人类活动对土耳其东部自由活动棕熊(Ursus arctos)应激反应的生态生理学影响研究

本研究通过测量自由活动棕熊的血液皮质醇和粪便皮质醇代谢物(FCMs)，结合相机陷阱调查的人类活动相对丰度指数(RAI)，揭示了人类活动强度与棕熊应激水平的显著正相关关系。研究证实FCMs可作为非侵入性应激指标，为野生动物保护策略提供重要科学依据。

　　

引言

棕熊(Ursus arctos)作为土耳其东北部生态系统的关键物种和旗舰物种，其种群健康直接反映森林与山地生态系统的完整性。它们通过调节猎物种群和维持栖息地多样性发挥着至关重要的生态功能。然而，当前棕熊种群正面临栖息地破碎化、人类与野生动物冲突以及由伐木、基础设施建设和人类活动加剧导致的栖息地退化等多重威胁。这些持续的压力使得评估人类活动对野生动物生理应激的影响成为制定有效保护策略的迫切需求。

在野生动物福利研究中，生理应激指标的分析尤其具有挑战性，特别是对自由活动的动物而言。皮质醇作为下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的核心激素，已成为评估家养动物、圈养动物和野生动物应激反应的公认指标。然而，血液中的糖皮质激素(GCs)虽然能够反映短期应激状态，但其水平容易受到捕捉、操作和时间等因素的影响，因此不适合用于长期应激评估。相比之下，粪便皮质醇代谢物(FCMs)分析作为一种非侵入性方法，已被广泛应用于多种野生动物物种的应激监测，包括马鹿(Cervus elaphus)、岩羚羊(Rupicapra rupicapra)和墨西哥灰狼(Canis lupus)等。

本研究旨在验证以下假设：人类活动的增加会导致自由活动的棕熊应激指标升高，并评估粪便皮质醇代谢物作为自然栖息地中长期应激可靠生物标志物的有效性。研究结果将有助于理解空间和人为因素对棕熊应激生理的影响，并为改善其福利提供科学依据。

研究方法

研究区域

研究区域位于土耳其东北部的萨勒卡默斯森林-阿拉胡埃克贝尔山脉国家公园，该地区是棕熊、灰狼(Canis lupus)和高加索猞猁(Lynx lynx dinniki)的重要栖息地，也是人兽冲突高发区域。该地区总面积为338.5?km²的片段化苏格兰松林斑块，当地村民经常进行伐木、放牧、休闲采摘等活动，冬季除外。开放垃圾场的存在显著影响了熊的行为模式，包括季节性迁移习惯。

相机陷阱调查

2018年至2023年间，研究使用28-42台相机陷阱(Reconyx Ultrafire XR6和Reconyx PC900)系统性地布设在研究区域内，每个相机站位于道路和野生动物小径交汇处，安装高度为2米，不使用任何诱饵。相机设置每次触发拍摄5张照片，灵敏度中等，系列间隔为30秒。通过计算相对丰度指数(RAI)来量化人类活动强度，该指数定义为每100个陷阱日中的检测事件数。

样本采集

研究团队采用Aldrich陷阱和"欧洲式围栏"方法捕捉棕熊，并使用GSM警报系统确保在触发后20分钟内进行处理。麻醉方案采用Zoletil 100 (2.5?mg/kg)和Domitor (0.05?mg/kg)组合。从股静脉采集血液样本，离心后保存于-20°C。同时收集新鲜粪便样本(排出时间小于30分钟)，其中23份样本来自已知个体，28份样本性别未知。所有样本均在暖季(5月至8月)收集以控制季节性影响。

激素分析

采用0.5克湿重粪便加入5毫升80%甲醇的方案进行FCMs提取，涡旋2分钟后以2,500?g离心15分钟。血清样本使用乙醚提取法。通过皮质醇酶免疫分析法测定FCMs和血清皮质醇浓度，该方法已在棕熊中得到验证。

统计分析

使用Shapiro-Wilk检验评估数据正态性。根据数据分布特性选择参数检验(Pearson相关、t检验)或非参数检验(Spearman相关、Mann-Whitney U检验)。分析FCMs与人类活动的关系、血液皮质醇与FCMs的相关性，以及性别、年龄等因素对应激指标的影响。显著性水平设定为p?

研究结果

血液皮质醇浓度范围为2.3-58.5?ng/ml(中位数17.9)，FCMs浓度为1.2-16.1?ng/g(中位数4.5)。同一个体的血液皮质醇与FCMs浓度呈显著正相关(r?=?0.61, p?

性别间血液皮质醇水平无显著差异(U?=?159, Z?=?-0.9674, p?=?0.3)。最重要的是，研究发现FCMs与人类活动(RAI)之间存在良好相关性(r?=?0.71, p??0.05)。

讨论

本研究提供了自由活动棕熊应激生理学的重要见解，证实了FCMs作为可靠的非侵入性应激指标的实用性。体重与皮质醇水平的负相关关系可能表明体型较大、状况较好的个体由于更好的资源获取能力或领域优势而经历较低的生理应激。然而，这种关系可能受到年龄、繁殖状态等其他因素的调节，需要进一步研究。

人类活动与FCMs浓度的显著正相关强调了人类干扰对野生动物生理状态的深远影响。这一发现与先前对其他物种的研究一致，表明人类活动如伐木、放牧和休闲活动可能成为野生动物的重要应激源。尽管垃圾堆放区提供了容易获取的食物资源，但人类和狗的经常出现可能抵消了食物可获得性带来的潜在益处。

研究的局限性包括野外环境中无法控制的变量，如饮食差异、天气波动和个体活动水平的自然变化。此外，皮质醇水平的昼夜和季节变化也可能影响结果解释。尽管存在这些限制，本研究为理解大型食肉动物在自然栖息地中的应激生理提供了重要基础，并为未来的保护策略提供了科学依据。

研究意义与展望

本研究证实了粪便皮质醇代谢物作为监测自由活动棕熊长期应激状况的有效工具，为大规模监测栖息地干扰热点、评估保护区有效性以及制定有针对性的管理措施提供了实用方法。研究结果强调需要最小化人类干扰和栖息地破碎化，将应激生物标志物纳入保护策略，以支持棕熊种群的长期可持续性。

未来研究应扩展空间和季节性采样，整合GPS运动数据和行为观察，更全面地了解环境变化下的动物福利状况。同时，需要进一步研究多种应激源的累积效应，为制定优先考虑物种福利和生态系统恢复力的适应性管理计划提供支持。