陸姝含

（蘇州市動物園，江蘇蘇州215000）

“東北虎”作為世界上現(xiàn)存的最大虎亞種，其屬于《國家重點保護野生動物備忘錄》中的一級保護動物，由于現(xiàn)存數(shù)量少并且歷史悠久，是我國長期以來重點保護瀕臨滅絕珍稀物種之一。 在東北虎的研究方面，大部分研究主要集中在分布情況、保護情況等方面，國外研究學者對東北虎的生理條件、 日糧營養(yǎng)等方面進行了研究，并取得了相應的成效。 在國內(nèi)，80 年代初期人們就開展了東北虎生存環(huán)境、 飼養(yǎng)情況等方面的研究。 在東北虎生存環(huán)境惡化以及捕殺情況愈發(fā)嚴重的情況下， 東北虎的保護成為了現(xiàn)階段備受關(guān)注的問題， 東北虎的保護與飼養(yǎng)管理成為了研究的主要方向。

通過對東北虎飼養(yǎng)規(guī)律進行研究， 可為飼養(yǎng)護理工作提供科學的理論指導， 飼養(yǎng)人員可針對不同的天氣情況，合理進行營養(yǎng)配餐，這樣不僅能夠為東北虎日常生命互動提供足夠的營養(yǎng)，而且還可投放食物，避免出現(xiàn)浪費的情況，可有效緩解經(jīng)濟壓力。

1 東北虎月飼食量數(shù)據(jù)相關(guān)分析

1.1 研究對象

以5 只年齡大致相同的成年東北虎為研究對象，編號為01、02、03、04、05，東北虎的主食以雞肉、牛肉等為主，維生素為輔。 將5 只東北虎2017～2021 年四個年份中不同月份的飼食量為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)， 對東北虎的熵變以及飼食規(guī)律進行研究。 通過實地調(diào)研，記錄野化訓練區(qū)中大批東北虎每天的飼食量、環(huán)境溫度、病變情況等，并收集5 只東北虎研究對象的每日采食量以及環(huán)境溫度情況。

圖“5 只虎”月平均飼食量趨勢

1.2 數(shù)據(jù)處理

通過處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得到5 只東北虎2017～2021 年月平均采食量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，通過matlabR2020a 軟件，繪制5 只虎月平均飼食量散點圖，如圖所示。

野化訓練區(qū)所處位置維度相對較高， 年平均氣溫低，四季分明，冬冷夏熱，春秋兩季氣溫變化大， 野化訓練區(qū)中東北虎的主食采用冷凍保鮮的方式進行存儲，在飼養(yǎng)前，飼養(yǎng)員將其解凍至室溫后進行喂養(yǎng)。 野化訓練區(qū)所處區(qū)域2017～2021 年月平均氣溫統(tǒng)計詳見表。

1.3 分析與討論

在東北虎食用一定量的食物后， 便會在東北虎體內(nèi)分解釋放能量， 其中大約有50%的能量主要轉(zhuǎn)移至ATP 的高能磷酸鍵中， 為東北虎的生命活動提供能量。 在ATP 轉(zhuǎn)化為ADP 過程中，釋放能量的轉(zhuǎn)化30%～60%，引用負熵的合成作用， 通過ATP 分解為ADP 時放出的能量，此時食物中被機體利用的能量僅為總能量的15%～30%左右， 假設(shè)東北虎通過食物吸收的熱量為20%，則食物產(chǎn)生的熱量可通過下列式子進行表示：

在式（1）中，表示食物產(chǎn)生的熱量。

此時，通過公式（2）對表中的數(shù)據(jù)進處理后， 便能得到東北虎的月平均飼食量與喪野化訓練區(qū)所處區(qū)域的月平均氣溫。

在式（2）中，表示東北虎主食比熱容，單位：焦/(千克·℃）；表示月平均飼采食量，單位：千克；表示主食的溫度， 同時也是野化訓練區(qū)所處區(qū)域溫度，單位：℃；表示食物代謝環(huán)境溫度，同時也是東北虎正常活動下的體溫，約為36℃。

通過研究得出以下結(jié)論： 在環(huán)境溫度逐漸上升的情況下，東北虎從外界吸收的熱量增多，此時引入的負熵多， 為了確保體內(nèi)熵值的動態(tài)平衡，東北虎需需進行較少物質(zhì)交換，進而達到降低負熵的目的，此時食量便會減小；在環(huán)境溫度逐漸降低的情況下， 東北虎可從外界獲取的熱量減少，此時引入的負熵少，為了確保體內(nèi)熵值的動態(tài)平衡，東北虎需進行較少物質(zhì)交換，進而達到提升負熵的目的，此時食量便會增大。 綜合上述分析得知，東北虎食量變化規(guī)律、根據(jù)食量計算的熵變規(guī)律， 與理論上的熵變規(guī)律大致相同。

2 東北虎月飼食量規(guī)律模型

2.1 建立模型方法選擇

由于熵理論為基礎(chǔ)的東北虎飼養(yǎng)規(guī)律的擬合問題規(guī)律圖像呈現(xiàn)拋物線的形式， 方法選擇回歸分析中的多項式回歸。 對于多項式回歸此種方法而言，其理論基礎(chǔ)為最小二乘法，此種方法可將誤差的平方和降低至最小。 在采用最小二乘法進行回歸時， 通常需在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上找到一條直線， 并并且各個點到直線的垂直距離的平方和最小，若直線中存在參數(shù)、，則說明直線可有效擬合散點圖中的點。估計參數(shù)、的方法如下：假設(shè)：

在式（1）中，α0表示常數(shù)項；α1表示模型中的回歸系數(shù)；σ 表示誤差。

在上述式子的基礎(chǔ)上，對第ì 個點的觀測進行表示，則有：

此時點到直線的垂直距離的平方和為：

假設(shè)s（α0，α1）最小，便可得到α0、α1的最小二乘估計，此時便可獲取相應的經(jīng)驗回歸方程。

同理， 采用最小二乘估計回歸方程也可獲取非線性回歸的經(jīng)驗方程。

2.2 擬合熵變數(shù)據(jù)

東北虎一年中的體內(nèi)熵變規(guī)律與開口向上的拋物線大致相同，在擬合熵變趨勢的過程中，可先將其轉(zhuǎn)化為二次多項式的擬合， 通過此種多項式擬合的方式，來實現(xiàn)熵變規(guī)律的模擬。

針對熵變規(guī)律，通過二、三、四階多項式實現(xiàn)擬合。 在四階的擬合過程中，軟件提示擬合數(shù)據(jù)異常， 并且在研究過程中發(fā)現(xiàn)三階擬合已處于穩(wěn)定狀態(tài)。 通過matlab2020a 軟件的命令進行擬合，即polyfit、polyval，在執(zhí)行擬合命令后，便可獲取降冪排列的多項式系數(shù)， 為了判斷擬合優(yōu)度的參數(shù)，可通過執(zhí)行cftool 命令實現(xiàn)。

3 結(jié)語

為研究人工飼養(yǎng)東北虎的飼養(yǎng)規(guī)律， 本研究在熵變理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際分析得知，人工飼養(yǎng)東北虎在不同季節(jié)的飼食量規(guī)律與從生命熵角度分析分析的熵變規(guī)律大致相似， 飼養(yǎng)人員可通過該規(guī)律科學合理的對東北虎飼養(yǎng)進行護理，合理安排飲食量，在確保東北虎日常營養(yǎng)攝入的同時， 降低飼養(yǎng)東北虎所帶來的經(jīng)濟壓力。