and the number of Sus scrofa entering the sample site

表3 玉米損失率(y)與進入樣地的野豬數(shù)量(x)的回歸分析Table 3 Regression analysis between corn loss rate (y)and the number of Sus scrofa entering the sample site (x)

2.5.2 防治經(jīng)濟閾值的確定防治經(jīng)濟閾值既要確定損失率與進入樣地野豬數(shù)量的關(guān)系，又要比較不同防控措施花費防治成本與不防治造成的損失之間的關(guān)系。因此選取經(jīng)濟損失最小的A組與C組進行計算。2018年玉米平均產(chǎn)量為6 500 kg/hm2。經(jīng)計算，播放東北虎聲音15 s、野豬慘叫聲15 s、疊加播放30 s，然后空白間隔5 min的經(jīng)濟閾值為(2.09±0.28)頭/hm2，放置1 000 mA的紅色太陽能警示燈的經(jīng)濟閾值為(2.15±0.18)頭/hm2。

3 討論

目前，在野豬危害的防治中，除研究具體防控措施外，尚沒有可供參考和實際應(yīng)用的評價體系，而野豬危害防治經(jīng)濟閾值的研究對于完善合適的指標體系具有重要意義。

農(nóng)田與森林間的距離對于野豬危害有著重要的影響(江曉萍等，2018)，為消除此影響，本實驗均選取與森林距離小于500 m的樣地(Naughtontreves，1998)，各組防控措施實驗樣地與林緣間的距離和未安放防控設(shè)施前進入野豬數(shù)量之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，且林型均為闊葉林。野豬進入農(nóng)田位置和路徑相對固定，危害也在路徑附近范圍內(nèi)。此外，本次研究過程是在防控措施失效后野豬進入樣地產(chǎn)生危害，在安裝東北虎聲音和太陽能警示燈27 d以內(nèi)并未有野豬進入樣地，因此，安裝防控措施前實驗樣地所遭受野豬危害的程度不影響實驗結(jié)果。所以這4種相關(guān)生境因子對研究結(jié)果無影響，不妨礙各組防控措施之間的對比。

非親緣關(guān)系獸類也具有利他行為(孫儒泳，2001)，發(fā)生危險時會對其他同伴發(fā)出警告叫聲(Hoogland，1983)，本研究A組模擬東北虎與野豬在自然條件下捕食與被捕食所發(fā)出的聲音，因此，A組的損失率和經(jīng)濟損失最低，分別為(4.41±2.24)%和(639.04±289.15)元。而在東北虎長時間消失地區(qū)使用東北虎聲音不能有效防止野豬危害農(nóng)作物(張丹，劉丙萬，2012)，所以需對另一種防控措施的經(jīng)濟損失及損失率進行研究，C組的損失率和經(jīng)濟損失次之，分別為(5.03±1.98)%和(696.66±232.42)元。D組需每日進行人工看管，因野豬數(shù)量較多和進入時間不固定，村民無法整晚看守，防控效果最差。由此，D組的損失率與經(jīng)濟損失最高，分別為(48.33±5.42)%和(6 703.38±412.20)元。

野豬的種群密度是影響野豬危害農(nóng)田的重要因素，密度增加會導(dǎo)致農(nóng)作物損失隨之增加(Schleyetal.，2008；Amicietal.，2012；Bleieretal.，2012)。因此許多研究描述了野豬種群密度對農(nóng)作物危害程度的影響(張鳴天等，2015；Bobeketal.，2017)，但卻缺少進入農(nóng)田野豬數(shù)量與作物損失率之間關(guān)系研究的定量化研究。本研究得到的二次函數(shù)y=0.095-0.116x+0.048x2能較好地擬合玉米損失率與進入樣地的野豬數(shù)量的關(guān)系。

如果進入樣地野豬數(shù)量過少，在達不到防治經(jīng)濟閾值時就開展防治，不但沒有意義甚至造成更大的損失。防治經(jīng)濟閾值研究選取經(jīng)濟損失最低的2組(A組與C組)。結(jié)果表明，在每公頃農(nóng)田進入野豬數(shù)量達到(2.09±0.28)頭和(2.15±0.18)頭時，上述2種防控措施最為合適，同時建議這2種防控措施交替使用。

本研究通過深入研究野豬危害防控成本、防控效果和理論防治經(jīng)濟閾值等一系列問題，為科學(xué)防控野豬危害提供支持。實驗樣地均選取玉米地，在未來研究中，將開展野豬對其他農(nóng)作物的防治經(jīng)濟閾值研究。