孫四清,周永康,晏鵬,王宏根
(1.安徽揚子鱷國家級自然保護區(qū)管理局,安徽 宣城242000;2.安徽師范大學生命科學學院,安徽 蕪湖241000;3.郎溪縣高井廟國有林場,安徽 宣城242000)
揚子鱷(Alligator sinensis)屬于爬行綱鱷目鼉科,是世界上24 種鱷類中最瀕危的鱷種,1973 年世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)將其確認為極危(CR)種,1989 年我國政府將其列為國家一級重點保護野生動物[1]。
當前,揚子鱷物種的保護現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為兩個方面:一是野生揚子鱷種群的生存現(xiàn)狀不容樂觀,仍存在野外滅絕的危險。由人類活動引起自然棲息地持續(xù)喪失、斑塊化及肆意獵殺被認為是造成近代以來野生揚子鱷數(shù)量持續(xù)下降的重要原因[2]。到二十世紀九十年代末,野生揚子鱷數(shù)量已不足150 條,并以每年4%~6%的速度下降,形勢十分嚴峻[3-4]。在此形勢下,2001 年“揚子鱷保護及放歸自然國際研討會”在安徽合肥召開。與會專家認為,對于已經(jīng)十分孤立和破碎的揚子鱷野生小種群而言,單純的就地保護措施可能已不足以保障這些孤立小種群的長期續(xù)存;減小各種隨機因子對種群負面影響的一個最有效途徑就是增加野生種群數(shù)量,將圈養(yǎng)個體放歸到野生種群中。這對小種群的復壯有明顯促進作用[5]。會議通過了《中國揚子鱷保護行動計劃》,并為揚子鱷保護和野外放歸制訂了目標和行動指南。同年,揚子鱷被列為“全國野生動植物保護及自然保護區(qū)建設(shè)工程”的15 個重點優(yōu)先拯救物種之一。2002 年,原國家林業(yè)局正式啟動了“揚子鱷保護與放歸自然工程”。該工程旨在改善現(xiàn)有揚子鱷棲息地生境,同時在歷史上曾有揚子鱷分布的地區(qū)重建棲息地,實施揚子鱷再引入工程,以期實現(xiàn)野生種群的復壯。二是揚子鱷的人工繁育已取得很大成功,為實施揚子鱷野外放歸工程奠定了堅實的種源基礎(chǔ)。1979 年起,安徽省揚子鱷繁殖研究中心利用212 條野生揚子鱷作為最初種源,開始揚子鱷的人工繁育研究。1982 年野生揚子鱷卵人工孵化獲得成功。1988 年人工繁育揚子鱷總數(shù)超過2 000 條,提前兩年完成國家下達的繁殖保種任務(wù);且人工繁育的子代鱷開始產(chǎn)卵,并孵出子二代鱷,實現(xiàn)了人工飼養(yǎng)繁殖條件下?lián)P子鱷從鱷—卵—鱷的生命循環(huán),標志著揚子鱷的人工繁育獲得成功[6]。目前,人工繁育揚子鱷種群已逾16 000 條,并且具備年產(chǎn)幼鱷2 000 余條的繁殖能力,子二代、子三代揚子鱷的數(shù)量陸續(xù)增加。
隨著揚子鱷人工繁育種群數(shù)量的不斷增加,揚子鱷種群的遺傳多樣性也逐漸引起人們關(guān)注。保護瀕危動物關(guān)鍵是要保護它的遺傳多樣性或進化潛力,防止近交衰退或遺傳漂變帶來的遺傳多樣性喪失。因此,制定切實有效的保護策略應(yīng)建立在對其遺傳多樣性充分了解的基礎(chǔ)之上[7]。1999 年前后,安徽揚子鱷國家級自然保護區(qū)(以下簡稱“自然保護區(qū)”)人工飼養(yǎng)的子一代種群繁殖率出現(xiàn)下降趨勢,引起人們對揚子鱷種群遺傳多樣性的重視[8]。2002年自然保護區(qū)對揚子鱷飼養(yǎng)種群的遺傳多樣性水平進行了隨機擴增多態(tài)性DNA 標記(RAPD)分析,得到的個體間遺傳相似性系數(shù)平均為0.99,顯示飼養(yǎng)種群個體間的遺傳相似性非常高[9]。2003 年對安徽宣州和浙江長興兩個飼養(yǎng)種群共采集42 份個體樣本(宣州樣品33 個,長興樣品9 個),分析了揚子鱷飼養(yǎng)種群線粒體脫氧核糖核酸(DNA)控制區(qū)的序列多態(tài)性,結(jié)果仍然表明揚子鱷種群遺傳多樣性較低的事實[10]。Wang 等采用AFLP 方法,研究了采自宣州和長興共47 條揚子鱷樣品的遺傳多樣性,得出揚子鱷的多態(tài)信息含量介于0.041 7~0.048 2[11],進一步證明了揚子鱷飼養(yǎng)種群遺傳多樣性較低。黃磊和王義權(quán)利用mtDNA 的D-loop 區(qū)及核DNA 的微衛(wèi)星標記對圈養(yǎng)種群進行了研究,分析了微衛(wèi)星標記法(SRR)在個體識別中的應(yīng)用,提出了建立揚子鱷飼養(yǎng)種群譜系的種群保護策略[12]。
2005 年一項旨在通過基因篩選,預防近親繁殖,培育優(yōu)良品種,實現(xiàn)種群可持續(xù)發(fā)展的揚子鱷譜系建設(shè)工程在自然保護區(qū)正式啟動,這對提高人工繁育揚子鱷種群質(zhì)量具有重要意義[13]。2009 年自然保護區(qū)通過DNA 鑒定,從205 條成年人工繁育的揚子鱷中選出84 條遺傳背景差異較大的鱷作為譜系奠基種群,根據(jù)相關(guān)系數(shù)將雌雄鱷一一配對,分別放養(yǎng)在42 個相互獨立的繁殖小區(qū)中。2011 年7 月譜系鱷開始產(chǎn)卵(3 窩56 枚),孵出幼鱷39 條。按照譜系管理的要求,這些幼鱷被投放在相應(yīng)的譜系育種小區(qū)中飼養(yǎng)[14]。截至2019 年,譜系鱷共產(chǎn)卵43 窩,孵出幼鱷667 條。由于譜系繁殖池相對狹小且彼此相鄰,相互間干擾較大,導致譜系鱷產(chǎn)卵率較低。譜系繁育技術(shù)還有待提高,但譜系繁育制度的建立逐步改變了人工繁育種群混養(yǎng)的狀況,對提升后代種群質(zhì)量起到了積極作用。2019 年通過微衛(wèi)星標記法檢測215 條人工繁育后代(其中部分為譜系繁育后代)的遺傳多樣性水平,得到其平均等位基因數(shù)為7.67、平均多態(tài)信息含量為0.559 5、平均期望雜合度為0.611 9,較之2004 年的研究結(jié)果(平均等位基因數(shù)1.60,平均多態(tài)信息含量0.327,平均期望雜合0.350)[12],這顯示后代種群遺傳多樣性水平有了較大的提升,種質(zhì)資源狀況得到了改善。
1.3.1 遺傳背景檢測與篩選
通過采集備選放歸鱷的血液或尾部鱗片樣品,提取個體的總DNA,再運用各種分子檢測技術(shù)對個體基因進行檢測分析,篩選出遺傳多樣性較高或含有稀有等位基因的個體作為放歸鱷,并對放歸鱷進行雌雄配對,將遺傳距離較遠的雌雄個體按照一定的比例進行配對,避免出現(xiàn)近親自交、遺傳漂變等遺傳衰退現(xiàn)象,促進野外種群復壯[15]。自然保護區(qū)在歷次的野外放歸活動中,都對放歸鱷進行了嚴格的遺傳背景檢測篩選,確保了放歸種群的基因交流。特別是2019 年的野放活動,自然保護區(qū)非損傷性采集215 條人工繁育揚子鱷尾部鱗片樣本進行基因檢測,篩選出120 條野外放歸鱷實施配對釋放,篩選規(guī)模超過以往歷次野外放歸鱷篩選量的總和。
1.3.2 譜系篩選
隨著揚子鱷野外放歸規(guī)模的不斷擴大,單純依靠遺傳檢測來完成放歸鱷的篩選,工作量將非常繁重。在譜系繁育制度逐步完善的條件下,譜系鱷將成為野外放歸鱷的主要來源。自2016 年起,自然保護區(qū)陸續(xù)有部分譜系后代鱷參與野外放歸鱷篩選行列,對改善放歸種群的遺傳結(jié)構(gòu)開始發(fā)揮作用。
水域和陸地是揚子鱷棲息地不可或缺的組成部分。棲息地生態(tài)修復主要是在選擇項目點采取挖塘筑壩、栽種和培育植被等措施,使之恢復成濕地狀態(tài),以滿足揚子鱷的棲息需求。
水域:根據(jù)地形的不同建成2~3 hm2不等的多個區(qū)域,且區(qū)域相鄰,每個區(qū)域由4~5 個水塘組成,水塘間隔距離不等,從十幾米到幾十米長,水塘深0.5~2.5 m。
沼澤:將相鄰水塘間的連接帶改造成灘涂沼澤地帶。
植被的栽種和培育:水塘的岸邊栽植灌木、小竹、茅草等陸生植被,在水體中培植蘆葦、菖蒲、茭白等水生植物。
食物鏈的培育:在水塘里放養(yǎng)各種魚、蝦苗以及蚌、螺等底棲生物,形成以水生動物為主的食物鏈。
現(xiàn)存揚子鱷的部分棲息地在自然條件下受各種外在因素的侵蝕,功能逐漸退化。對此,自然保護區(qū)及時給予保護修復。截至2018 年5 月,共修復濕地20.9 hm2,其中2015 年在涇縣雙坑團結(jié)水庫修復濕地2.6 hm2,2016 年在廣德朱村水庫修復濕地1.18 hm2,2017 年在宣州紅星水庫筑島705.6 m2,在南陵長樂點征用農(nóng)地1.34 hm2用作濕地恢復建設(shè),在相距不遠的兩個野生揚子鱷分布點間建立活動通道。這些棲息地的修復進一步改善了野生揚子鱷的棲息環(huán)境,對穩(wěn)定地方小種群起到積極作用[16]。
2.3.1 高井廟野化訓練區(qū)棲息地的生態(tài)修復
高井廟野化訓練區(qū)屬于自然保護區(qū)高井廟片區(qū)實驗區(qū),位于郎溪縣高井廟林場場部附近。2008年和2010 年先后在該區(qū)域新建野化訓練場2 處,面積約8.7 hm2,共有大小塘口16 個,分批投放了469 條人工繁育的揚子鱷進行野化訓練。2019 年自然保護區(qū)又在高井廟林場租用6.2 hm2的土地用于野化訓練區(qū)的擴建,此項目目前正在方案設(shè)計階段。揚子鱷野化訓練區(qū)的建立和使用為揚子鱷野外放歸的重引入工程源源不斷地輸送具有較強野外生存能力的后備種群。
2.3.2 高井廟放歸地的生態(tài)修復
自2002 年起,自然保護區(qū)開始在高井廟片區(qū)開展揚子鱷棲息地恢復建設(shè)。自然保護區(qū)利用林間山坳的低洼地勢,筑壩建塘,培植適宜的陸生和水生植被,投放魚、蝦、螺螄等水生動物培育食物鏈,構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)呈開放式,未用圍欄網(wǎng)隔離,與周邊環(huán)境融為一體。截至2018 年,共建設(shè)塘壩49 座,恢復濕地306.73 hm2(其中水面32.73 hm2、陸地259 hm2、島嶼15 hm2),向水塘共計投放螺、蚌約22 000 kg,魚苗約15 000 kg,菜餅約8 000 kg。目前,高井廟野放區(qū)的濕地生態(tài)環(huán)境良好,已成為揚子鱷理想的放歸地[17](見圖1)。
圖1 郎溪縣高井廟林場揚子鱷野放區(qū)衛(wèi)星圖
3.1.1 放歸鱷的選擇
放歸鱷應(yīng)為5~8 歲的人工繁育揚子鱷。首先,進行體況選擇。從適齡鱷中挑選出體態(tài)適中、體表完好、膚色光亮、精神狀態(tài)良好的揚子鱷作備選放歸鱷,將它們放入隔離池中暫養(yǎng)。其次,檢查健康狀況。由獸醫(yī)進行疾病檢查,確認備選放歸鱷身體健康,無疾病。再次,開展遺傳背景篩選。抽取備選放歸鱷的血液或采集尾部鱗片,進行DNA 測序分析,挑選出親緣關(guān)系遠并按照1 雄3 雌性比配對的揚子鱷作為正式放歸鱷,或從譜系鱷中選擇不同譜系來源的揚子鱷進行配對作為正式放歸鱷。
3.1.2 野化訓練
放歸鱷在釋放前,要讓它們在野化訓練區(qū)進行一段時間的野外適應(yīng)性訓練,以培養(yǎng)它們的野外生存能力。
3.1.3 識別與跟蹤設(shè)備安裝
為對放歸鱷進行跟蹤監(jiān)測,在釋放前需對它們進行個體標識和跟蹤設(shè)備安裝。將電子芯片注入放歸鱷尾部皮下組織,當放歸鱷再次被發(fā)現(xiàn)捕獲時,可由專門的閱讀器進行個體識別。為了解放歸鱷的活動狀況、掌握其生活習性,在釋放前可有選擇性地在它們身上安裝無線電發(fā)射器,便于野外放歸后及時跟蹤觀察。
3.1.4 放歸后的跟蹤監(jiān)測與巡護管理
主要是通過接收安裝在鱷體上跟蹤器發(fā)射出的無線電波來實施跟蹤監(jiān)測。監(jiān)測放歸鱷的活動范圍、洞穴位置,從而觀察它的行為譜以及生長和冬眠狀況。另外,自然保護區(qū)在高井廟片區(qū)設(shè)立了揚子鱷保護站,制定了放歸棲息地的管理和保護措施。工作人員定期對放歸揚子鱷及其棲息地進行巡護,檢查水塘水位,巡視植被恢復狀況,發(fā)現(xiàn)問題及時采取相應(yīng)措施,以排除可能對放歸鱷及棲息地造成不良影響的隱患。
揚子鱷的野外放歸活動始于2003 年,放歸活動概括起來可分為三個階段。第一階段為原棲息地放歸試驗階段。2003 年自然保護區(qū)在棲息地保存較好的紅星保護點釋放了3 條體格健壯、血緣關(guān)系較遠的成年揚子鱷。然而,首次野外放歸的實施逐漸暴露出一些問題,由于揚子鱷棲息活動與居民生產(chǎn)生活間存在著“人鱷爭地、人鱷爭水”的矛盾,當?shù)乩习傩盏钟|情緒較大,導致放歸活動一度中斷。第二階段為人工恢復棲息地放歸階段。為解決上述問題,自然保護區(qū)在提高當?shù)乩习傩毡Wo意識的同時,調(diào)整放歸策略,將揚子鱷放歸地轉(zhuǎn)向人工恢復的棲息地,選定郎溪縣高井廟國有林場作為新的放歸地。2006年,自然保護區(qū)在高井廟片區(qū)重建的棲息地上釋放了6 條揚子鱷(2 雄4 雌),拉開了在此地每年放歸揚子鱷的序幕。此后,每年的上半年都釋放一定數(shù)量的揚子鱷,數(shù)量從6 條至18 條不等。截至2018 年,已連續(xù)放歸13 次,共計放歸人工繁育揚子鱷105條。第三階段為較大規(guī)模放歸階段。獨立生活的小種群,由于受到多種干擾因素的影響,穩(wěn)定性較差,種群難以長久維系[18],適當擴大放歸規(guī)模十分必要。2019 年,自然保護區(qū)一次性放歸120 條經(jīng)過嚴格篩選的人工繁育揚子鱷。至此,自然保護區(qū)累計放歸15 次共228 條揚子鱷。
在紅星保護點首次放歸后的跟蹤監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),放歸的3 條揚子鱷均未離開該保護點范圍,而且連續(xù)4 年產(chǎn)卵繁殖,說明放歸鱷已適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境,并對當?shù)胤N群起到了補充和復壯作用[19]。2006 年至2017 年,在郎溪縣高井廟片區(qū)的放歸活動也取得了良好成果,放歸鱷從2008 年開始繁殖,截至2018 年,累計產(chǎn)卵14 窩,共計238 枚卵,自然孵出112 條幼鱷。監(jiān)測表明,放歸的揚子鱷均已適應(yīng)棲息地環(huán)境,具有較強的自然生存能力,并繁衍后代;它們的生活范圍超過300 hm2,并有向放歸區(qū)外圍擴散的趨勢。
自上世紀八十年代以來,較全面的揚子鱷資源調(diào)查相繼開展于1980 年、1985 年、1996 年、1999年、2005 年、2011 年和2015 年和2018 年,共計8次,分別由中美聯(lián)合科考組、國際野生生物保護協(xié)會、華東師范大學、安徽師范大學等單位與自然保護區(qū)聯(lián)合組織調(diào)查;調(diào)查方法主要有走訪問卷調(diào)查、鳴聲回放法、痕跡調(diào)查、夜間燈光照射計數(shù)法和基于環(huán)境DNA 技術(shù)的野外鱷蹤跡調(diào)查法等,采用IUCN 鱷類專家組推薦的野外鱷類數(shù)量調(diào)查統(tǒng)計方法進行估計(估計數(shù)=(S+E)/0.7~0.6,其中S 為實見成年鱷A與實見幼鱷Y 總和,E 為在不同調(diào)查點Y≥1 情況下均加上2 的總和)。歷次野生種群調(diào)查的結(jié)果是,1980 年估計數(shù)300~500 條,1996 年實見數(shù)77 條,1999 年實見數(shù)23 條,2005 年實見數(shù)32 條,2011 年實見數(shù)58 條,2015 年實見數(shù)64 條,2018 年實見數(shù)113 條(估計數(shù)216~252 條);野外放歸區(qū)的調(diào)查情況為,2011 年實見數(shù)39 條,2015 年實見數(shù)52 條,2018 年實見數(shù)73 條(估計數(shù)141~165 條)。歷次野生揚子鱷資源調(diào)查為揚子鱷種群保護及管理積累了大量基礎(chǔ)性資料,也直觀反映了各個階段的保護成效。
4.2.1 野生種群數(shù)量穩(wěn)中有升,野生種群數(shù)量下降的趨勢得到有效遏制
圖2 歷次調(diào)查實見野外種群數(shù)量(1999-2018 年)
從圖2 可以看出,1999 年到2018 年間野生揚子鱷數(shù)量在總體上保持著穩(wěn)中有升的態(tài)勢,特別是2015 年以來,野生揚子鱷種群數(shù)量增長速度加快,增長趨勢看好;放歸區(qū)的野外種群也呈現(xiàn)較好的增長趨勢。
4.2.2 少年鱷比例較高,種群年齡結(jié)構(gòu)趨于合理
幼鱷(25 日齡~9 月齡)[20]對自然環(huán)境的適應(yīng)能力非常弱,澳大利亞鱷類專家Crahame 在對淡水鱷的野外保存狀況進行研究后,提出其保存率僅為1%;而少年鱷(10 月齡~3 歲)已具備一定的生存適應(yīng)能力[21-22]。在2018 年調(diào)查中發(fā)現(xiàn),涇縣和南陵兩個片區(qū)的少年鱷數(shù)量分別是44 條和25 條,占實見總數(shù)的45%和64%;高井廟野外放歸區(qū)的少年鱷為33 條,占實見總數(shù)的45%,比以往調(diào)查結(jié)果都要高,這與自然保護區(qū)近年來加強野外監(jiān)測巡護管理、積極開展幼鱷輔助保護活動有關(guān)[6,14,23]。
圖3 各縣區(qū)實見野生揚子鱷數(shù)量變化圖(2005-2018 年)
4.2.3 各縣區(qū)野生種群的分布變化不一
由圖3 可見,涇縣和郎溪縣的野生揚子鱷數(shù)量自2015 年以后有了較明顯的增長,其中郎溪縣野生種群的壯大與高井廟放歸種群的自然擴散關(guān)系密切;南陵縣、廣德縣及宣州區(qū)的野生種群數(shù)量總體平衡,但需引起關(guān)注的是廣德縣的野生種群規(guī)模一直未有大的增幅,且近兩次調(diào)查均未發(fā)現(xiàn)幼鱷和少年鱷,這預示著該區(qū)域內(nèi)的野生種群繁殖功能可能處于逐步喪失的狀態(tài),需考慮采取人工繁育種群野外放歸或適當?shù)倪w地保護措施以復壯野生種群。
(1)由于自然保護區(qū)內(nèi)居民的人口密度較大,揚子鱷的棲息活動與當?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活存在一定的矛盾。自然保護區(qū)注重加強與地方部門溝通協(xié)調(diào),并積極開展保護宣傳工作,爭取當?shù)卣?、群眾以及各方面的大力支持,對順利推進揚子鱷野外保護建設(shè)發(fā)揮了重要作用。
(2)著力開展棲息地恢復建設(shè),特別是濕地環(huán)境的營建和食物鏈的培育,是保障野外放歸種群盡快適應(yīng)棲息地環(huán)境而生存繁衍的關(guān)鍵。
(3)積極開展野生資源本底調(diào)查,及時掌握野外種群動態(tài),可為調(diào)整保護策略、及時改進保護措施提供重要依據(jù)。
(4)加強野外種群的監(jiān)管,特別是野生鱷卵和野生幼鱷的輔助保護,對盡快恢復野外種群數(shù)量非常必要。
2019 年,自然保護區(qū)在土地流轉(zhuǎn)工作中取得了可喜進展,目前已簽訂約266.67 hm2的土地流轉(zhuǎn)協(xié)議,之后還將有約666.67 hm2的土地待流轉(zhuǎn)。這些土地經(jīng)流轉(zhuǎn)后,自然保護區(qū)將擁有土地使用權(quán),既可以解決當前揚子鱷人工繁育空間嚴重緊張的問題,又可以緩解因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水引起的“人鱷爭水”的矛盾,對野生揚子鱷棲息地恢復建設(shè)和保護管理極為有利。未來5 年,自然保護區(qū)將持續(xù)擴大人工繁育揚子鱷的野外放歸規(guī)模,預計總放歸數(shù)達1 500 條。不久的將來會有越來越多的野生種群建立起來,野生揚子鱷的極瀕危狀況一定會得到扭轉(zhuǎn)。然而,要將揚子鱷從世界自然保護聯(lián)盟紅色名錄的極瀕危等級降到瀕危等級,必須恢復野生種群達2 500 條[24]。從目前揚子鱷保護進展情況看,要想達到這個目標,差距還很大,因此揚子鱷的種群保護及野外放歸工程仍將任重而道遠。