野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的食性轉(zhuǎn)換

周世強何勝山屈元元羅永吳代福黃炎李德生張和民

（中國大熊貓保護研究中心，大熊貓國家公園珍稀動物保護生物學(xué)國家林業(yè)和草原局重點實驗室，都江堰 611830）

食物、水和隱蔽物是構(gòu)成野生動物棲息地結(jié)構(gòu)的重要組成因子，因食物的營養(yǎng)成分及含量、消化率、數(shù)量和質(zhì)量等存在時空差異，從而驅(qū)使野生動物形成最佳覓食策略、飲食選擇特性和時空活動格局，如季節(jié)性食物變化(Seasonal dietary shift)、飲食生態(tài)位轉(zhuǎn)換(Dietary niche switching)和海拔遷移模式(Altitude migration model)等(Goldizenet al.,1988;Fryxell,1991;Rubenstein and Wikelski,2003;Lambert and Rothman,2015;Houet al.,2018;Heckeret al.,2021)。同時，不同生命周期階段的動物，通過獲取不同養(yǎng)分來應(yīng)對營養(yǎng)供給與需求的變化，以便獲得充足的營養(yǎng)和能量，促進自身的健康成長，形成發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換(Developmental dietary transition)規(guī)律(Raubenheimeret al.,2012)。

大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)為我國國寶，世界生物多樣性保護的標志性物種，大熊貓國家公園的旗艦動物(薛冰潔等，2017)。大熊貓屬食肉目(Carnivora)熊科(Ursidae)大熊貓屬(Ailuropoda)(Sarich,1973;Swaisgoodet al.,2020)，具有食肉動物特有的簡單胃和短腸道，經(jīng)過長期的演化，已特化成以亞高山竹類為主要食物的草食性動物，竹子占據(jù)其食物組分的99%以上(Dierenfeldet al.,1982;Schalleret al.,1985；胡錦矗，2001；潘文石等，2001;Nieet al.,2015;Weiet al.,2015)。多年來，科研人員針對不同山系野生大熊貓的主食竹種類，竹筍、竹莖和竹葉的營養(yǎng)成分和次生化合物，大熊貓生理機能與代謝途徑，大熊貓不同季節(jié)的覓食策略和遷移習(xí)性等方面開展了深入研究，取得了大量數(shù)據(jù)，基本摸清了大熊貓的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換規(guī)律(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985；潘文石等，2001;Garshelis,2004;Nieet al.,2015;Weiet al.,2015；李亞軍等，2016；王丹林等，2017；董冰楠等，2017;Huanget al.,2018;Nieet al.,2019;Wanget al.,2020；國家林業(yè)和草原局，2021；周世強，2021)。相對而言，大熊貓發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換過程的研究，因受限于野外數(shù)據(jù)獲取的難度和圈養(yǎng)目的的影響，至今沒有較為完整的證據(jù)資料，僅有片段化的描述性記錄，如對邛崍山系(臥龍自然保護區(qū))和秦嶺山系(佛坪、長青自然保護區(qū))野生大熊貓幼仔不同年齡階段取食母乳和竹子的研究(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Luet al.,1994；胡錦矗，2001;Zhuet al.,2001)。在人工圈養(yǎng)條件下，為了使母獸盡快進入下一個發(fā)情期，參加第二年的繁殖，幼仔一般在4~6月齡人工斷奶，飼喂配方奶與精飼料，以及富含大量纖維素和水分的竹筍、嫩竹和竹葉等食物，此飼養(yǎng)模式無法獲得大熊貓發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換的真實數(shù)據(jù)(Penget al.,2001；張和民等，2003；張志和和魏輔文，2006)。因此，開展大熊貓幼仔食性轉(zhuǎn)換的研究，不僅可以洞悉大熊貓幼仔的覓食行為策略和生長發(fā)育規(guī)律，而且還能夠為大熊貓種群、棲息地和食物資源的保護提供理論支撐。

為此，本文基于中國大熊貓保護研究中心(以下簡稱：熊貓中心)2010—2020年的圈養(yǎng)大熊貓野化培訓(xùn)數(shù)據(jù)，分析大熊貓行為構(gòu)成和糞便組分，探討野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換模式和季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換規(guī)律。目的在于：(1)利用母獸帶仔野化培訓(xùn)期間幼仔與母獸共同生活時間較長的契機，獲得大熊貓幼仔食性轉(zhuǎn)換過程中較為完整的數(shù)據(jù)，清晰了解其食性轉(zhuǎn)換模式；(2)比較野化培訓(xùn)大熊貓與野生大熊貓的發(fā)育性和季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換是否具有相似的規(guī)律，為今后提高圈養(yǎng)大熊貓幼仔的生存力提供參考，為建立大熊貓野化放歸的技術(shù)流程與評價體系奠定基礎(chǔ)。

1 研究方法

1.1 研究對象

2010—2020年參與野化培訓(xùn)的大熊貓幼仔，經(jīng)專家評估后達到放歸野外標準的個體，共計15只(雄性3只，雌性12只)(表1)。每只個體參與野化培訓(xùn)的平均時長為821 d(最短713 d，最長1 422 d)；與母獸共同生活的平均時長為746 d(最短197 d，最長965 d)。4只大熊貓幼仔(“淘淘”和“華嬌”，“張想”和“張夢”)的母獸分別是野外救護的大熊貓“草草”和“張卡”，其余幼仔的母獸均來自人工圈養(yǎng)繁殖的個體。

表1 2010—2020年母獸帶仔野化培訓(xùn)的大熊貓幼仔Table 1 Information of pandas undergoing pre-release training while reared by mothers from 2010 to 2020

1.2 方法

在總結(jié)圈養(yǎng)繁殖大熊貓亞成體“祥祥”野化放歸失敗的基礎(chǔ)上，熊貓中心于2008年初提出了“母獸帶仔野化培訓(xùn)”的理念與方法(李德生等，2011；周世強等，2012；張和民等，2013)。所謂“母獸帶仔野化培訓(xùn)”就是參與野化培訓(xùn)的母獸在發(fā)情配種后，首先轉(zhuǎn)運至第一階段野化培訓(xùn)圈(半野化圈)生活，并在該野化圈中妊娠、分娩和育幼；在幼仔生長到6月齡或1歲多之后，再將母獸和幼仔一同轉(zhuǎn)移到第二階段野化培訓(xùn)圈(野生大熊貓棲息地內(nèi)所建野化圈)，幼仔跟隨母獸學(xué)習(xí)野外生存技能(空間定位、食物選擇、生境利用、水源尋找、警戒逃離等)；在幼仔1.5~2.5歲，經(jīng)專家評估后，合格的野化培訓(xùn)幼仔適時放歸野外(野生大熊貓小種群區(qū)域)。在野化培訓(xùn)期間，對大熊貓幼仔既不進行強制斷奶，也不提供任何人工食物，且盡量減少人為活動對幼仔培訓(xùn)的影響(近距離觀察或接觸大熊貓幼仔時，工作人員需穿戴熊貓偽裝服、涂抹大熊貓尿液或糞便)，僅在秋冬季為母獸提供輔助性食物，如精飼料、竹筍等。

1.3 實驗環(huán)境

1.3.1 第一階段野化培訓(xùn)圈

第一階段野化培訓(xùn)圈位于大熊貓國家公園臥龍片區(qū)的核桃坪區(qū)域，為大熊貓中心臥龍核桃坪基地所在地，海拔1 820 m，年平均氣溫8.0℃，最冷月(1月)均溫-2.6℃、最熱月(7月)均溫16.7℃。該野化圈為半人工環(huán)境，共建有3個由室外活動場(面積2 300~3 200 m2)和內(nèi)室(20 m2)所組成的野化培訓(xùn)圈，四周安裝紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)(Surveillance Camera Digital Monitoring System,SCDMS)，用于監(jiān)測大熊貓活動，圈內(nèi)設(shè)有自動供水系統(tǒng)與流動型飲水池(圖1)。

第一階段野化培訓(xùn)圈內(nèi)主要包括人工針葉林、落葉闊葉林與灌草叢等生境斑塊。喬木層郁閉度0.1~0.6，平均胸徑17~23 cm，平均樹高7.5~12.0 m。灌草植物蓋度25%~100%，平均高度40~70 cm。

1.3.2 第二階段野化培訓(xùn)圈

第二階段野化培訓(xùn)圈建于大熊貓國家公園臥龍片區(qū)的核桃坪后山和天臺山兩個區(qū)域，都屬于大熊貓的自然棲息地并常年有野生大熊貓生活其間(圖1)。

核桃坪后山區(qū)域的野化培訓(xùn)圈由2個適應(yīng)圈構(gòu)成，海拔2 050~2 500 m，平均坡度20°~30°，年平均最高氣溫15℃，年平均最低氣溫4.7℃，空氣相對濕度達95%。該野化培訓(xùn)圈先后培訓(xùn)了大熊貓“淘淘”、“張想”、“新媛”、“雪雪”、“冉冉”和“潘旺”。1號培訓(xùn)圈面積4 hm2，四周采用鐵絲網(wǎng)和鋼板進行隔離。圈內(nèi)主要分布有拐棍竹(Fargesia robusta)和短錐玉山竹(Yushania brevipaniculata)兩種大熊貓主食竹種，拐棍竹林占竹林面積的95%以上。其植被類型為落葉闊葉林，是臥龍野生大熊貓的最佳棲息地(落葉闊葉林、針闊混交林和亞高山暗針葉林)之一(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985；臥龍自然保護區(qū)管理局等，1987)。2號培訓(xùn)圈面積約24 hm2，位于1號圈的上部，氣溫與1號圈相似。使用電網(wǎng)將培訓(xùn)圈分成三部分，從北到南依次是A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)。四周圍欄采用高壓脈沖電網(wǎng)和鐵絲網(wǎng)進行隔離，圈內(nèi)安裝170個槍機或球機式遠紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)。圈內(nèi)的大熊貓主食竹和植被類型與1號圈基本相似，圈內(nèi)有2~3處常年流水的小溪并建有專門的供水系統(tǒng)，以備野化培訓(xùn)大熊貓母幼飲水之用。

天臺山區(qū)域的野化培訓(xùn)圈被劃分成面積大小各異的5個適應(yīng)圈，隔斷及四周采用高壓脈沖電網(wǎng)和鐵絲網(wǎng)分隔，并建有多個隔離籠，以便對大熊貓母獸和幼仔進行體況檢查、體重監(jiān)測和回捕監(jiān)管。培訓(xùn)圈內(nèi)分布有多個常年流水的溪流，能夠滿足大熊貓母獸和幼仔的飲水需求。野化培訓(xùn)圈海拔2 400~3 010 m，年平均氣溫4.6℃，極端最低氣溫-10.2℃，極端最高氣溫25.5℃；最大面積47.89×104m2，最小面積23.97×104m2，總面積約1 km2；坡度30°~45°。大熊貓“張夢”、“華妍”、“華嬌”、“八喜”、“映雪”、“琴心”、“小核桃”、“冉冉”、“潘旺”、“鋼镚兒”和“田田”先后培訓(xùn)于此(圖1)。森林植被類型為以岷江冷杉(Abies faxoniana)、鐵杉(Tsuga chinensis)、樺木(Betulasp.)、槭樹(Acersp.)為優(yōu)勢樹種構(gòu)成的針闊混交林和亞高山暗針葉林，僅1號野化培訓(xùn)圈內(nèi)有小面積的灌草叢。1、2號野化圈內(nèi)分布有大量的拐棍竹林(72.17%)和冷箭竹林(Bashania faberi)(20.44%)，還生長著小面積(ca.54 400 m2)的短錐玉山竹林；其余野化培訓(xùn)圈僅有拐棍竹作為培訓(xùn)大熊貓的主食竹種，占據(jù)空間面積的95%以上。

圖1 母獸帶仔野化培訓(xùn)大熊貓第一階段和第二階段培訓(xùn)圈位置示意圖.圖中數(shù)字和大寫字母分別為面積不同的野化培訓(xùn)區(qū)Fig.1 Enclosure site map of mother-reared pandas undergoing pre-release training in the firth and second phase.The numbers and capital letters in the figure show the rewilding training areas of different sizes

1.4 數(shù)據(jù)采集

1.4.1 行為發(fā)育數(shù)據(jù)的采集

為了減少人類活動對培訓(xùn)大熊貓幼仔的干擾，在野化培訓(xùn)的第一階段，研究人員以紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)(SCDMS)對幼仔的行為進行觀察。該系統(tǒng)可以遠距離觀察大熊貓的行為表現(xiàn)和生長發(fā)育，了解大熊貓的生存狀況。SCDMS由帶球機(或槍機)的高清攝像機、拾音器、通信光纜和操作平臺(計算機、屏幕和軟件等)組成。

在野化培訓(xùn)第一階段，每天08:00—23:00對培訓(xùn)幼仔進行行為觀察，收集從出生至6月齡(僅“淘淘”)或15月齡的行為發(fā)育數(shù)據(jù)。每天由2人查看視頻或錄像，以30 min(08:00—17:00)或60 min(18:00—23:00)的間隔記錄大熊貓幼仔的行為信息，包括食乳、飲水、爬行、母幼交流、走動、爬樹、咬玩物品(竹子和樹木)、采食竹子和休息(醒著不活動或睡著)等，以及幼仔所處基質(zhì)(母獸身體、地面、草叢、竹堆、木架、樹干等)。每只幼仔視頻收集數(shù)據(jù)平均時長達472 d(220~722 d)。

1.4.2 食性數(shù)據(jù)的采集

1.4.2.1 發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換

在野化培訓(xùn)第一階段，大熊貓幼仔的覓食行為數(shù)據(jù)主要根據(jù)SCDMS進行掃描和記錄。第二階段，大熊貓幼仔的行為由項圈式聲學(xué)記錄裝置(Acoustic Recording Unit,ARU)，即音頻項圈進行監(jiān)測。ARU由錄音機(索尼ICD-PX33M專業(yè)數(shù)字錄音機)、鋁蓋、鋁盒、皮帶、防水膠帶、紗布、外部麥克風(fēng)和管道膠帶條組成，總重量小于500 g；ARU的記錄容量約為120 h，所有記錄都以MP3文件類型存儲，以便最大限度地提高存儲容量和電池壽命(Yanet al.,2019)。為了減少大熊貓頸部摩擦和卸載過程中對記錄數(shù)據(jù)的影響，每月僅選取中段72 h的數(shù)據(jù)進行行為解譯，對每只大熊貓幼仔聲音按每1 min監(jiān)聽分類，并將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為行為數(shù)據(jù)(Yanet al.,2019)。音頻數(shù)據(jù)共監(jiān)聽解譯6 912 h，每只幼仔平均約461 h。

為了訓(xùn)練行為解譯人員，我們選擇了520 h的視頻同步錄音數(shù)據(jù)，采用全部事件和關(guān)鍵事件抽樣方法進行測試。通過分析源自視頻記錄的行為與源自音頻記錄的數(shù)據(jù)之間的一致性，以及量化評估解譯人員對源自音頻行為數(shù)據(jù)的監(jiān)聽分類的準確性，統(tǒng)計結(jié)果表明受過訓(xùn)練的人員能夠從聲音記錄中分辨出10種野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為，音頻采樣法與視頻采樣法對于每個單獨的行為具有高度的一致性，10種行為的Kappa系數(shù)均高于0.90；解譯人員的行為監(jiān)聽準確率較高，大多數(shù)觀察者相關(guān)的Kappa系數(shù)均大于0.91，單個觀察者系數(shù)為0.81，行為分類的準確率達93.80%~99.50%(Yanet al.,2019)。

1.4.2.2 季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換

為了跟蹤野化培訓(xùn)大熊貓幼仔和母獸的活動位置和生存狀況，在進入第二階段野化培訓(xùn)圈之前，我們給每只大熊貓佩戴了無線電頸圈(幼仔)和具有無線電發(fā)射功能的GPS頸圈(幼仔、母獸)，使其適應(yīng)佩戴頸圈的生活。無線電頸圈重量為50 g(幼仔)，GPS頸圈重量300~350 g(幼仔)或800~1 200 g(母獸)，頸圈對大熊貓的活動不會產(chǎn)生影響(Durninet al.,2004；周世強等，2012)。

在第二階段野化培訓(xùn)圈，每月對每只大熊貓(包括幼仔和母獸)采集2~3份新鮮糞便樣品進行分析，以確定其食物選擇特征。由于竹子通過大熊貓的消化系統(tǒng)后形態(tài)特征相對不變，因此很容易分離出竹筍、竹莖和竹葉(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Weiet al.,1999,2017)。糞便的收集和分析遵循通用的方法，即研究人員根據(jù)野化培訓(xùn)大熊貓幼仔和母獸的無線電信號或GPS定位信息，進入培訓(xùn)圈內(nèi)，使用膠手套和可密封的塑料袋采集留存的新鮮糞便樣品。將樣品放置于60℃的恒溫烤箱中烘干至恒重，并通過糞便中的干重來估計食物中所含竹筍、竹莖和竹葉的比例(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Weiet al.,2017)。2016年3月—2018年12月，共收集150份野化培訓(xùn)大熊貓幼仔和母獸的新鮮糞便樣品。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

1.5.1 發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換中母乳與竹子比例的計算

以單位時間內(nèi)，動物某一行為出現(xiàn)次數(shù)(視頻觀察)或出現(xiàn)時間(音頻解譯)作為該行為的計量數(shù)值(Martin and Bateson,1986；周小平等，2005)。為此，我們把在一定時間范圍內(nèi)(以幼仔月齡為單位時間)，視頻觀察或音頻監(jiān)聽中野化培訓(xùn)大熊貓幼仔食母乳或竹子的頻次或解譯時數(shù)，與視頻觀察或監(jiān)聽解譯的采食行為總頻次(N)或總時數(shù)(T,min)之比，作為大熊貓幼仔發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換中母乳與竹子的比例，公式如下：

式中，Rm為大熊貓視頻中食母乳占采食行為的比例(%)，Rb為視頻中食竹子占采食行為的比例(%)，nm為視頻中食母乳的頻次(n)，nb為視頻中食竹子的頻次(n)，Pm為音頻解譯中食母乳占采食行為的比例(%)，Pb為音頻解譯中食竹子占采食行為的比例(%)，tm為音頻解譯的食母乳的時長(min)，tb為音頻解譯的食竹子的時長(min)，N為視頻中采食行為總頻次(n)，T為音頻解譯的采食行為總時長(min)。

根據(jù)不同月齡野化培訓(xùn)大熊貓采食母乳和竹子比例的變化曲線，對發(fā)育性食物轉(zhuǎn)換規(guī)律進行階段劃分。

1.5.2 季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換中竹筍、竹莖和竹葉所占比例的計算

鑒于第二階段野化培訓(xùn)圈內(nèi)主要分布的是拐棍竹，因此季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換中竹筍、竹莖和竹葉所占比例的計算主要以糞便中拐棍竹進行分析，野生大熊貓的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換資料采用20世紀80年代的采樣分析結(jié)果(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985)。不同季節(jié)(月份)竹筍、竹莖和竹葉在糞樣中所占百分比的計算公式如下：

式中，F(xiàn)i為竹筍、竹莖和竹葉在糞樣所占百分比，mi為不同季節(jié)(月份)內(nèi)竹筍、竹莖和竹葉在糞樣中的測定重量(g)，n為糞樣中竹筍、竹莖和竹葉的類別總數(shù)。

1.5.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

野化培訓(xùn)大熊貓行為發(fā)育和覓食行為數(shù)據(jù)來源于2010—2020年《野化培訓(xùn)大熊貓行為觀察記錄表》、音頻頸圈記錄數(shù)據(jù)的解譯和第二階段野化圈內(nèi)糞便樣品的烘干測定。所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和圖形制作都在Origin 2020軟件中進行；野化培訓(xùn)大熊貓食母乳和竹子的比例，幼仔、母獸和野生大熊貓不同季節(jié)對主食竹竹筍、竹莖和竹葉的利用率均在Microsoft Excel 2016軟件中計算。采取One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test方法檢驗各項數(shù)據(jù)的正態(tài)分布性和方差齊性，對正態(tài)分布的行為發(fā)育數(shù)據(jù)和不同季節(jié)的食性轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(P＞0.05)，采用單因素方差分析(One-Way ANOVAs)和多重比較(Fisher LSD法)；非正態(tài)分布的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(P＜0.05)，使用非參數(shù)檢驗(Kruskai-Wallis ANOVA法或Mann-Whitney Test法)和多重比較(Dunn’s Test法)(葉衛(wèi)平等，2019)。數(shù)據(jù)以平均值±標準差(mean±SD)表示，統(tǒng)計檢驗的顯著性水平設(shè)置為0.05。

2 結(jié)果

2.1 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為發(fā)育進程

通過紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)(SCDMS)和現(xiàn)場觀察，對野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為發(fā)育時間進行了記錄和統(tǒng)計，結(jié)果表明，與大熊貓幼仔覓食竹子和警戒逃避相關(guān)的行為，除食乳外(大熊貓幼仔通常在出生4~5 h后便可食乳)，共有8種主要行為，包括爬行、走動、攀爬、玩耍物品、爬樹、咬玩竹子、飲水和采食竹子(圖2)，行為出現(xiàn)時間(月齡)在不同行為間有顯著性差異(df1=7,df2=86,F=43.481 1,P＜0.000 1)；行為出現(xiàn)時間與發(fā)育年齡(月齡)具有很強的時間關(guān)聯(lián)性(線性擬合：Person’s=0.847 2,R2=0.717 7,P＜0.000 1)，依次為爬行、走動、攀爬、玩耍物品、咬玩竹子、飲水和采食竹子(圖2)。野化培訓(xùn)大熊貓幼仔對竹子的最初采食時間平均出現(xiàn)在10月齡左右，一般8、9月齡時開始采食竹子(主要以竹葉為主)，最早觀察到5月齡時嘗試采食竹葉的行為，最晚約在14月齡(圖2)。此外，具有警戒逃避或進行“日光浴”的爬樹行為約在5月齡出現(xiàn)(圖2)。

圖2 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為發(fā)育進程.圖中小空方框為某一行為的平均出現(xiàn)時間，上下短橫線為某一行為出現(xiàn)的最晚時間和最早時間Fig.2 The behavior development process of pre-released giant panda cubs.The small empty box in the figure is the average occurrence time of a certain behavior,and the upper and lower short horizontal lines are the latest time and the earliest time of a certain behavior

2.2 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換

根據(jù)野化培訓(xùn)大熊貓幼仔食性中母乳和竹子所占百分比的月齡動態(tài)，發(fā)現(xiàn)隨著大熊貓幼仔身體的發(fā)育成長，培訓(xùn)個體的食性變化從主要以帶仔母獸的乳汁為食物來源，逐漸轉(zhuǎn)換成母乳與竹子混合的食物譜，最終過渡到以培訓(xùn)圈內(nèi)分布的主食竹為攝食對象(圖3)。為此，可以將野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換過程劃分成3個階段：以大熊貓母獸乳汁為食的食乳期(Milk feeding period)(1~7月齡)、以食母乳—食竹子混合為食的轉(zhuǎn)換期(Conversion period)(8~28月齡)和以竹子為主食的食竹期(Bamboo feeding period)(29~39月齡)；其中食物轉(zhuǎn)換期又可細分為關(guān)鍵期(Critical period)(8~18月齡)和過渡期(Transition period)(19~28月齡)兩個階段。

圖3 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔不同月齡食物組分的變化Fig.3 Changes of food components of pre-released giant panda cubs at different months of age

結(jié)果表明，以帶仔母獸乳汁所占百分比計算，食乳期大熊貓幼仔食乳為100%，轉(zhuǎn)換期平均為(37.39±39.55)%，食竹期為0%，三期之間及兩兩之間的非參數(shù)檢驗都差異極顯著(P＜0.000 1)；以主食竹所占百分比計算，大熊貓幼仔食乳期為0%、轉(zhuǎn)換期為(62.65±39.05)%，食竹期為100%，不同食性階段之間及兩兩之間差異極顯著(P＜0.000 1)。如果將轉(zhuǎn)換期內(nèi)的兩個小階段納入總體進行統(tǒng)計分析，無論是以母乳還是竹子計算，除過渡期與食竹期兩者之間無顯著差異之外(母乳：P=1.000 0；主食竹：P=0.982 8)，總體和其他兩兩之間都差異極顯著(P＜0.000 1)；關(guān)鍵期中母 乳 占(55.80±38.36)%、竹 子 占(44.30±37.93)%，過渡期中母乳占(4.78±6.25)%、竹子占(94.93±6.39)%。

2.3 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換

野化培訓(xùn)大熊貓幼仔在不同季節(jié)對于竹筍、竹莖和竹葉的采食利用與帶仔母獸和野生大熊貓具有相似的變化規(guī)律(圖4a，b，c)，表現(xiàn)為春季(4—6月)主要以竹筍(拐棍竹)為食，占(80.00±41.40)%；少量采食竹莖和竹葉，分別占(17.86±37.58)%和(2.14±8.00)%。夏秋季(7—10月)偶爾取食竹筍，占(19.04±40.24)%；主要以竹莖(幼嫩竹子)和竹葉為食，分別占(41.70±42.94)%和(39.25±42.36)%。冬季(11月至次年3月)主要取食竹葉與竹莖，分別占(65.11±42.03)%和(34.89±42.03)%。

統(tǒng)計檢驗表明：野化培訓(xùn)大熊貓幼仔不同季節(jié)糞便中所含竹筍、竹莖和竹葉的百分比與母獸之間無顯著差異，春季、夏秋季和冬季分別為P=0.302 2~0.362 4、P=0.212 9~0.516 7和P=0.433 4(圖4d，e，f），與野生大熊貓比較，除春季竹葉(P=0.637 5）、夏秋季竹筍(P=0.363 7)含量之間差異不顯著外，其他季節(jié)的竹筍、竹莖和竹葉含量都具有極顯著差異(P＜0.000 1)(圖4g，h，i)。

圖4 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔與母獸及野生大熊貓不同月份食物組分的比較.*P＜0.05，**P＜0.01；a：野化培訓(xùn)大熊貓；b：帶仔母獸；c：野生大熊貓(Schaller et al.,1985；胡錦矗等，1985)；d：野化培訓(xùn)大熊貓幼仔與母獸春季食物的比較；e：野化培訓(xùn)大熊貓幼仔與母獸夏秋季食物的比較；f：野化培訓(xùn)大熊貓幼仔與母獸冬季食物的比較；g：野化培訓(xùn)大熊貓與野生大熊貓春季食物的比較；h：野化培訓(xùn)大熊貓與野生大熊貓夏秋季食物的比較；i：野化培訓(xùn)大熊貓與野生大熊貓冬季食物的比較Fig.4 Comparison of food components among pre-released panda cubs,female mothers and wild pandas in different months.*P＜0.05,**P＜0.01;a:Pre-released panda cubs;b:Training mother pandas;c:Wild pandas(Schaller et al.,1985;Hu et al.,1985);d:Comparison of spring diet between pre-released cubs and mother pandas;e:Comparison of summer-autumn diet between pre-released cubs and mother pandas;f:Comparison of winter diet between pre-released cubs and mother pandas;g:Comparison of spring diet between pre-released cubs and wild pandas;h:Comparison of summer-autumn diet between pre-released cubs and wild pandas;i:Comparison of winter diet between pre-released cubs and mother pandas

3 討論

3.1 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為發(fā)育進程

野化培訓(xùn)大熊貓幼仔在4~6月齡之前與圈養(yǎng)大熊貓幼仔都是由繁殖母獸進行哺乳和育幼，因而具有相似的生長發(fā)育規(guī)律，只是所居小環(huán)境不同(前者生長于半野化圈，后者成長在人工獸舍)；野化培訓(xùn)大熊貓幼仔采食竹子為和母獸共同生活期間的自主采食，而圈養(yǎng)幼仔則為人工提供、被動選擇。從2010—2020年15只野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的行為發(fā)育進程統(tǒng)計結(jié)果來看，除食乳外，其他行為(如爬行、走動、攀爬、玩耍物品、爬樹、咬玩竹葉、飲水和采食竹子等)的發(fā)育時間與圈養(yǎng)大熊貓幼仔基本相似(Zhanget al.,1996;Penget al.,2001)。

在母獸帶仔野化培訓(xùn)期間，個別大熊貓幼仔在發(fā)育到5月齡時就有食竹葉的行為，一般在8~10月齡時攝食竹莖和竹葉，此結(jié)論與臥龍地區(qū)野生大熊貓的研究結(jié)論相同(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985)。本研究觀察到1例大熊貓幼仔14月齡才取食竹子，這一現(xiàn)象可能與大熊貓個體發(fā)育遲緩，或視頻監(jiān)控期間停電，或第二階段佩戴音頻頸圈時機選擇不佳，造成數(shù)據(jù)遺漏有關(guān)，提示我們今后需加強數(shù)據(jù)收集的完整性、實時性和準確性。

3.2 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換

由于野生大熊貓繁殖育幼的隱蔽性和抗干擾能力弱等特點，致使難以獲得野生大熊貓幼仔的生長發(fā)育、母幼關(guān)系等數(shù)據(jù)，無法了解幼仔完整的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換過程。目前僅見臥龍地區(qū)間斷性的大熊貓覓食行為特征(食乳、食竹等)描述，秦嶺地區(qū)通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)的短時間觀察結(jié)果(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Luet al.,1994;Zhuet al.,2001；潘文石等，2001)。圈養(yǎng)繁殖的大熊貓幼仔常常因為母獸參與下一個繁殖季節(jié)的發(fā)情配種，而在4~6月齡時被強制斷奶，后續(xù)主要以人工奶、精飼料和竹子為食，無法保證發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換的自然特性(張和民等，2003；張志和和魏輔文，2006)。因此，本研究通過第一階段的紅外視頻監(jiān)控系統(tǒng)(SCDMS)和第二階段的音頻頸圈數(shù)據(jù)監(jiān)聽解譯(ARU listening interpretation)，使母獸帶仔野化培訓(xùn)技術(shù)為大熊貓母獸哺乳、幼仔食乳、食母乳—食竹子轉(zhuǎn)換規(guī)律等研究提供了條件(李德生等，2011；張和民等，2013;Yanet al.,2019)。

通過分析野化培訓(xùn)大熊貓幼仔不同月齡食母乳和竹子行為比例，發(fā)現(xiàn)大熊貓幼仔的發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換過程大致劃分為3個階段：食乳期(1~7月齡)、食母乳—食竹子轉(zhuǎn)換期(8~28月齡)和食竹期(29~39月齡)；食母乳—食竹子轉(zhuǎn)換期細分成關(guān)鍵期(8~18月齡)和過渡期(19~28月齡)兩個小階段，統(tǒng)計檢驗表明關(guān)鍵期與過渡期、食乳期和食竹期之間具有極顯著差異，而過渡期與食竹期之間差異不顯著。由此可以看出，野化培訓(xùn)大熊貓與野生大熊貓的斷奶時間顯著不同，野生大熊貓母獸大約在幼仔10~11月齡時就停止哺乳(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985)，而野化培訓(xùn)大熊貓則大多數(shù)在8~10月齡才開始少量采食竹葉，18月齡時母乳仍占據(jù)其食物組分較大比例(44.30±37.93)%，8~14月齡母乳高于竹子，15~18月齡則是竹子高于母乳。造成野化培訓(xùn)與野生大熊貓之間斷奶時間差異的原因，可能與野外難以近距離跟蹤觀察、無線電頸圈信號強弱無法準確判定采食行為，以及很難捕捉到母獸和幼仔生活在一起的時機等有關(guān)，致使覓食行為等相關(guān)數(shù)據(jù)缺失；也可能與野化培訓(xùn)圈的空間范圍較小，竹子資源有限，導(dǎo)致大熊貓母獸與幼仔常常生活在一起，大熊貓幼仔對母獸具有較強的依賴性，對此需要進一步的研究。從過渡期[竹子平均占(94.93±6.39)%]與食竹期(100%)之間無顯著性差異來看，18月齡后大熊貓幼仔可以離開母獸獨立生活，這從培訓(xùn)期間部分母獸發(fā)情、驅(qū)離幼仔和因母獸意外死亡、幼仔仍生存良好的現(xiàn)象得到佐證，并且與野外大熊貓的研究結(jié)論一致(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985)。

3.3 野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換

竹筍在大熊貓食物組分以及生長發(fā)育、繁殖生理等方面具有重要性，將竹筍、竹莖和竹葉作為分析大熊貓食性轉(zhuǎn)換中主食竹資源的組分，以洞悉野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換規(guī)律，及其與帶仔母獸、野生大熊貓食性轉(zhuǎn)換特性的異同。統(tǒng)計野化培訓(xùn)大熊貓幼仔不同月份糞便中竹筍、竹莖和竹葉的含量以及與帶仔母獸和野生大熊貓的比較，結(jié)果表明，野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換隨著季節(jié)的變化具有與帶仔母獸、野生大熊貓較為相似的動態(tài)格局，即野化培訓(xùn)大熊貓幼仔在主食竹新筍萌發(fā)的春季主要取食竹筍，夏秋季以嫩竹莖和竹葉為食，冬季采食竹葉與竹莖。該結(jié)論不僅與圈養(yǎng)大熊貓的季節(jié)性覓食行為變化相似(Dierenfeldet al.,1982；張和民等，2003；張志和和魏輔文，2006;Hansenet al.,2009)，而且與不同山系大熊貓的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換規(guī)律一致(Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Weiet al.,1999,2017；胡錦矗，2001；潘文石等，2001;Nieet al.,2015;Liet al.,2016)，從而說明母獸帶仔野化培訓(xùn)方式的可行性和科學(xué)性。同時，野化培訓(xùn)大熊貓的季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換規(guī)律也佐證了圈養(yǎng)動物雖然為了適應(yīng)人工環(huán)境，其遺傳、生理、形態(tài)和行為等在一定程度上有所改變，甚至某些功能喪失，但經(jīng)過放歸前的“野化訓(xùn)練”或階段性適應(yīng)，可以獲得或激發(fā)野外環(huán)境生存的技能和本能(Kleiman,1989;Sarrazin and Barbault,1996;Vickery and Mason,2003;Tenhumberget al.,2004;Mcphee and Carlstead,2010;Pérezet al.,2012;Germanoet al.,2015)。食物為動物生存和種群繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ)，對食物的獲取和選擇是形成動物最佳覓食策略的行為體現(xiàn)(Goldizenet al.,1988;Fryxell,1991;Rubenstein and Wikelski,2003;Lambert and Rothman,2015;Houet al.,2018;Heckeret al.,2021)，因此，野化培訓(xùn)大熊貓幼仔覓食行為的季節(jié)性轉(zhuǎn)換規(guī)律不僅是評估野化培訓(xùn)成效的依據(jù)，也是培訓(xùn)大熊貓放歸自然后能否健康生存的預(yù)測指標。

驅(qū)使野化培訓(xùn)大熊貓幼仔形成季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換的因素主要包括兩個方面，一是跟隨母獸的行為學(xué)習(xí)，探尋竹筍、竹莖和竹葉的可食性；二是與野生大熊貓和圈養(yǎng)大熊貓具有相同的原因，就是竹筍、竹莖和竹葉中的營養(yǎng)成分和次生化合物的季節(jié)變化以及大熊貓對這種變化的進食反應(yīng)，這可能是最為主要的動力機制(Dierenfeldet al.,1982;Schalleret al.,1985；胡錦矗等，1985;Weiet al.,1999,2017；胡錦矗，2001；潘文石等，2001;Hansenet al.,2009;Nieet al.,2015;Liet al.,2016;Wanget al.,2017,2020;Huanget al.,2018；周世強，2021)。

圈養(yǎng)繁殖大熊貓幼仔在母獸帶仔野化培訓(xùn)期間獲得了良好的生存訓(xùn)練與環(huán)境適應(yīng)，隨著個體的生長發(fā)育，展現(xiàn)出與圈養(yǎng)和野生大熊貓極為相似的行為發(fā)育進程和季節(jié)性覓食行為策略，以及階段性特征明顯的發(fā)育性食物轉(zhuǎn)換規(guī)律，這為今后圈養(yǎng)大熊貓的野化放歸研究帶來了一些有益的啟示。(1)分析野化培訓(xùn)大熊貓幼仔在半野化圈、野化培訓(xùn)圈和野外環(huán)境的行為發(fā)育與生存適應(yīng)，不僅說明圈養(yǎng)動物環(huán)境豐容(Environmental enrichment)技術(shù)的科學(xué)性，也體現(xiàn)出野化培訓(xùn)條件多樣(生境結(jié)構(gòu)、食物資源、海拔梯度)的重要性，有利于形成大熊貓的自然特性(Swaisgoodet al.,2001；張和民等，2013;Yanget al.,2018)，而且暗示人們可以采用在野生大熊貓小種群區(qū)域內(nèi)進行“就地培訓(xùn)、就地放歸”模式，從而提高野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的環(huán)境適應(yīng)性與生存力，有利于野化大熊貓從培訓(xùn)環(huán)境到放歸環(huán)境的自然過渡，降低培訓(xùn)個體回捕運輸、放歸轉(zhuǎn)運過程中的應(yīng)激反應(yīng)(唐丹等，2019)。(2)野化培訓(xùn)大熊貓幼仔發(fā)育性食性轉(zhuǎn)換過程揭示了母獸帶仔野化培訓(xùn)的必要性，因為母乳在提高初生幼仔成活率方面具有至關(guān)重要的作用，且幼仔食乳時間較長，甚至接近2.5歲(李德生等，1999；張和民等，2003；張志和和魏輔文，2006)；同時野化培訓(xùn)幼仔食性轉(zhuǎn)換中過渡期(18~28月齡)與食竹期(29~39月齡)之間無顯著差異，表明可以適當(dāng)縮短母獸帶仔野化培訓(xùn)的時間長度，幼仔1.5歲后就可適時放歸野外，以便減輕對野化培訓(xùn)圈竹子資源的利用壓力、延長野化培訓(xùn)圈的使用壽命、提高圈養(yǎng)繁殖大熊貓的野化培訓(xùn)效率。(3)綜合野化培訓(xùn)大熊貓幼仔的發(fā)育性和季節(jié)性食性轉(zhuǎn)換特征，提示一方面培訓(xùn)幼仔放歸野外的時間可以選擇在大熊貓1.5歲(18月齡)和2.5歲(30月齡)的初春時節(jié)(3—4月)進行，此時正值大熊貓棲息地內(nèi)主食竹新筍萌發(fā)，幼仔放歸后有充足的優(yōu)質(zhì)食物資源供其選擇利用；另一方面成年大熊貓母獸可能出現(xiàn)發(fā)情跡象(3—5月)，并主動驅(qū)離幼仔，這在野化培訓(xùn)期間已有觀察，當(dāng)采取母獸分離措施后，培訓(xùn)幼仔仍生長發(fā)育良好。同時，也驗證了大熊貓幼仔1.5~2.5歲離開母獸，獨立生活的野外研究結(jié)論(Schalleret al.,1985;Luet al.,1994；胡錦矗等，1985；胡錦矗，2001；潘文石等，2001;Zhuet al.,2001)。

致謝：中國大熊貓保護研究中心臥龍核桃坪基地的技術(shù)人員，以及曾參與圈養(yǎng)大熊貓野化培訓(xùn)的工作人員為數(shù)據(jù)收集付出了艱辛的勞動；四川省南充市林業(yè)局的羅蓉同志參與了部分工作；美國佛羅里達大學(xué)野生動物生態(tài)與保護系Vanessa Hull助理教授幫助修改英文。特此致謝。