人工栖息地设计与布局对印第安纳蝠冬眠表达的调控作用研究

《Journal of Thermal Biology》:Do artificial roost design and placement alter the torpor expression of Indiana bats?

【字体: 时间:2026年01月12日 来源:Journal of Thermal Biology 2.9

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  本刊推荐:为探究人工蝙蝠栖息地(Artificial roosts)的设计与布局如何影响濒危物种印第安纳蝠(Myotis sodalis)的冬眠表达(torpor expression),研究团队通过温度敏感无线电遥测技术监测雌蝠皮肤温度(Tsk),发现其冬眠行为主要受日最低环境温度驱动,而栖息地设计差异(如烟囱式通风/白色瓦片屋顶)及遮阴条件未显著改变冬眠模式。研究强调提供多样化人工栖息地布局对蝙蝠能量平衡的重要性,为气候变暖背景下濒危物种保护策略提供生理生态学依据。

  
随着全球土地利用变化导致树木微生境(如树洞、剥落树皮)急剧减少,依赖此类栖息地的蝙蝠面临生存危机。人工蝙蝠栖息地(Artificial roosts)作为生态补偿措施被广泛部署,但其内部热环境是否满足蝙蝠的生理需求尚不明确。特别是对于印第安纳蝠(Myotis sodalis)这类濒危物种,栖息地温度直接影响其冬眠(torpor)行为与能量预算,不当的栖息地设计可能加剧能量消耗并阻碍繁殖成功。目前缺乏对蝙蝠在人工栖息地中生理响应的系统评估,尤其缺乏关于不同设计变体(如通风结构、表面反射率)和布局(遮阴/曝晒)如何调控冬眠表达的研究。
为填补这一空白,研究团队于2021年夏季在美国印第安纳州和肯塔基州野外站点,针对五种人工栖息地设计(参考型REF、通风口移除型VR、烟囱型CH、白色瓦片屋顶型WTR及树皮模拟型)和四种太阳能暴露条件(全日照、上午日照、下午日照、全遮阴),利用温度敏感无线电发射器监测了22只雌性印第安纳蝠的皮肤温度(Tsk),并结合环境温度数据量化其冬眠行为。研究通过计算异温指数(Heterothermy Index, HI)、冬眠时间、冬眠深度等指标,采用信息理论方法分析驱动冬眠表达的关键因素。
研究采用的核心技术方法包括:
  1. 1.
    温度敏感无线电遥测技术(Temperature-sensitive radio telemetry)连续记录蝙蝠皮肤温度(Tsk);
  2. 2.
    iButton温度记录仪监测人工栖息地内部垂直温度梯度;
  3. 3.
    白昼追踪定位(Homing telemetry)确定蝙蝠使用的具体栖息地设计及位置;
  4. 4.
    基于AICc模型选择框架分析环境与设计变量对冬眠行为的影响。
栖息地使用模式
蝙蝠在所有设计及暴露条件下均有利用,群体规模1-323只。四月(冠层未展叶期)倾向于使用遮阴栖息地(13/14日),五月至八月则转向太阳能暴露栖息地(34/43日),体现季节性栖息地切换策略以应对温度变化。
热调节行为谱
研究识别出三种典型热调节行为:
  1. 1.
    持续恒温(Continuous endothermy):体温全程维持>30°C,多见于温暖天气;
  2. 2.
    晨间冬眠(Morning torpor):清晨入栖后立即进入冬眠,午间随外界升温逐渐苏醒;
  3. 3.
    全日冬眠(All-day torpor):整个白昼维持冬眠状态,常见于低温时期。
    妊娠期蝙蝠展示全部三种行为,哺乳期个体仅表现前两种,非繁殖期个体则倾向深度冬眠。
冬眠驱动因子
模型分析显示,日最低环境温度是冬眠表达的最强预测因子(所有响应变量模型权重wi≥0.6),而栖息地设计与太阳能暴露均无显著影响。日最低温度每降低1°C,异温指数(HI)增加约1.13-1.47°C,冬眠发生概率提高约20%,冬眠时间延长约64分钟,冬眠深度加深约1.2°C。
讨论与意义
本研究首次揭示大型热分层人工栖息地(如90厘米高火箭箱)中,蝙蝠可通过垂直移动抵消设计差异带来的微气候变化,导致冬眠行为趋于一致。季节性栖息地切换策略(春用遮阴、夏用曝晒)进一步弱化了太阳能暴露的效应。值得注意的是,人工栖息地普遍存在隔热性差、热储量低的问题,易导致夜间快速冷却,迫使蝙蝠频繁使用晨间冬眠节能。未来应优化栖息地隔热性能与热缓冲能力,而非仅依赖深色涂料增温,以降低过热风险并提升能源效率。
该成果发表于《Journal of Thermal Biology》,为濒危蝙蝠保护性人工栖息地的设计部署提供了关键生理学依据,强调在气候变化背景下需统筹热多样性供给与栖息地布局灵活性,以支持蝙蝠能量平衡与种群存续。
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