周世強，羅波，宋仕賢，黃金燕，李文靜，周季秋，何勝山，張和民

(1.中國大熊貓保護研究中心，大熊貓國家公園珍稀動物保護生物學國家林業(yè)和草原局重點實驗室，四川都江堰611830；2.四川臥龍國家級自然保護區(qū)，四川汶川623006)

大熊貓Ailuropodamelanoleuca是我國國寶、國家一級重點保護野生動物，生物多樣性保護的旗艦物種(Swaisgoodetal.，2016)。因其黑白相間的皮毛、憨態(tài)可掬的神態(tài)、喜食竹子的行為，深受世界人民的喜愛，20世紀20、30年代外國探險家、博物學家以獵捕到大熊貓實體、擁有大熊貓皮張而榮耀，致使野生大熊貓遭到獵殺和捕捉。人工飼養(yǎng)和展出大熊貓始于1937年的美國芝加哥動物園，1953年我國的成都動物園開始飼養(yǎng)大熊貓，1963年 9月北京動物園在世界上首次人工繁殖成功大熊貓，自此開啟了圈養(yǎng)繁育大熊貓的序幕(胡錦矗，2008；周世強等，2017)。

為了提高圈養(yǎng)大熊貓的繁殖率和存活率，中外科學家開展了深入的研究，從行為生態(tài)、飼養(yǎng)管理、人工授精、輔助育幼、種公獸培育，以及環(huán)境豐容、疾病防治等方面，有效地降低了圈養(yǎng)大熊貓的死亡率，從而使圈養(yǎng)種群達到自我維持的狀態(tài)(馮文和，張安居，1988，1991；馮文和等，1994；劉定震等，1998；Swaisgoodetal.，2001；王鵬彥，李德生，2003；張貴權(quán)等，2003；張和民，王鵬彥，2003；周小平等，2005；Wildtetal.，2006；張志和，魏輔文，2006)。目前研究集中于具體飼養(yǎng)繁殖單位的大熊貓飼養(yǎng)管理、大熊貓生存能力和生育力的提高，基于大熊貓譜系或本單位繁殖數(shù)據(jù)構(gòu)建的大熊貓生命表、種群發(fā)展的預測和譜系分析等，而未見有根據(jù)大熊貓譜系數(shù)據(jù)進行人工繁殖大熊貓生存時間的影響因素研究(李德生等，1999；黃祥明等，2001；沈富軍等，2002；王鵬彥等，2003；黃炎等，2011；由玉巖等，2012；王海瑞等，2015；王樹群等，2019)。

由于困擾圈養(yǎng)大熊貓種群持續(xù)發(fā)展的“發(fā)情配種難”“妊娠受孕難”和“幼仔成活難”三難問題體現(xiàn)在“大熊貓譜系”中主要是“存活”或“死亡”狀態(tài)、人工授精與否和育幼方式等記錄(謝鐘等，2019)，并且大熊貓個體死亡的原因未作詳細記載，因此探究大熊貓生存力的影響因素，除了眾所周知的幼仔發(fā)育不全、母獸育幼能力差、流行疾病侵襲等因素外(張志和，魏輔文，2006)，選擇譜系中所反映的指標進行量化分析很有必要，且有利于指導今后圈養(yǎng)大熊貓的飼養(yǎng)管理。

1 材料與方法

1.1 大熊貓譜系數(shù)據(jù)的數(shù)值化及各因子的含義

圈養(yǎng)繁殖大熊貓的生存力是指圈養(yǎng)條件下繁殖的大熊貓個體或種群的生存能力，具體指標包括個體或種群的存活率、死亡率，以及個體的生存時間(壽命長短)。為了分析圈養(yǎng)繁殖大熊貓的生存力及其影響因素，首先將“2019大熊貓譜系”數(shù)據(jù)輸入Microsoft Excel 2016中，并詳細核對各項數(shù)據(jù)；其次,便于采用數(shù)理統(tǒng)計方法，對譜系中所記載因子的非數(shù)字型數(shù)據(jù)進行數(shù)值化處理，各因子非數(shù)字型數(shù)據(jù)的具體賦值及含義詳見表1。

表1 非數(shù)字型數(shù)據(jù)的賦值Table 1 Assignment value of non-numeric data

1.2 不同時間圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活率的計算

為了評估圈養(yǎng)繁殖大熊貓的精細化管理和生存風險，分析不同時間段大熊貓死亡率(或存活率)的變化規(guī)律，掌握最佳的管理時段，改善飼養(yǎng)管理措施，從而提高不同時間段的存活率。不同年份大熊貓幼仔的存活率是指當年出生個體存活數(shù)量占當年出生總數(shù)的百分比，不同年份大熊貓種群存活率(Rs)為本年度存活個體數(shù)量占本年度所有大熊貓總數(shù)(包括當年出生個體)的百分率，不同月齡、年齡組大熊貓存活率為該月齡、該年齡組的存活數(shù)量與該月齡、該年齡組所有個體數(shù)量的百分比，所有計算數(shù)據(jù)都未涵蓋野外救護的大熊貓個體。

式中，M為死亡率(%)，Nd為死亡數(shù)量(只)，Ne為初始年份、月齡或年齡組到計算年份、月齡或年齡組的所有出生個體數(shù)量(只)，Ns為統(tǒng)計時間的現(xiàn)存?zhèn)€體數(shù)量(只)，i為年份、月齡或年齡組。

根據(jù)《圈養(yǎng)大熊貓飼養(yǎng)管理技術(shù)規(guī)程》中各年齡組的劃分標準將圈養(yǎng)大熊貓分為：幼年(0～18月齡)、亞成年(19～60月齡)、成年(61～240月齡)和老年大熊貓(>240月齡)(張和民等，2012)。

1.3 大熊貓生存時間影響因素指標的確定

基于“大熊貓譜系”所記載的內(nèi)容，根據(jù)以往關(guān)于大熊貓生存方面的研究成果，確定個體性別、母獸來源、母獸生仔年齡、產(chǎn)仔胎數(shù)、公獸來源、公獸交配年齡、出生年代、出生月份、育幼方式、人工授精和胎兒數(shù)等為自變量；存活時間(月齡)為因變量；2019年底存活個體的生存壽命(即存活時間)以平均雌性31歲、雄性26歲作為參考(目前圈養(yǎng)個體最長壽命為雌性38歲、雄性35歲)。

1.4 統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同年代圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活率

2.2 不同年齡階段圈養(yǎng)繁殖大熊貓的死亡率

統(tǒng)計各年齡組圈養(yǎng)繁殖大熊貓的死亡率，不同年齡組的死亡風險各不相同，幼年和老年大熊貓死亡率明顯高于亞成年與成年大熊貓，各年齡組大熊貓死亡率依次是幼年26.83%、亞成年4.56%、成年12.66%和老年26.53%。從不同月齡死亡率的波動曲線來看，剛出生幼仔(1月齡)的大熊貓死亡率最高，達到22.45%，隨后逐漸降低；60月齡后，死亡率趨于增加，且波動性較大；240月齡后便進入死亡次高峰，360月齡以上為20%左右(圖2)。

對圈養(yǎng)繁殖大熊貓斷母乳后(6～7月齡)至30月齡(2.5歲)的幼年-亞成年過渡階段死亡率曲線的突出顯示，不難發(fā)現(xiàn)8、9月齡的幼仔死亡率高于2～7月齡和10～17月齡，而18、21月齡的死亡率明顯高于其他月齡，28月齡比23～27月齡略高(圖2)。

2.3 圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的影響因素分析

通過對受不同因子影響的圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的統(tǒng)計(表2)，發(fā)現(xiàn)雌性大熊貓壽命長于雄性；從1960s起，大熊貓存活時間隨年代呈逐漸增長趨勢；不同月份出生的大熊貓存活時間波動較大；野外救護的大熊貓(無論是產(chǎn)仔的母獸、還是參與交配的公獸)所產(chǎn)后代，其存活時間都明顯大于圈養(yǎng)繁殖的母獸或公獸；無論是母獸還是公獸，處于繁育盛期所產(chǎn)大熊貓個體存活時間都較初產(chǎn)母獸或初交公獸和老年個體的后代長；母獸育幼的個體存活時間是人工育幼的 2倍多，單胎個體的存活時間分別為雙胞胎和三胞胎的1.88倍和4.85倍；產(chǎn)仔2次以上母獸所生產(chǎn)的后代存活時間較長，但超過6次后，存活時間逐漸縮短。

表2 圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間統(tǒng)計Table 2 Survival time of captive-bred giant pandas

應(yīng)用廣義線性模型(GLM)分析各因素對圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的影響，不同時間段的影響因素及強度有所差異(表3)。在大熊貓飼養(yǎng)繁殖初期(1960—1989年)，個體性別、母獸產(chǎn)仔年齡、母獸產(chǎn)仔胎數(shù)、公獸交配年齡、育幼方式和胎兒數(shù)量對存活時間影響程度較大(P<0.05)。其他因子(出生年代、出生月份和母獸來源)的作用甚微(P>0.05)；公獸來源無影響。20世紀90年代及現(xiàn)階段(1990—2019年)，大熊貓存活時間受個體性別、出生月份、母獸來源、母獸產(chǎn)仔年齡、育幼方式和胎兒數(shù)量等因素的顯著影響(P<0.05)，而出生年代、母獸產(chǎn)仔胎數(shù)、公獸來源、公獸交配年齡和人工授精與否對存活時間的影響沒有明顯的統(tǒng)計學意義(P>0.05)。將近60年大熊貓的人工繁殖數(shù)據(jù)綜合考慮，6大因素極顯著地影響著圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活、死亡和壽命長短(P<0.05)，包括個體性別、出生年代、母獸來源、母獸產(chǎn)仔年齡、育幼方式和胎兒數(shù)量，而其他因素影響程度較低(P>0.05)。

表3 大熊貓存活時間與各因素的廣義線性模型效果檢驗Table 3 Tests of model effects of generalized linear models (GLM)

3 結(jié)論與討論

3.1 不同年代圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活率

統(tǒng)計結(jié)果表明，1960—1989年圈養(yǎng)繁殖大熊貓的幼仔存活率僅31.61%、種群存活率68.10%；1990—2019年的幼仔存活率為78.39%，種群存活率94.06%。2個年代圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活率的巨大差異在于圈養(yǎng)繁殖大熊貓初期及20世紀70、80年代，由于從野外救護、捕捉的大熊貓對人工飼養(yǎng)環(huán)境(范圍狹小、結(jié)構(gòu)簡單)的應(yīng)激反應(yīng)強烈，需要一段時間的適應(yīng)過程，加之野外救護的大熊貓個體常常處于健康狀況不佳的狀態(tài)(營養(yǎng)不良、體弱多病等)，影響了雌雄大熊貓的生存力；另外，此階段人們對大熊貓生物學特性了解不夠充分，尤其是對圈養(yǎng)個體的飼養(yǎng)管理缺乏經(jīng)驗與技術(shù)，因而無論是大熊貓初生幼仔、還是圈養(yǎng)種群的存活率都較低。隨著野生大熊貓生態(tài)學研究的深入開展，人們對大熊貓習性的認識加深，對野生大熊貓繁育特性的深度了解(胡錦矗等，1985；潘文石等，2001；Lindburg &Baragona，2004)，以及圈養(yǎng)大熊貓行為生態(tài)的觀察、飼養(yǎng)管理措施的摸索、疾病防治的探討、繁殖生理的研究、種公獸的培育和人工授精的實施、產(chǎn)仔母獸的育幼培訓與人工育幼技術(shù)的研發(fā)等(劉定震等，1998；李德生等，1999；Swaisgoodetal.，1999；王鵬彥等，2003；張貴權(quán)等，2003；周小平等，2003；Wildtetal.，2006；羅波等，2016)，為提高圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活率奠定了基礎(chǔ)(馮文和等，1994；李德生等，1999；王鵬彥等，2003；張和民等，2003；張志和，魏輔文，2006)。特別是在三難問題的攻關(guān)和應(yīng)用推廣階段(1990—2019)，圈養(yǎng)繁殖大熊貓的幼仔存活率和種群存活率都得到了很大的提高，圈養(yǎng)種群數(shù)量達到600余只(截止2019年底)。

3.2 不同年齡階段圈養(yǎng)繁殖大熊貓的死亡率

從不同月齡圈養(yǎng)繁殖大熊貓的死亡率分析，初生幼仔面臨極大的生存風險，死亡率極高(22.45%)。造成大熊貓初生幼仔大量死亡的原因，一是人們對大熊貓生殖生物學特性缺乏系統(tǒng)認識，比如胚胎延遲著床、幼仔發(fā)育不全，初生幼仔體質(zhì)量僅為母獸的千分之一等，尤其是在飼養(yǎng)繁育的初期階段(1960—1989)(王鵬彥等，2003；Zhangetal.，2009)；二是人們對不同年齡階段大熊貓的飼養(yǎng)缺乏經(jīng)驗，對大熊貓幼仔生長發(fā)育規(guī)律的認識膚淺(諸如母獸初乳對初生幼仔的重要性等方面)，無法及時采取應(yīng)急措施(王鵬彥等，2003；張貴權(quán)等，2003)；三是母幼關(guān)系、母獸育幼行為、幼仔發(fā)育行為等方面研究欠缺，導致人們無從下手(劉定震等，1998；Swaisgoodetal.，1999；周小平等，2003)；四是母獸育幼經(jīng)驗不足、對圈養(yǎng)環(huán)境應(yīng)急反應(yīng)過強，尤其是有些初產(chǎn)母獸面對幼仔茫然、不知所措，甚至出現(xiàn)丟仔、棄仔、幼仔吃不到母乳或被母獸壓死等現(xiàn)象(李德生等，1999；由玉巖等，2012)。

一旦大熊貓幼仔越過致命階段，進入幼年和亞成年時期(2～60月齡)，其生存能力逐漸得到提升，抵御疾病的能力也隨之增強，這一時期的死亡率相對較低(0～0.71%)，但也存在幾個高風險的關(guān)口，比如斷母乳后(8～9月齡)，幼仔在對人工奶和精飼料的適應(yīng)過程中容易發(fā)生疾病或意外死亡(王鵬彥等，2003)。亞成年大熊貓的食性從母乳或人工奶轉(zhuǎn)換到完全采食竹子和精飼料的階段(18～21月齡)，胃腸疾病(如腸梗阻等)時有發(fā)生，嚴重影響大熊貓的健康成長(張和民，王鵬彥，2003；張志和，魏輔文，2006)。

成年階段的大熊貓死亡率處于亞成年與老年之間，比亞成年高(達到3倍左右)，低于老年(約為后者的48%)，主要是動物的自然生命規(guī)律所致，動物的生命力從出生到死亡逐漸減弱，即隨著生存年齡的增長，大熊貓免疫能力逐漸降低，死亡率逐漸增加(張和民，王鵬彥，2003；張志和，魏輔文，2006)。

老年大熊貓進入生命周期的后期，各種器官和生理機能趨于衰退狀態(tài)，老年疾病發(fā)生頻繁，死亡率高在所難免，唯有密切監(jiān)管、精心護理，以便延續(xù)存活時間(王鵬彥，李德生，2003；張志和，魏輔文，2006；黃山等，2020)。

綜上所述，結(jié)合生產(chǎn)實踐，大熊貓幼仔產(chǎn)后的7 d、斷母乳或人工奶、食物結(jié)構(gòu)由母乳或人工奶向竹子轉(zhuǎn)換這3個階段是疾病和死亡發(fā)生的高風險期，另外飼養(yǎng)環(huán)境結(jié)構(gòu)和人為干預高頻發(fā)生等壓力也會給成年個體的健康帶來較大威脅，飼養(yǎng)管理中把控好這些重要環(huán)節(jié)就能大幅降低大熊貓的死亡率。

3.3 圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的影響因素

由于不同因子的不同尺度對圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的影響具有顯著性差異，因此采用廣義線性模型來探討圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間的影響因素及強度。不同時段(1960—1989年、1990—2019年、1960—2019年)的影響因素各有差異，1960—1989年主要受個體性別、母獸產(chǎn)仔年齡、母獸產(chǎn)仔胎數(shù)、公獸交配年齡、育幼方式、人工授精與否和胎兒數(shù)量影響(P<0.05)；1990—2019年的影響因素與1960—1989年相比有所不同，增加了出生月份、母獸來源，減少了母獸產(chǎn)仔胎數(shù)、公獸交配年齡和人工授精等因素；1960—2019年除個別因素表現(xiàn)出相似的影響效果外，出生年代成為一個顯著的影響因素。

分析個體性別、出生年代和出生月份對大熊貓存活時間的影響強度，統(tǒng)計結(jié)果顯示雌性大熊貓的壽命長于雄性大熊貓，這與其他動物表現(xiàn)出的雌性個體壽命長于雄性個體的結(jié)論一致，但目前尚不清楚導致這種差異的具體原因，這可能與其在生物學特征上的內(nèi)在差異有關(guān)。出生年代影響大熊貓存活時間的主要原因是1990s前后大熊貓飼養(yǎng)管理和人工繁殖技術(shù)存在的巨大差異(王鵬彥，李德生，2003；張志和，魏輔文，2006)。從大熊貓出生月份分析，1990年以前大熊貓主要集中于3、4月發(fā)情、9月產(chǎn)仔；1990年以后雖主要集中于3、4月發(fā)情、8月產(chǎn)仔，但有向集中所在月份前后擴散的趨勢，如目前1—12月均有發(fā)情和幼仔出生的現(xiàn)象(謝鐘等，2019)，這種格局有悖于大熊貓季節(jié)性繁殖的生物學特性，因此出生月份會影響圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活時間。

就母獸和公獸來源對大熊貓存活時間的影響而言，來源于野外的母獸比圈養(yǎng)繁殖的具有更好的體質(zhì)和更自然的行為，這會給其幼仔帶來更好的存活條件。1990年以前的母獸幾乎全來自野外救護個體，因此統(tǒng)計顯示1960—1989年大熊貓存活時間不受母獸來源的影響；1960—1989年間的公獸也全部來源于野外，無比較對象；1990—2019年和1960—2019年的數(shù)據(jù)表明公獸來源不影響其子代的存活時間，公獸在大熊貓的繁育和生存過程主要起著提供基因的作用，而基因不會僅僅因圈養(yǎng)繁殖或野外繁殖而改變(Lietal.，2010)。

大熊貓生殖系統(tǒng)具有發(fā)育、成熟和衰老的過程，在生殖系統(tǒng)成熟的初期和衰老的后期所繁育的子代，它們的體質(zhì)和行為發(fā)育相對較差，因此母獸產(chǎn)仔年齡、母獸產(chǎn)仔胎數(shù)和公獸交配年齡都影響著其子代的存活時間，同時與母獸和公獸的健康狀況關(guān)系密切(張和民，王鵬彥，2003；張志和，魏輔文，2006)。1960—1989年的母獸產(chǎn)仔胎數(shù)對其子代的存活時間影響極其顯著，表現(xiàn)為母獸產(chǎn)仔胎數(shù)超過5胎后，其子代平均存活時間明顯變短；但1990—2019年母獸產(chǎn)仔胎數(shù)對其子代的存活時間沒有明顯影響。分析其原因是母獸的健康狀態(tài)影響其幼仔體質(zhì)和生長發(fā)育，進而影響子代的存活時間。1990s前大熊貓飼養(yǎng)管理水平較低，導致圈養(yǎng)大熊貓的健康狀態(tài)較差，因而母獸繁育多胎(約5胎)后，雖處于育齡階段，但其健康因多次繁育而受到較大影響，繼而難以保證后續(xù)胎次繁育的質(zhì)量；1990s后的母獸在整個育齡期的健康狀態(tài)都得到了非常充足的保障，抵消了生殖系統(tǒng)不夠成熟或衰老對其后代存活時間帶來的不利影響，近年來雌性大熊貓成功繁育出后代的年齡上限不斷增加也是一個有利的證據(jù)(謝鐘等，2019)。公獸的情況亦是如此，1990s前公獸的健康水平普遍較低，性成熟后較長時間才能達到體成熟，性成熟而未達到體成熟的公獸即使具有繁殖能力，但因精液品質(zhì)相對較差，而表現(xiàn)出公獸交配年齡較大更有利于其子代存活時間延長的現(xiàn)象；而1990s后公獸的健康水平良好，其交配年齡對其子代存活時間沒有顯著影響，近年來圈養(yǎng)公獸的繁殖年齡上限逐漸增加，目前有26歲公獸自然交配并成功繁殖出后代的案例，可見個體健康水平對大熊貓繁殖力有較大的影響(張和民，王鵬彥，2003；張志和，魏輔文，2006)。

大熊貓母獸每胎產(chǎn)1～2仔，極少數(shù)產(chǎn)3仔，妊娠過程中胎兒數(shù)量多將導致胎兒發(fā)育不全或發(fā)育不充分，生育的幼仔體質(zhì)量超輕、存活難度極大；此外母獸的撫育能力有限，同時撫育幼仔的數(shù)量越多，所需要的時間和能量越多，其撫育質(zhì)量必然下降，這些是胎兒數(shù)量影響幼仔存活時間的主要原因(魏明等，2015)。

圈養(yǎng)繁殖大熊貓存活時間不僅與上述因素相關(guān)外，育幼方式也是幼仔生存、死亡和壽命長短的影響因素。大熊貓育幼方式除母獸哺育、人工育幼和二者結(jié)合之外，還包括寄養(yǎng)和輔助，寄養(yǎng)是指一只母獸所產(chǎn)幼仔由另一只母獸哺育，輔助是由母獸自己哺育，有時加入人為干預措施(王鵬彥等，2003；張貴權(quán)等，2003)；因本文中這2種育幼方式的統(tǒng)計樣本量很少(僅1～2例)，所以其結(jié)果沒有統(tǒng)計學意義。在近年的生產(chǎn)實踐中，育幼方式主要采用母獸哺育、人工育幼和二者結(jié)合等3種方式，從整體效果來說，母獸哺育優(yōu)于人工育幼，但就幼仔存活率而言，二者結(jié)合的方式最好(2010—2019年實踐觀察)。

總體而言，目前個體性別、出生年代、母獸來源、母獸產(chǎn)仔年齡、育幼方式和胎兒數(shù)量因素影響著圈養(yǎng)繁殖大熊貓的存活時間。因此，日常飼養(yǎng)管理應(yīng)充分考慮這些因素，為圈養(yǎng)大熊貓?zhí)峁└玫母＠Ｕ?如擴大圈舍空間、增加環(huán)境豐容、合理調(diào)配食物結(jié)構(gòu)等)(Swaisgoodetal.，2001；王鵬彥等，2003；張志和，魏輔文，2006)。