圈養綠海龜的筑巢行為和巢址選擇特征

陳華靈 葉明彬* 李滿文 觀玉安 李丕鵬

(1.廣東惠東海龜國家級自然保護區管理局，惠州，516359；2.沈陽師范大學爬蟲研究所，遼寧省進化與生物多樣性重點實驗室，沈陽，110034)

綠海龜(Cheloniamydas)被國際自然保護聯盟(IUCN 2020)列入瀕危物種紅色名錄，為我國一級保護野生動物[1]，是在我國主要產卵繁殖的海龜[2]。近年來，受海洋污染，漁業捕撈，非法貿易及產卵地和棲息地遭受破壞等影響，我國海龜資源急劇下降[3-4]。目前，我國除西沙群島、臺灣等島嶼尚有綠海龜上岸產卵外，大陸沿岸僅存廣東惠東海龜國家級自然保護區一個產卵點，而上岸產卵的綠海龜已是寥寥無幾[3]。人工繁殖是有效恢復海龜資源的方法之一[5]；加強綠海龜產卵場保護是維持其種群數量穩定的一個重要保證[6]，了解海龜巢址選擇的偏好對提高海龜人工繁殖效率和自然產卵場保護策略的制定都至關重要。

盡管綠海龜一生的大部分時間生活在海洋中，但龜卵需在沙灘中孵化[7]。在缺乏親代照料的情況下，選擇合適的產卵位置成為它們迎接生死的第一個挑戰，故巢址的選擇成為海龜適應環境的重要機制之一[8]。例如，靠近大海的巢穴會增加海龜卵被海水淹沒的可能性[9]；靠近內陸的巢穴則會受到樹根穿透、干旱氣候、幼龜迷失方向及天敵捕食等因素的影響[10]。

影響海龜選址的因素主要有兩個方面。一是微生境，包括物理因子(基質、溫度和濕度)。沙粒的平均粒徑與孵化期胚胎的死亡率呈正相關[11]；沙層的溫度影響孵出稚龜的性別比例及出生率[12-13]。二是大生境，包括影響母龜生存、繁殖成功的自然或人為掠奪的因素[14-16]。母龜可能根據非生物和生物因素的組合來選擇巢穴[17]。對非生物信號的選擇性是明顯的，不僅與筑巢時在該地點的條件有關，也與附近地點的環境相關[17-20]。

目前，國內外對綠海龜巢址選擇研究集中在卵窩的沙粒大小、濕度、溫度、坡度、潮水線及植被分布情況與巢址選擇的關系[11-13，15-20]，且主要通過統計分析野生海龜卵窩位置得出的結論，忽略棄巢及個體筑巢行為的細節，也很少提及樹木環境及巢穴隱蔽性對綠海龜巢址選擇的影響，不能全面地闡明綠海龜對產卵環境的偏好及選擇機制。

每只綠海龜在每個產卵季會返回同一片海灘的不同區域產卵，最高可產8窩[21]，是研究海龜巢址選擇行為的合適物種。本研究采用紅外線視頻監控技術觀察人工條件下雌性綠海龜的筑巢行為，旨在了解我國綠海龜巢址選擇偏好，為人工繁殖產卵場的建設及自然產卵場的管理提供切實的科學依據。

1 材料與方法

1.1 時間和地點

2019年5月—2020年10月，在廣東惠東海龜國家級自然保護區(22°33′N，114°54′E)進行試驗。

1.2 監測場地

試驗在保護區一個占地面積為5 000 m2的露天海龜繁殖館進行(圖1A)。該館坐落在保護區的一個坐北向南、三面環山的沿岸山谷中(山的北邊2 km是惠東縣港口濱海旅游度假區)，由靠海邊(南邊)3 500 m2的水池和靠山邊(北邊)1 500 m2的人工沙灘組成。沙灘長50.0 m(是與水池連接的長度，海龜可以在這個長度的任意一處進入沙灘)，寬30.0 m，深1.5 m。整個沙灘坡幅緩慢向北側稍微隆起，沙層結構和沙粒大小基本相同。沙粒粒徑10—100 μm，呈淡黃色。由于沙灘有樹木分布，故將其分為樹木區和裸露區(g區)。樹木成排均勻地分布在遠離水面的沙灘北側，以樹為中心，半徑為3 m計，約占整個沙灘面積的1/20。樹木區如圖1B所示，從水池往沙灘看，除右邊有一棵高4 m的雞冠刺桐(Erythrinacrista-galli)外，其余皆為高4—8 m的旅人蕉(Ravenalamadagascariensis)。樹木與水池和沙灘連接線基本成垂直排列，樹列之間距離較為均勻，約6 m，因此，離樹木3 m計，樹列之間形成的覆蓋范圍，以樹列為中心，從左到右，分為a、b、c、d、e、f區。另外，根據樹木各間隙靠山邊處有無遮蔽植物(距沙灘約50 cm，高約4 m)，又把各區細分為隱蔽區(a、b區)和通透區(c、d、e、f區)。為了進一步確定各區后方的遮蔽物對海龜產卵的影響，在2020年的產卵季，用長6 m、寬4 m的黑色遮光網對c區靠山邊處進行遮蔽，把其調整為隱蔽區(圖1C)。

1.3 監測設備和對象

為了減少人為干擾，更好地觀察海龜的產卵行為，在沙灘四周安裝6個紅外線攝像球機(型號：DH-SD-9A1242UA-HNI，中國浙江大華科技有限公司)。該球機具備45倍機械放大、360度動態跟蹤功能，同時具備星光級紅外攝像系統，像素高達1 080 P，可實現日夜無死角地監控綠海龜的產卵行為。將攝像球機連接到硬盤容量為16 TB，64位的錄像機上(型號：DH-NVR608-64-4KS2，中國浙江大華科技有限公司)，可連續儲存6個球機1個月所記錄的視頻。

繁殖期間，對11只(2只野外救護、9只保護區出生)人工培育成熟的雌性綠海龜的筑巢及產卵行為進行了連續長達2年的監測。為了準確識別每一只海龜，采用Ye等[22]的標識方法，在每一只海龜的前肢注射了電子芯片標簽(型號HPT9，Biomark，Boise，Idaho，USA)。在綠海龜入池前，記錄各個體的電子芯片號碼及性別；拍攝它們在自然光和紅外光下的上、左、右頭部鱗甲和甲殼圖案，建立海龜個體識別檔案，采用Reisser等[23]的面部識別方法，識辨每只上沙灘筑巢海龜的身份。

5—9月，用HOBO溫度記錄儀(型號：UA-002-64)監測隱蔽區、通透區和裸露區的表層5 cm沙溫和水池水溫情況，每小時記錄1次；并用沙層水分分析儀(Moisture Meter)監測海龜上岸產卵時各區沙灘表層5 cm處的濕度情況。

1.4 數據收集

在2019—2020年產卵季節(5月1日—10月1日)進行了密集的夜間巡邏，由于海龜主要在晚間上岸產卵，每晚安排2人值班，值守時間為18：00—02：00。在海龜從沙灘回到水池前，掃描它們的芯片號碼或通過其面部圖像識別并記錄每只上沙灘筑巢的海龜身份，同時給每個筑巢位置標上編號，并測量該位置到樹木的最近距離。為了及時統計和研究海龜的產卵行為，在第2天回放攝影圖像，記錄海龜筑巢和成功產卵位置，同時拷貝并保存視頻資料。

1.5 統計分析

應用Excel統計和繪制數據圖，采用SPSS 23對綠海龜筑巢和產卵、沙子表層濕度和溫度等數據進行正態分布檢驗，并分析它們在不同區域之間是否存在差異。符合正態分布的則用獨立樣本t檢驗，不符合的則用非參數U檢驗，顯著水平設置為P<0.05，數據使用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 綠海龜筑巢產卵情況

通過觀察11只雌性綠海龜上岸產卵行為，發現1只雌性綠海龜1個繁殖季產卵2—7窩。其中，首年產卵雌龜平均產卵(3.33±1.21)窩(n=6)，其余雌龜產(6.20±1.09)窩(n=5)。綠海龜一般在夜間上岸筑巢，但并非每一次筑巢都會產卵。綠海龜每次產卵平均需上岸(2.22±1.06)次，筑巢(2.33±1.28)次。根據表1所示，2年來，11只雌性綠海龜共筑巢119次、產卵51窩，產卵次數和筑巢數的比值為0.42。在51窩卵中，13窩位于同一只海龜當初的棄巢或其鄰近的位置，約占產卵窩數的25%；15窩是一次性筑巢完成的，包括首年產卵雌龜7窩，往年產卵雌龜8窩。

表1 海龜在不同區域筑巢及產卵情況Tab.1 Nesting site and spawning quantity green turtle in different areas

按不同區域的筑巢情況(圖2)，海龜偏愛于樹下產卵，96%筑巢和98%產卵位置位于樹木區，僅有4%筑巢和2%產卵出現在裸沙區(首年產卵雌龜產卵季初期行為)；樹木區與裸露區的筑巢和產卵比例分別為114∶5和50∶1，相應的差異性分析分別為(Z=-2.64，P<0.05)和(Z=-2.70，P<0.05)，差異明顯。

產卵季初期在裸沙區筑巢產卵的雌龜，隨后的筑巢和產卵偏好逐漸跟其他往年上岸產卵母龜的行為保持基本一致，均選擇隱蔽區。2年來，80%筑巢及88%產卵行為集中在隱蔽區，與通透區筑巢(Z=-2.86，P<0.05)和產卵(Z=-2.88，P<0.05)的差異顯著。海龜棄巢及產卵的位置與樹木的距離分別為(1.81±0.69)m(n=64)與(1.63±0.72)m(n=50)，之間無差異(Z=-1.34，P=0.17)；綠海龜在旅人蕉和雞冠刺桐樹下筑巢數目比例為111∶3，產卵為51∶0，差異顯著(t=13.76，df=2.05，P<0.05)。

2.2 綠海龜產卵各區溫濕度情況

隱蔽區晚上(18：00—05：00)的平均沙溫為(27.19±2.07)℃(n=2 172)，與養殖池晚間的水溫(27.75±0.86)℃(n=2 172)存在統計學差異(Z=-6.73，P<0.01)，同時也明顯比裸露區的(29.12±3.52)℃(n=2 172)低(Z=-16.58，P<0.01)，然而，卻高于通透區的(26.92±1.13)℃(n=2 172)(Z=-4.32，P<0.01)。隱蔽區5 cm內的表層沙層濕度為(2.82±0.35)%(n=155)明顯較裸露區的(2.17±0.34)%(n=155)高(Z=-12.35，P<0.01)，但與通透區的(2.75±0.45)%(n=155)沒明顯差別(Z=-1.53，P=0.12)。

3 討 論

3.1 綠海龜傾向于隱蔽區筑巢的因子探討

龜類對產卵點的選擇受沙層溫度、沙子濕度及安全威脅等因素影響[14-16，24]。本研究顯示，綠海龜偏愛于樹下產卵，80%筑巢及88%產卵位置位于隱蔽區，這極可能是沙層溫度、濕度和巢址周圍環境隱蔽等因子的綜合結果。第一，溫度是雌性海龜選擇筑巢地點的重要線索[15]，綠海龜最佳產卵水溫介于27—28℃[25]，而這個溫度也可能是綠海龜尋找巢址的最佳溫度范圍。此次研究中，絕大部分綠海龜筑巢及產卵的隱蔽區表層沙溫明顯低于裸露區，而高于通透區，為(27.19±2.07)℃(n=2 172)，正好處于它們最佳產卵水溫范圍內，這也可能是綠海龜很少選擇裸露區和通透區的原因之一。綠海龜為變溫動物[26]，一定時間內，它們的體表溫度與周圍環境相近，因此，綠海龜在沙灘爬行過程中，可能是以體表與沙層溫差變化形成的選擇機制來尋找合適產卵點的。綠海龜在離開水面，爬上沙灘時，海水的表層溫度將是它們對外溫感應的參照標準。本次研究中5—9月綠海龜養殖池晚間的表層水溫為(27.75±0.86)℃(n=2 172)，雖從統計學上與隱蔽區的表層沙溫存在差異，但對比其他兩區，差距最小，同時也在海龜最佳的產卵水溫范圍內。沙層的溫度對海龜卵孵化極其重要[12-13，27]，海龜通過表層沙溫選擇產卵位置，可能是它們長期形成確定龜卵孵化合適巢址的機制，但這有待進一步研究。第二，海龜卵孵化需要合適的濕度條件[11，24，28]，在胚胎發育的早期，溫度是決定胚胎發育的關鍵，它既決定了性別，又影響了發育速度[12-13，29]，但在胚胎基本成型之后，水分就成為胚胎發育的關鍵，胚胎需要從外界汲取水分以生長和物質交換[11，30-31]。此次研究發現隱蔽區的沙表層濕度與通透區沒有差異，而以上兩區的沙表層濕度與裸沙區卻有明顯差異，說明隱蔽區和通透區的沙層濕度均達到了綠海龜產卵的合適范圍，故吸引了絕大多數的海龜前來筑巢和產卵。然而，隱蔽區的筑巢和產卵數遠高于通透區，這恰好揭示了海龜對巢址的選擇可能是多因素綜合的結果。第三，海龜選擇隱蔽區還與巢址隱蔽性相關。動物在繁殖期對天敵侵害自身及卵窩安全的警覺性較高[14-16]，袁顯春等[32]也發現小鱷龜(Chelydraserpentina)筑巢偏愛于隱蔽的區域。保護區北邊2 km是惠東縣的濱海旅游度假區，人類活動及人為燈光，尤其是旅游區燃放煙花爆竹的行為及各種遠程高射燈較多，皆會對海龜的筑巢行為造成影響[33-35]，隱蔽區則可為母龜及其龜卵提供更隱蔽、更安全的環境。本次研究中，80%筑巢及88%產卵位置集中在隱蔽區，另外，c區經改進隱蔽程度后海龜筑巢及產卵數增加了2倍和1倍，也進一步印證了海龜在筑巢時對自身及卵窩的安全具有高度的警覺性。

據前人研究，卵窩的沙粒大小、坡度、潮水線及植被分布情況與巢址選擇也有關[11-13，15-20]。沙粒的大小無疑會影響到巢穴的孵化濕度和溫度；靠近大海的巢穴會增加海龜卵被海水淹沒的可能性[9]；靠近內陸的巢穴則會受到樹根穿透、干旱氣候、幼龜迷失方向及天敵捕食等因素的影響[10]；低洼處則增加海龜卵被洪水沖刷的可能性；植被除可提供隱蔽環境外，還可遮擋太陽直曬，防止沙層濕度及溫度變化過于激烈，此次研究中樹木區與裸沙區沙層溫度的差異也驗證了這一點。合適的坡度、離潮水線的距離和植被條件則可更好地保證龜卵及母龜的安全，以及提供更穩定的沙子濕度和溫度。因此，我們更有理由相信，海龜對巢址的選擇是巢址沙層溫度、濕度及周圍環境安全性綜合的結果。

3.2 圈養條件下的巢址選擇行為

海龜通常在一定范圍內的沙灘上筑巢產卵，墨西哥維拉克魯斯北部的綠海龜集中在大潮線以上10—24 m的沙灘上筑巢產卵[17]；巴西東北部和巴巴多斯島筑巢產卵的玳瑁(Eretmochelysimbricata)也很少逾越大潮線31 m[7，19]。然而，在一定范圍內，海龜對筑巢位置卻具備選擇能力，這將取決于這個范圍可供選擇的環境條件。其一，綠海龜一般在夜間上岸產卵，但并非每一次筑巢都會產卵，它們通常會多次筑巢，甚至經過多次上岸尋找合適的產卵點；其二，在綠海龜選擇的產卵位置中，約有25%的產卵位置是它們之前的棄址；其三，本研究中僅發現首年產卵綠海龜的初次筑巢會出現在裸沙區，而隨后的筑巢及產卵偏好皆跟往年上岸產卵綠海龜基本一致，均選擇在溫度、濕度和隱蔽性相對較好的隱蔽區。最后，Santos等[7]發現玳瑁偏愛于植被下筑巢，而當一定范圍內全是裸沙的單一環境時，它們也會在當中筑巢產卵，此現象與本次研究得出的論斷也不謀而合。初產雌龜在產卵季選擇巢址的不同，說明綠海龜可能還具備對產卵環境學習和記憶能力。但由于該實驗時間僅持續2年，對初產龜及往年產卵雌龜的一次性產卵數和每窩卵經歷的筑巢量等掌握尚不充分，這將有待進一步研究。