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长春师范大学校园内蝙蝠捕食活动规律分析

作者:原创论文网 时间:2018-11-02 10:25 加入收藏

摘要

  Abstract:As biological indicator, bats play an important role in the ecosystem. However, with the expansion of urban areas, various pollution sources in the city may pose a potential crisis to bat predation region. Therefore, it is particularly important to find suitable places for bat predation in cities. The campus environment is relatively quiet. Changchun Normal University was chosen as research area, the bat species and their distribution of predation area were observed and investigated from May to September 2018. Two species of bats were detected: one bat species is Pipistrellus abramus, and the other is unknown species. At the same time, we found three stable hunting places, four temporary feeding places and six passing places. This study may provide basic data and scientific basis for the diversity protection of bats on campus.

  Keyword:Pipistrellus abramus; echolocation call; feeding area; protection suggestion;

  翼手目动物统称翼手类, 俗称蝙蝠。独特的回声定位系统使其成为夜行性动物类群[1], 成功避开与其它哺乳类动物的竞争, 成为哺乳动物的第二大目, 物种类别和数量仅次于啮齿目。广泛分布于除极地和大洋中一些岛屿外的大陆环境[2]。按照栖息环境蝙蝠可分为“伴人物种”和“非伴人物种”。已有研究大多集中在非伴人种类研究, 而对于伴人种蝙蝠研究较少。

长春师范大学校园内蝙蝠捕食活动规律分析

  伴人蝙蝠种类, 因其与人类共栖对农业害虫防治起到重要作用。然而, 随着工业化程度和人类活动区域的不断发展, 城市化水平稳步提升, 城市范围扩大, 许多适合蝙蝠生存的栖息地被破坏。栖息地微环境决定昆虫丰富度, 当微环境不适合昆虫繁殖时, 蝙蝠会因缺乏食物而死亡[3];此外, 蝙蝠主要依靠回声定位系统进行定位和捕食, 声信号易被噪声影响。如在有压缩机噪声区域, 巴西犬吻蝠捕食活动量下降40%[4], 大鼠耳蝠避开在较高交通噪声区域捕食[5]。中国是世界上蝙蝠种类丰富的国家之一, 蝙蝠种类达到135种, 其中26种为我国特有种[6], 但随着城市化进程的不断发展, 蝙蝠生存空间亦不断减少。因此, 确定城市内蝙蝠的栖息地和捕食地成为蝙蝠保护的关键科学问题。

  相较于城市内的其他区域, 校园环境相对安静、污染源较少, 成为潜在的蝙蝠捕食地。然而, 目前有关大学校园环境内蝙蝠分布的研究较少, 校园微环境能否为蝙蝠提供捕食有待研究。本研究以长春师范大学校园为研究区域, 明确校园内蝙蝠种类及主要的捕食地, 揭示蝙蝠夜间捕食活动规律, 以期为蝙蝠保护提供科学数据和理论基础。

  1、研究方法

  1.1、研究区域

  研究地点为吉林省长春市长春师范大学主校区 (东经125°23'3″~125°23'38″;北纬43°54'17″~43°54'53″) , 属中温带大陆性季风气候, 最热月份平均气温23℃, 最高温度可达39.5°C, 最低温度记录为-39.8°C[7]。为揭示蝙蝠对校园不同功能区的捕食地偏好, 根据学生活动情况和实地环境特征将整个校园划分为绿化区、水域区、空地区、运动区和活动区 (表1) 。

表1 校园特征分区
表1 校园特征分区

  1.2、蝙蝠个体捕获

  日落之后, 在其声波出现频次较多的区域悬挂雾网, 呈半包围式放置, 对飞行路过或是在此捕食的蝙蝠进行捕捉, 放入干净白色布袋 (长20 cm, 宽18 cm) , 带回实验室进行下一步分析。

  1.3、体型特征测量

  在实验室内, 利用数显游标卡尺测量头体长、前臂长、掌三、掌四、掌五、胫长、距长、后足、后足连爪、尾长和尖游离等体型参数 (精确到0.01 mm) ;利用电子天平测量体重 (精确到0.01 g) 。为减少人为误差, 每只个体测量3次, 取平均值。

  1.4、声波录制与分析

  将捕获的蝙蝠单独放飞在一个安静的封闭空间, 用超声波探测仪 (Echo Meter Touch) 对其自由飞行状态下的声波进行录制, 每只个体录制3 min, 此时尽量避免因走动产生的声音摩擦或话语干扰。将录制后的声波文件导入电脑, 利用Avisoft SASlab Lite软件分析。

  1.5、捕食地确定

  2018年4月至9月, 于日落之后, 在无大风和无降雨天气时 (保证昆虫正常活动与蝙蝠出行) , 手持超声波探测仪, 在校园内不同区域匀速步行移动探测, 尽量避免使用照明设备。当探测到回声定位声波时, 停止移动, 进行持续录制, 并依据持续录制到蝙蝠声波的时间定义捕食地。 (1) 此后5 min内无蝙蝠出现, 则将此观测点定义为蝙蝠路过地; (2) 此后30 min内, 能够持续录制到蝙蝠捕食声波, 则将此处地定义为蝙蝠捕食地。此后, 每次观测均到先前定义的捕食地进行探测, 并定义稳定捕食地和临时捕食地。将所有观测均探测到捕食声波的捕食地定义为稳定捕食地, 将探测到捕食声波次数少于观测次数一半的区域定义为临时捕食地。观测每周进行2~3次。

  1.6、活动时间观察

  日落前后, 手持超声波探测仪, 录制蝙蝠回声定位声波。根据同时录制到声波时的蝙蝠个体数量定义蝙蝠活动行为。第1次录制到声波的时间定义为蝙蝠活动开始时间;同时录制到2只及以上活动蝙蝠的时刻定义为活动高峰开始时间;再次仅仅能够录制到1只个体活动的时间定义为高峰结束时间;当连续10 min内未能录制到声波的时间定义为活动结束时间。所有时间均以日落时间为参照进行记录。

  2、研究结果

  2.1、校园内蝙蝠种类

  实验期间, 共记录到2种蝙蝠在校园内活动。在蝙蝠活动高峰期利用雾网捕获到普通伏翼, 并测量体型和声波数据, 而另外一种蝙蝠种类未能够捕获, 仅在其活动期间录制到回声定位声波。

  2.1.1、普通伏翼特征

  在捕食地共捕获蝙蝠13只 (雌性9只, 雄性4只) , 依据《辽宁动物志》记载, 鉴定为普通伏翼[8]。体背毛棕褐色, 毛基棕黑色, 腹毛灰褐色, 毛基黑褐色, 翼膜褐色。头体长14.13 mm, 前臂长35.52 mm, 掌二30.73 mm, 掌三31.46 mm, 掌四31.80 mm, 掌五30.67 mm, 胫长13.38 mm, 距长13.11 mm, 尾长35.90 mm, 尾间游离2.24 mm, 耳长10.86 mm, 耳宽6.47 mm, 耳屏长5.42 mm, 耳屏宽1.93 mm, 体重6.87 g。

  自由飞行状态下, 普通伏翼声波为典型调频声波类型 (图1) , 声波主频为49 k Hz, 持续时间6.9 ms, 时间间隔89.2 ms, 起始频率79 k Hz, 终止频率47 k Hz。

图1 普通伏翼声波特征
图1 普通伏翼声波特征

  2.1.2、未知蝙蝠种类声波特征

  在校园内录制蝙蝠回声定位声波期间, 发现另外一种蝙蝠声波类型, 但未能捕获此种蝙蝠, 其声波类型如图2所示, 经测量, 声波主频为37 k Hz, 持续时间10.8 ms, 时间间隔160 ms。

图2 未知蝙蝠种类声波特征
图2 未知蝙蝠种类声波特征

  2.2、蝙蝠捕食地分布

  共录制蝙蝠声波54天, 在13个地点观测到蝙蝠。本文将监测到蝙蝠的地点按照捕食时间的长短分为稳定捕食地、临时捕食地和路过地3种类型 (图3) 。稳定捕食地有3个, 包括人工湖、七舍东侧和体育场东侧;临时捕食地有4个, 包括八舍对面游泳池、四舍西侧、五舍南侧和一教西侧;路过地有6个, 包括美术楼西侧、外语楼小广场、体育馆南侧、文科实验楼南侧、三教前车库、留学生公寓南侧。

图3 长春师范大学校园内蝙蝠捕食地分布图
图3 长春师范大学校园内蝙蝠捕食地分布图

  2.3、蝙蝠捕食时间

  日落前后蝙蝠开始出现在校园内进行捕食活动。最早记录为日落前20 min, 此后蝙蝠数量逐渐增多, 日落后20 min进入活动高峰期, 日落后120 min时蝙蝠数量逐渐减少, 日落后200 min时结束捕食活动。

  3、讨论

  生物的行为活动与自然环境密不可分, 研究发现, 蝙蝠捕食活动的分布受周围环境 (食物资源丰富度) 、温度、湿度以及噪声影响[9]。长春师范大学校园内进行捕食活动的蝙蝠, 多在稳定环境中出现, 比如开阔的、有水源的地方蝙蝠出现次数最多, 湿度在42%左右活动最频繁, 绿化区 (树林区) 并没有发现蝙蝠的存在, 这可能与蝙蝠发出调频声波类型有关。蝙蝠活动出现在日落之后, 光照度较低的环境, 在光度为0之后频繁出现, 蝙蝠对光敏感度很高, 在光照强度高的地方, 很少有蝙蝠的存在。温度25℃左右, 蝙蝠较活跃, 温暖的环境适宜蝙蝠活动。

  蝙蝠作为重要指示生物, 物种多样性 (超过1200种) 极其丰富, 在生态系统中发挥着重要作用[10]。但是, 近年来由于人类活动的影响使其生境破碎化, 导致蝙蝠物种多样性受到极大威胁, 近25%物种处于濒危状态, 人类城市化过程中产生的环境噪声, 已经严重影响蝙蝠回声定位功能及其捕食活动。蝙蝠是唯一能够飞行的哺乳动物, 主要依靠高度进化的回声定位系统在黑暗环境中活动, 其声信号极易受到噪声影响, 已有研究表明, 环境噪声能够显着抑制蝙蝠活动。校园内噪声, 如汽车发动机启动、电动车鸣笛、自行车与地面摩擦等声音, 对蝙蝠声波有很大干扰, 影响蝙蝠对回声的接收, 从而影响其飞行和捕食活动, 这可能是蝙蝠在较安静环境 (如人工湖、操场旁) 出现次数明显多的原因。

  综上所述, 对于长春师范大学内蝙蝠保护提出以下建议:日落后, 在蝙蝠活动区域, 尽量不要布置刺眼灯光;在蝙蝠主要捕食地, 避免鸣笛和骑电动车等行为, 尽量采用步行方式出行;在蝙蝠捕食地尽量不要开展噪声较大的活动, 如施工、使用发电机和举行晚会等。

  参考文献
  [1]Kanwal J S. Audiovocal communication in bats[A]. Squire L R. Encyclopedia of Neuroscience[C]. California:Academic Press, 2009:681-690.
  [2]Wilson D E, Reeder D M. et al. Mammal species of the world:a taxonomic and geographic reference[M]. 3rdedition. Baltimore:The Johns Hopkins University Press, 2005:312-529.
  [3]Dwyer P D. The population pattern of Miniopterus Schreibersii (Chiroptera) in Northeastern New South Wales[J]. Aust J Zool, 1966 (14) :1073-1137.
  [4]Bunkley J P, Mc Clure C J W, Kleist N J, et al. Anthropogenic noise alters bat activity levels and echolocation calls[J]. Global Ecology and Conservation, 2015 (3) :62-71.
  [5]Schaub A, Ostwald J, Siemers B M. Foraging bats avoid noise[J]. Journal of Experimental Biology, 2008 (211) :3174-3180.
  [6]蒋志刚, 马勇, 吴毅, 等.中国哺乳动物多样性[M].北京:科学出版社, 2015.
  [7]薛国东, 陈文萍.长春地区降水量的区域分布规律及年内分配和年际变化[J].吉林水利, 2007 (3) :16-17.
  [8]肖增祜.辽宁动物志[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 1988.
  [9]孙淙南, 郭熊, 黄晓宾, 等.环境噪声对蝙蝠回声定位叫声及飞行活动的影响[J].兽类学报, 2016 (4) :397-403.
  [10]Marshall A G. Old world phytophagous bats (Megachiroptera) and their food plants:a survey[J]. Zoological Journal of the Linnean Society, 1985 (4) :351-369.

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