环境湿度对林蛙生物特性的影响

2017-07-03
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近段时间来,在业内交流中有几位朋友对林蛙生活环境湿度的设置究竟应取何种定性定量表示了迷茫。笔者认为这个问题不仅存在于业内几位有一定造诣的朋友中,清楚阐述环境湿度与林蛙生物特性的关系,也将对一般投资人具有参考价值。因此在此将自己研究的心得作一交流,供业内商榷探讨。

1. 林蛙对陆地环境的选择

对野生林蛙的生存环境作了全面的调查,该文献指出,东北林蛙主要生活在低山和丘岭地带,气候温润潮湿,最高温22℃以上,最低温度-15年降水量在700毫米。植被以次生落叶阔叶林为主。

该文献对林蛙在自然环境中的分布调查显示,东北林蛙主要分布在海拔400-700米的高度,最高可达1100米以上。以阔叶杂木林、林间小溪、灌木丛分布较集中。这与诸多对林蛙的生态调查文献相吻合。

诸多生态调查文献均指出,东北林蛙主要选择具有三层植被的生态环境生活。笔者考察林蛙陆地活动环境观察认为,这种环境都具有斑驳的阳光,凉爽的空气,较高的湿度,地面或有较厚实的阔叶落叶层。周围稳定安静,饵料充足等特点。

调查显示,东北林蛙在阔叶林中的分布非常集中,柞树林(小叶)急剧降低,而在油松林、山坡、荒地、农田中则完全没有。

另有观点认为,林蛙对山林地坡度没有明显的选择,但不大喜欢有沟谷的水边或山顶。笔者认为,林蛙之所以选择这样的环境作为陆地活动的区域,是由于这种环境与东北林蛙的生理特点相吻合。首先,林蛙是变温动物。

环境温度与东北林蛙体温变化的关系与特点。文献认为:环境温度(Ta )与林蛙体温(Tb)的关条式为:Tb=3.679±0.7829Ta 。东北林蛙体温变化具有三个特征:一是体温回归线与等温线的交点高,其值为23;二是当环境温度低于充点值时,体温高于环境温度;反之,则体温低于环境温度。三是体温变化与环境温度变化呈正直线归,其变化速率为0.7829 。一般而言,东北林蛙正常体温和调节范围在23±5内。

刘学龙先生表述了一个林蛙适应环境温度变化的一个重要生理特性,即:林蛙能够自由适应18℃~28℃的温度范围。这种生理特性决定了环境温度一旦超出范围,林蛙依靠自身体温的调节不能响应。要维持自身生理与环境的和谐,必须以某种形式来加以低冲平衡,则生理功能与环境条件不相符合且不能(或无法)得到缓解情况下,林蛙是不会选择为活动区域的。

东北林蛙5-6月上山,9-10月下山,主要生活时间段正是夏季。之所以它们生活在一定的海拔高度和郁蔽度比较大的阔叶或阔叶混交林的原因,一般认为是那种环境的温度比较适宜东北林蛙对温度的生理要求,即夏季平均温度较低能够保持在25度左右,正好落在林蛙体温调节的范围中枢附近。由此能够确保林蛙自身在整个夏季处于旺盛的活动期,其生理不被环境的干扰而影响其活动,从而能够不断捕食获得充分的营养来进行发育生长。  因此,林蛙选择以上生态环境是其与生理需要的结合产物,这才是林蛙选择“三层植被”的本质。  但仅仅以林蛙对温度的选择解释它对上述生态环境的选择是说不通的。从上述调查报告即可知,并不是所有能够保持这个温度的地方就都有林蛙群体的活动。  笔者认为,林蛙在某一区域定居的决定性因子不仅是温度,还有湿度。  姜大成(2007)指出,东北林蛙在柞树林中密度急剧降低的原因是柞树生长在向阳干燥的环境中所致。  由此可见,湿度甚至比温度更重要地影响着林蛙对环境的取舍。 2.林蛙对生存环境潮湿程湿度的选择  冯秀春、王洪涛(2004)的调查指出,林蛙生活的环境包括草甸子。该调查指出,林蛙生活环境(包括分布着丰富水源溪流的草甸子)的湿度非常之大,达到了75%以上。  如此高的湿度所发出的水汽蒸发量,能够吸收大量的空气温度并被旷野风流带走,不仅满足了林蛙所需要的湿度条件,同时直接解决了夏季的高温问题。  由于草甸子区域缺乏上层乔木的遮蔽,光照强度相对三层植被条件下要大得多,提示了光照度(森林郁闭度)并不是林蛙选择生存环境决定性的因子,至少在东北地区是这样(笔者评估认为,东北地区全年最大光照强度仅为南方春分时节的水平);又由于光照强度大则平均气温高,也提示了林蛙能够适应高于三层植被条件下的气温环境。  因此可推定三点:  a. 在自然环境条件中的温度、湿度、光照这三个最重要因子中,湿度是林蛙首要选择的环境条件。  b. 东北林蛙的登山行为并不是为了寻找特定的海拔气压,不是寻找森林的郁闭度(光照),也不简单地因为寻找适宜的气温,而是远行寻找适宜的生存环境。  c. 林蛙远行所寻找的适宜生存环境的“内核”是:温度、湿度与林蛙生理需要特点三者之间达到自然有机结合的交汇点,而其中湿度是首要的。  具有意义的是:这就意味着从应用理论的角度否定了“三层植被”对林蛙生存环境的充要性。不采用“三层植被”而成功进行了人工养殖的事实证明了这一点;根据应璐、徐艳春等人(2008年)关于“东北林蛙很可能发源于三江平原”的研究观点,登山行为本身来讲也并非是林蛙生物特性所必然。由此,也证明了三层植被并不是林蛙固有的生态需要。  以湿度为主线分析林蛙对的环境选择和由此表现出来的生态特征,解释了同样温度条件下风量和力度都较高(干燥度较大、湿度不稳定)的高山环境下,东北林蛙选择潮湿的林间小溪、灌丛和沼泽的原因。也能够顺利解释为什么柞树林、河边荒地极少有林蛙活动:笔者对东北小兴安岭某地的抽样性考察发现,所谓河边荒地的草是非常茂密的。可能由于茂密而争夺阳光的原因,这些草都呈直立疯长状态。而在林蛙所选择的活动区域内林间的地表上植被草类,却以阔叶型居多。非常清楚,河边那些直立型疯长的草并不能保护地表水分的蒸发,并且无法遮蔽直射阳光直达其根部,这就加剧了地面湿度的下降而不利于林蛙的生存。


与之相反的是:林蛙在超出生理调节范围的30℃环境气候(地面温度)下,并不表现出不适的现象。只要不缺乏(适度的)水分的存在,它们活动自如精神饱满,生长量显著提高。  由此,再次提示了林蛙对湿度的要求高于温度。 2-1:林蛙首选环境潮湿度的内在生理因素  王寿兵等人(2004)的研究指出,东北林蛙的生存时间与环境潮湿条件密切相关。研究表明,在绝佳生存温度下,如果将东北林蛙处于干燥环境中,其生存的时间仅为64.2±34.3小时。也就是1-4天的存活时间。笔者认为,这就是林蛙不会因为温度的适宜性而确定生存环境的内在原因,也是林蛙在选择适宜生存地域的过程中,对湿度的需求高于温度的生理必须性所在。  林蛙在干燥的环境中存活能力大幅降低是与其皮肤特殊的构造有关。林蛙虽然进化程度高于一般水栖性蛙类,可以脱离水源营陆地生活。但其皮肤还是缺乏陆地物种皮肤表面角质化的必要程度以抗拒阳光的辐射。不仅如此,林蛙皮肤能够吸收周边环境甚至是空气中的水分,由此补充在缺乏水源条件下身体的需要,形成了林蛙能够远离水源营陆地生活的特点。但其皮肤进化不全,缺乏对体内水分的锁闭能力。这种缺陷造成了林蛙体内的水分极其容易被环境温度所蒸发,被区域风量所带走。就是这一内在生理特点决定了东北林蛙如果脱离水分,即便在25℃这样“适宜”的温度范围内,“其生存的时间仅为64.2±34.3小时”的原因。  明确了林蛙对环境湿度的内在生理需求,就能够理解林蛙必须生存在保湿能力较好或者能够及时得到水分补充的区域环境中的原因,并确定环境的湿度是林蛙确定生存环境的首选条件。  有观点从全人工现场经验角度认为,东北林蛙登陆营陆地生活后就不能再下水,否则会造成死亡。甚至依据自然界林蛙特有的登山行为推断东北林蛙登陆后就不再需要水源的存在等等。笔者认为,这些观点有必要进行剖析商榷。  除却上面所提到的调查研究所见,笔者在考察东北原生地时在溪中和小河边也均发现了林蛙;在山上的溪流中也发现了林蛙。  依据上述林蛙的生理特性事实,笔者认为正常情况下的蛙群是既不能脱离水份的滋润而又不依赖水源而活动的。林蛙在自然露水能够满足自身活动需求情况下,不会表现出对水源的依赖。但一旦水分蒸发量高于林蛙所能够得到的水分吸收量,林蛙为了保持体内电解质平衡,必须寻找并得到水分的补充,不论来源是水汽还是河流。这不仅能够圆满解释各项调查报告、笔者考察所看到的情况,在全人工养殖现场管理中也得到了印证:正常对场地环境进行补水作业的情下,东北林蛙并不表现出对水源的依恋,体现出作为陆地蛙的特点。当出现断水供应或者现场湿度较低的情况,东北林蛙就会出现焦躁不安的状态。这种情况一旦延续,蛙群就会向有水源的一侧场地集中。可见其对水分水源的需求,与现场实际湿度管理的恰当性是紧密关联的。  那么如何解释全人工养殖中屡见不鲜的林蛙下水就死亡的现象呢?  在健康的蛙群中,蛙群可以自如地在水池中活动而无恙。这在应用理论上是必然的,且在现场应用实践上也能够得到证实。

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