圈養(yǎng)綠海龜?shù)闹残袨楹统仓愤x擇特征

陳華靈 葉明彬* 李滿文 觀玉安 李丕鵬

(1.廣東惠東海龜國家級自然保護區(qū)管理局，惠州，516359；2.沈陽師范大學爬蟲研究所，遼寧省進化與生物多樣性重點實驗室，沈陽，110034)

綠海龜(Cheloniamydas)被國際自然保護聯(lián)盟(IUCN 2020)列入瀕危物種紅色名錄，為我國一級保護野生動物[1]，是在我國主要產(chǎn)卵繁殖的海龜[2]。近年來，受海洋污染，漁業(yè)捕撈，非法貿(mào)易及產(chǎn)卵地和棲息地遭受破壞等影響，我國海龜資源急劇下降[3-4]。目前，我國除西沙群島、臺灣等島嶼尚有綠海龜上岸產(chǎn)卵外，大陸沿岸僅存廣東惠東海龜國家級自然保護區(qū)一個產(chǎn)卵點，而上岸產(chǎn)卵的綠海龜已是寥寥無幾[3]。人工繁殖是有效恢復海龜資源的方法之一[5]；加強綠海龜產(chǎn)卵場保護是維持其種群數(shù)量穩(wěn)定的一個重要保證[6]，了解海龜巢址選擇的偏好對提高海龜人工繁殖效率和自然產(chǎn)卵場保護策略的制定都至關重要。

盡管綠海龜一生的大部分時間生活在海洋中，但龜卵需在沙灘中孵化[7]。在缺乏親代照料的情況下，選擇合適的產(chǎn)卵位置成為它們迎接生死的第一個挑戰(zhàn)，故巢址的選擇成為海龜適應環(huán)境的重要機制之一[8]。例如，靠近大海的巢穴會增加海龜卵被海水淹沒的可能性[9]；靠近內(nèi)陸的巢穴則會受到樹根穿透、干旱氣候、幼龜迷失方向及天敵捕食等因素的影響[10]。

影響海龜選址的因素主要有兩個方面。一是微生境，包括物理因子(基質、溫度和濕度)。沙粒的平均粒徑與孵化期胚胎的死亡率呈正相關[11]；沙層的溫度影響孵出稚龜?shù)男詣e比例及出生率[12-13]。二是大生境，包括影響母龜生存、繁殖成功的自然或人為掠奪的因素[14-16]。母龜可能根據(jù)非生物和生物因素的組合來選擇巢穴[17]。對非生物信號的選擇性是明顯的，不僅與筑巢時在該地點的條件有關，也與附近地點的環(huán)境相關[17-20]。

目前，國內(nèi)外對綠海龜巢址選擇研究集中在卵窩的沙粒大小、濕度、溫度、坡度、潮水線及植被分布情況與巢址選擇的關系[11-13，15-20]，且主要通過統(tǒng)計分析野生海龜卵窩位置得出的結論，忽略棄巢及個體筑巢行為的細節(jié)，也很少提及樹木環(huán)境及巢穴隱蔽性對綠海龜巢址選擇的影響，不能全面地闡明綠海龜對產(chǎn)卵環(huán)境的偏好及選擇機制。

每只綠海龜在每個產(chǎn)卵季會返回同一片海灘的不同區(qū)域產(chǎn)卵，最高可產(chǎn)8窩[21]，是研究海龜巢址選擇行為的合適物種。本研究采用紅外線視頻監(jiān)控技術觀察人工條件下雌性綠海龜?shù)闹残袨椋荚诹私馕覈G海龜巢址選擇偏好，為人工繁殖產(chǎn)卵場的建設及自然產(chǎn)卵場的管理提供切實的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 時間和地點

2019年5月—2020年10月，在廣東惠東海龜國家級自然保護區(qū)(22°33′N，114°54′E)進行試驗。

1.2 監(jiān)測場地

試驗在保護區(qū)一個占地面積為5 000 m2的露天海龜繁殖館進行(圖1A)。該館坐落在保護區(qū)的一個坐北向南、三面環(huán)山的沿岸山谷中(山的北邊2 km是惠東縣港口濱海旅游度假區(qū))，由靠海邊(南邊)3 500 m2的水池和靠山邊(北邊)1 500 m2的人工沙灘組成。沙灘長50.0 m(是與水池連接的長度，海龜可以在這個長度的任意一處進入沙灘)，寬30.0 m，深1.5 m。整個沙灘坡幅緩慢向北側稍微隆起，沙層結構和沙粒大小基本相同。沙粒粒徑10—100 μm，呈淡黃色。由于沙灘有樹木分布，故將其分為樹木區(qū)和裸露區(qū)(g區(qū))。樹木成排均勻地分布在遠離水面的沙灘北側，以樹為中心，半徑為3 m計，約占整個沙灘面積的1/20。樹木區(qū)如圖1B所示，從水池往沙灘看，除右邊有一棵高4 m的雞冠刺桐(Erythrinacrista-galli)外，其余皆為高4—8 m的旅人蕉(Ravenalamadagascariensis)。樹木與水池和沙灘連接線基本成垂直排列，樹列之間距離較為均勻，約6 m，因此，離樹木3 m計，樹列之間形成的覆蓋范圍，以樹列為中心，從左到右，分為a、b、c、d、e、f區(qū)。另外，根據(jù)樹木各間隙靠山邊處有無遮蔽植物(距沙灘約50 cm，高約4 m)，又把各區(qū)細分為隱蔽區(qū)(a、b區(qū))和通透區(qū)(c、d、e、f區(qū))。為了進一步確定各區(qū)后方的遮蔽物對海龜產(chǎn)卵的影響，在2020年的產(chǎn)卵季，用長6 m、寬4 m的黑色遮光網(wǎng)對c區(qū)靠山邊處進行遮蔽，把其調整為隱蔽區(qū)(圖1C)。

1.3 監(jiān)測設備和對象

為了減少人為干擾，更好地觀察海龜?shù)漠a(chǎn)卵行為，在沙灘四周安裝6個紅外線攝像球機(型號：DH-SD-9A1242UA-HNI，中國浙江大華科技有限公司)。該球機具備45倍機械放大、360度動態(tài)跟蹤功能，同時具備星光級紅外攝像系統(tǒng)，像素高達1 080 P，可實現(xiàn)日夜無死角地監(jiān)控綠海龜?shù)漠a(chǎn)卵行為。將攝像球機連接到硬盤容量為16 TB，64位的錄像機上(型號：DH-NVR608-64-4KS2，中國浙江大華科技有限公司)，可連續(xù)儲存6個球機1個月所記錄的視頻。

繁殖期間，對11只(2只野外救護、9只保護區(qū)出生)人工培育成熟的雌性綠海龜?shù)闹布爱a(chǎn)卵行為進行了連續(xù)長達2年的監(jiān)測。為了準確識別每一只海龜，采用Ye等[22]的標識方法，在每一只海龜?shù)那爸⑸淞穗娮有酒瑯撕?型號HPT9，Biomark，Boise，Idaho，USA)。在綠海龜入池前，記錄各個體的電子芯片號碼及性別；拍攝它們在自然光和紅外光下的上、左、右頭部鱗甲和甲殼圖案，建立海龜個體識別檔案，采用Reisser等[23]的面部識別方法，識辨每只上沙灘筑巢海龜?shù)纳矸荨?/p>

5—9月，用HOBO溫度記錄儀(型號：UA-002-64)監(jiān)測隱蔽區(qū)、通透區(qū)和裸露區(qū)的表層5 cm沙溫和水池水溫情況，每小時記錄1次；并用沙層水分分析儀(Moisture Meter)監(jiān)測海龜上岸產(chǎn)卵時各區(qū)沙灘表層5 cm處的濕度情況。

1.4 數(shù)據(jù)收集

在2019—2020年產(chǎn)卵季節(jié)(5月1日—10月1日)進行了密集的夜間巡邏，由于海龜主要在晚間上岸產(chǎn)卵，每晚安排2人值班，值守時間為18：00—02：00。在海龜從沙灘回到水池前，掃描它們的芯片號碼或通過其面部圖像識別并記錄每只上沙灘筑巢的海龜身份，同時給每個筑巢位置標上編號，并測量該位置到樹木的最近距離。為了及時統(tǒng)計和研究海龜?shù)漠a(chǎn)卵行為，在第2天回放攝影圖像，記錄海龜筑巢和成功產(chǎn)卵位置，同時拷貝并保存視頻資料。

1.5 統(tǒng)計分析

應用Excel統(tǒng)計和繪制數(shù)據(jù)圖，采用SPSS 23對綠海龜筑巢和產(chǎn)卵、沙子表層濕度和溫度等數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗，并分析它們在不同區(qū)域之間是否存在差異。符合正態(tài)分布的則用獨立樣本t檢驗，不符合的則用非參數(shù)U檢驗，顯著水平設置為P<0.05，數(shù)據(jù)使用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 綠海龜筑巢產(chǎn)卵情況

通過觀察11只雌性綠海龜上岸產(chǎn)卵行為，發(fā)現(xiàn)1只雌性綠海龜1個繁殖季產(chǎn)卵2—7窩。其中，首年產(chǎn)卵雌龜平均產(chǎn)卵(3.33±1.21)窩(n=6)，其余雌龜產(chǎn)(6.20±1.09)窩(n=5)。綠海龜一般在夜間上岸筑巢，但并非每一次筑巢都會產(chǎn)卵。綠海龜每次產(chǎn)卵平均需上岸(2.22±1.06)次，筑巢(2.33±1.28)次。根據(jù)表1所示，2年來，11只雌性綠海龜共筑巢119次、產(chǎn)卵51窩，產(chǎn)卵次數(shù)和筑巢數(shù)的比值為0.42。在51窩卵中，13窩位于同一只海龜當初的棄巢或其鄰近的位置，約占產(chǎn)卵窩數(shù)的25%；15窩是一次性筑巢完成的，包括首年產(chǎn)卵雌龜7窩，往年產(chǎn)卵雌龜8窩。

表1 海龜在不同區(qū)域筑巢及產(chǎn)卵情況Tab.1 Nesting site and spawning quantity green turtle in different areas

按不同區(qū)域的筑巢情況(圖2)，海龜偏愛于樹下產(chǎn)卵，96%筑巢和98%產(chǎn)卵位置位于樹木區(qū)，僅有4%筑巢和2%產(chǎn)卵出現(xiàn)在裸沙區(qū)(首年產(chǎn)卵雌龜產(chǎn)卵季初期行為)；樹木區(qū)與裸露區(qū)的筑巢和產(chǎn)卵比例分別為114∶5和50∶1，相應的差異性分析分別為(Z=-2.64，P<0.05)和(Z=-2.70，P<0.05)，差異明顯。

產(chǎn)卵季初期在裸沙區(qū)筑巢產(chǎn)卵的雌龜，隨后的筑巢和產(chǎn)卵偏好逐漸跟其他往年上岸產(chǎn)卵母龜?shù)男袨楸３只疽恢?，均選擇隱蔽區(qū)。2年來，80%筑巢及88%產(chǎn)卵行為集中在隱蔽區(qū)，與通透區(qū)筑巢(Z=-2.86，P<0.05)和產(chǎn)卵(Z=-2.88，P<0.05)的差異顯著。海龜棄巢及產(chǎn)卵的位置與樹木的距離分別為(1.81±0.69)m(n=64)與(1.63±0.72)m(n=50)，之間無差異(Z=-1.34，P=0.17)；綠海龜在旅人蕉和雞冠刺桐樹下筑巢數(shù)目比例為111∶3，產(chǎn)卵為51∶0，差異顯著(t=13.76，df=2.05，P<0.05)。

2.2 綠海龜產(chǎn)卵各區(qū)溫濕度情況

隱蔽區(qū)晚上(18：00—05：00)的平均沙溫為(27.19±2.07)℃(n=2 172)，與養(yǎng)殖池晚間的水溫(27.75±0.86)℃(n=2 172)存在統(tǒng)計學差異(Z=-6.73，P<0.01)，同時也明顯比裸露區(qū)的(29.12±3.52)℃(n=2 172)低(Z=-16.58，P<0.01)，然而，卻高于通透區(qū)的(26.92±1.13)℃(n=2 172)(Z=-4.32，P<0.01)。隱蔽區(qū)5 cm內(nèi)的表層沙層濕度為(2.82±0.35)%(n=155)明顯較裸露區(qū)的(2.17±0.34)%(n=155)高(Z=-12.35，P<0.01)，但與通透區(qū)的(2.75±0.45)%(n=155)沒明顯差別(Z=-1.53，P=0.12)。

3 討 論

3.1 綠海龜傾向于隱蔽區(qū)筑巢的因子探討

龜類對產(chǎn)卵點的選擇受沙層溫度、沙子濕度及安全威脅等因素影響[14-16，24]。本研究顯示，綠海龜偏愛于樹下產(chǎn)卵，80%筑巢及88%產(chǎn)卵位置位于隱蔽區(qū)，這極可能是沙層溫度、濕度和巢址周圍環(huán)境隱蔽等因子的綜合結果。第一，溫度是雌性海龜選擇筑巢地點的重要線索[15]，綠海龜最佳產(chǎn)卵水溫介于27—28℃[25]，而這個溫度也可能是綠海龜尋找巢址的最佳溫度范圍。此次研究中，絕大部分綠海龜筑巢及產(chǎn)卵的隱蔽區(qū)表層沙溫明顯低于裸露區(qū)，而高于通透區(qū)，為(27.19±2.07)℃(n=2 172)，正好處于它們最佳產(chǎn)卵水溫范圍內(nèi)，這也可能是綠海龜很少選擇裸露區(qū)和通透區(qū)的原因之一。綠海龜為變溫動物[26]，一定時間內(nèi)，它們的體表溫度與周圍環(huán)境相近，因此，綠海龜在沙灘爬行過程中，可能是以體表與沙層溫差變化形成的選擇機制來尋找合適產(chǎn)卵點的。綠海龜在離開水面，爬上沙灘時，海水的表層溫度將是它們對外溫感應的參照標準。本次研究中5—9月綠海龜養(yǎng)殖池晚間的表層水溫為(27.75±0.86)℃(n=2 172)，雖從統(tǒng)計學上與隱蔽區(qū)的表層沙溫存在差異，但對比其他兩區(qū)，差距最小，同時也在海龜最佳的產(chǎn)卵水溫范圍內(nèi)。沙層的溫度對海龜卵孵化極其重要[12-13，27]，海龜通過表層沙溫選擇產(chǎn)卵位置，可能是它們長期形成確定龜卵孵化合適巢址的機制，但這有待進一步研究。第二，海龜卵孵化需要合適的濕度條件[11，24，28]，在胚胎發(fā)育的早期，溫度是決定胚胎發(fā)育的關鍵，它既決定了性別，又影響了發(fā)育速度[12-13，29]，但在胚胎基本成型之后，水分就成為胚胎發(fā)育的關鍵，胚胎需要從外界汲取水分以生長和物質交換[11，30-31]。此次研究發(fā)現(xiàn)隱蔽區(qū)的沙表層濕度與通透區(qū)沒有差異，而以上兩區(qū)的沙表層濕度與裸沙區(qū)卻有明顯差異，說明隱蔽區(qū)和通透區(qū)的沙層濕度均達到了綠海龜產(chǎn)卵的合適范圍，故吸引了絕大多數(shù)的海龜前來筑巢和產(chǎn)卵。然而，隱蔽區(qū)的筑巢和產(chǎn)卵數(shù)遠高于通透區(qū)，這恰好揭示了海龜對巢址的選擇可能是多因素綜合的結果。第三，海龜選擇隱蔽區(qū)還與巢址隱蔽性相關。動物在繁殖期對天敵侵害自身及卵窩安全的警覺性較高[14-16]，袁顯春等[32]也發(fā)現(xiàn)小鱷龜(Chelydraserpentina)筑巢偏愛于隱蔽的區(qū)域。保護區(qū)北邊2 km是惠東縣的濱海旅游度假區(qū)，人類活動及人為燈光，尤其是旅游區(qū)燃放煙花爆竹的行為及各種遠程高射燈較多，皆會對海龜?shù)闹残袨樵斐捎绊慬33-35]，隱蔽區(qū)則可為母龜及其龜卵提供更隱蔽、更安全的環(huán)境。本次研究中，80%筑巢及88%產(chǎn)卵位置集中在隱蔽區(qū)，另外，c區(qū)經(jīng)改進隱蔽程度后海龜筑巢及產(chǎn)卵數(shù)增加了2倍和1倍，也進一步印證了海龜在筑巢時對自身及卵窩的安全具有高度的警覺性。

據(jù)前人研究，卵窩的沙粒大小、坡度、潮水線及植被分布情況與巢址選擇也有關[11-13，15-20]。沙粒的大小無疑會影響到巢穴的孵化濕度和溫度；靠近大海的巢穴會增加海龜卵被海水淹沒的可能性[9]；靠近內(nèi)陸的巢穴則會受到樹根穿透、干旱氣候、幼龜迷失方向及天敵捕食等因素的影響[10]；低洼處則增加海龜卵被洪水沖刷的可能性；植被除可提供隱蔽環(huán)境外，還可遮擋太陽直曬，防止沙層濕度及溫度變化過于激烈，此次研究中樹木區(qū)與裸沙區(qū)沙層溫度的差異也驗證了這一點。合適的坡度、離潮水線的距離和植被條件則可更好地保證龜卵及母龜?shù)陌踩约疤峁└€(wěn)定的沙子濕度和溫度。因此，我們更有理由相信，海龜對巢址的選擇是巢址沙層溫度、濕度及周圍環(huán)境安全性綜合的結果。

3.2 圈養(yǎng)條件下的巢址選擇行為

海龜通常在一定范圍內(nèi)的沙灘上筑巢產(chǎn)卵，墨西哥維拉克魯斯北部的綠海龜集中在大潮線以上10—24 m的沙灘上筑巢產(chǎn)卵[17]；巴西東北部和巴巴多斯島筑巢產(chǎn)卵的玳瑁(Eretmochelysimbricata)也很少逾越大潮線31 m[7，19]。然而，在一定范圍內(nèi)，海龜對筑巢位置卻具備選擇能力，這將取決于這個范圍可供選擇的環(huán)境條件。其一，綠海龜一般在夜間上岸產(chǎn)卵，但并非每一次筑巢都會產(chǎn)卵，它們通常會多次筑巢，甚至經(jīng)過多次上岸尋找合適的產(chǎn)卵點；其二，在綠海龜選擇的產(chǎn)卵位置中，約有25%的產(chǎn)卵位置是它們之前的棄址；其三，本研究中僅發(fā)現(xiàn)首年產(chǎn)卵綠海龜?shù)某醮沃矔霈F(xiàn)在裸沙區(qū)，而隨后的筑巢及產(chǎn)卵偏好皆跟往年上岸產(chǎn)卵綠海龜基本一致，均選擇在溫度、濕度和隱蔽性相對較好的隱蔽區(qū)。最后，Santos等[7]發(fā)現(xiàn)玳瑁偏愛于植被下筑巢，而當一定范圍內(nèi)全是裸沙的單一環(huán)境時，它們也會在當中筑巢產(chǎn)卵，此現(xiàn)象與本次研究得出的論斷也不謀而合。初產(chǎn)雌龜在產(chǎn)卵季選擇巢址的不同，說明綠海龜可能還具備對產(chǎn)卵環(huán)境學習和記憶能力。但由于該實驗時間僅持續(xù)2年，對初產(chǎn)龜及往年產(chǎn)卵雌龜?shù)囊淮涡援a(chǎn)卵數(shù)和每窩卵經(jīng)歷的筑巢量等掌握尚不充分，這將有待進一步研究。