基于动物行为表现的四种森林群落环境的康养效果

　　摘 要 本研究对雁荡山毛竹林、针阔混交林、杉木林、阔叶林 4 种典型森林环境中小白鼠的行为学表现进行分析，探究其环境因子对小白鼠自发行为的影响。 采用旷场分析法对小白鼠行为表现进行解析。 结果表明：从运动总路程来看，4 种林分小白鼠运动总路程均显著高于对照组 45%以上，但各林分间差异不显著;从中央格运动路程来看，各林分显著高于对照组 50%以上;从中央格停留时间来看，各林分显著高于对照组 63%以上。 从进入次数来看，各林分与对照组无显著差异;从站立次数来看，各林分显著高于对照组 8%以上;从体重来看，各组无显著差异;从粪便粒数来看，对照组最高(169.3 粒)，针阔混交林(112.3 粒)显著低于其他各组。 相对湿度与粪便粒数和体重呈正相关;气压与运动总路程呈正相关，与粪便粒数呈负相关;风速与粪便粒数和进入次数呈负相关;空气负离子与运动总路程呈正相关。 4 种森林环境对小白鼠的行为表现有不同程度的促进作用，其中针阔混交林对小白鼠的探索能力、缓解压力效果最好，杉木林对提升小白鼠的活力效果最强，建议根据人群需求选择森林环境进行康养活动。

　　关键词 旷场试验; 自发行为; 环境因子; 森林康养

　　随着都市人生活节奏的加快，亚健康人群的增多，越来越多的人选择走进森林，从而达到放松和愉悦身心的目的，而森林环境对人体康养的效果也成为科学研究的热点。 西方国家森林康养研究起步较早，主要侧重于绿色空间与人体健康机制方面的研究( James et al.， 2015; Berg et al.， 2016; Demouryet al.，2017;Ekkel et al.，2017)，如美国的“康复花园”、英国的“园艺疗法”、德国的“地形疗法”等，亚洲的日本、韩国则注重森林活动对人类身体和心理健康的研究(邓三龙，2016)，如日本的“森林医院”、韩国的“修养林”等。 我国目前主要集中于森林康养旅游场所的建设，对森林康养环境与人体健康方面的研究相对较少，如李朝晖等(1998)和王国付等(2015)将森林康养运用到精神分裂患者和老年人高血压患者的治疗中，发现森林环境对其健康起到了良好的促进作用。

　　由于在野外森林环境下，开展以人为样本的康养效果研究困难较大，受年龄、时间、地域、社会因素等多重影响，所以本实验采用动物模拟人体进入森林环境的方式，原因有：一方面，动物自发活动旷场试验可用于评估环境对动物行为的改变及神经系统作用，其试验对象小白鼠具有容易观察且其基因组与人类基因组同源性较高的特点，被广泛用作模式生物(金玫蕾，2008);另一方面，近年来国家林业局城市森林研究中心森林康养团队，采用动物实验并通过对应人体观测结合的模式，发现小白鼠动物旷场试验的行为表现，与人体观测吻合度较高，并取得了很好的效果(蔡春菊等，2007;董建华等，2012)。

　　为了明确森林环境可以产生哪些康养效果及其环境因子中哪些因子与康养效果密切相关，本文对温州雁荡山森林公园内分布比较普遍的 4 种典型林分，对小白鼠在不同林分的森林环境中的行为表现进行观测分析，研究各林分康养效果及环境因子与行为表现的关系，以期明确不同林分的康养效果及其与环境因子之间的关系，为本地区相关森林资源的康养环境开发、利用提供理论依据。

　　1 研究地区与研究方法

　　1.1 研究区概况

　　雁荡山森林公园位于中国浙江省温州市乐清市境内，总面积 450 km2。 雁荡山有种子植物 160 科1248 种(包括引种栽培植物)，其中裸子植物 9 科29 种、被子植物 151 科 1219 种，数量较多的蔷薇科、豆科、 樟科等分别占总种数 的 9. 9%、 5. 5%、4.5%。 温州属中亚热带季风气候，年平均气温 17 ～19.4 ℃ ，是人类活动较为适宜的气候条件，根据温州气象台历年各月逐日逐时气温记录及人的冷热舒适要求，温暖舒适期(10 ～ 28 ℃ )每年长达 9 个月，出现时数可达 6500 h，占全年总时数的 74%。 年降水量在 1113～ 2494 mm。 春夏之交有梅雨，7—9 月间有热带气旋，秋冬季盛行从大陆吹来的偏北风，无霜期为 241～326 d，全年日照数在 1442～2264 h。

　　1. 2 样地选择

　　本研究选择雁荡山森林公园普遍分布的毛竹林、针阔混交林、杉木林、阔叶林等 4 种森林环境为观测研究对象(文中分别以 ZL、ZKL、SML、KYL 来代表)，同时设室内环境为对照。 各样地详细情况如表 1。

　　1. 3 试验材料

　　试验使用小白鼠( ICR 小鼠) 由温州医科大学动物实验中心提供，SPF 级，体重 18 ～ 22 g，雌雄各半，共 50 只(许可证编号：scxk(浙)2015-0001)。

　　1. 4 仪器设备

　　1. 4.1 室外小鼠放置箱 为了观测野外森林环境中小鼠的行为反应，评价不同林分的康养效果，本实验采用金属铁笼将小鼠悬挂于实验林中 1.5 m 高度，保证实验期间小鼠充分暴露于森林环境中。

　　1. 4. 2 室内小鼠旷场分析系统 旷场分析可将动 物对新异环境的兴奋性、探究能力、情绪以及食欲等作出评价。 本研究采用动物行为视频分析系统对小鼠自进入试验箱内的运动轨迹、运动路程、静止时间等数据进行跟踪采集。

　　1. 5 试验方法

　　1. 5.1 康养环境因子 小鼠林中试验期间，对林分温度、湿度、气压、风速、空气负离子等环境因子进行同步监测， 监测时间点为： 09： 00、 11： 00、 13： 00、15：00。 数值读取为每个观测点每个时段连续测得3 次，测量高度为小鼠悬挂高度(1.5 m)，每次待仪器稳定后读取数据。

　　1. 5. 2 小白鼠行为指标 野外林分试验连续 6 d观测。 将 ICR 小鼠 50 只随机分组，每组 10 只，雌雄各半。 试验期每日上午 08：30 对小鼠称重记录，放入相应室内外小鼠放置箱中，编号 1 ～ 5 号同性小鼠放入一个鼠笼，每个试验地雌、雄鼠放置箱各一套，对照组悬挂于室内。 试验时间为 09：00—15：00，共计 6 h。 试验期间不对小鼠进行任何处理。 15：00将各组小鼠取回实验室，静置 20 ～ 30 min，放入开场试验箱中观察小鼠自发行为，观测时长为 5 min· 只-1。 另外，每次试验后需用 75%医用酒精喷拭试验箱，待箱内无小鼠尿液和粪便再进行下一次试验。

　　测试指标分别为：小鼠运动总路程、中央格运动路程、中央格停留时间、进入次数、站立次数、体重以及粪便粒数。

　　1. 6 数据分析

　　运用 SPSS 19.0 进行统计分析，使用 ANOVA 进行方差分析，Duncan 多重分析比较组间差异。2 结果与分析

　　2. 1 森林环境下小鼠自发行为的表现

　　2. 1. 1 小白鼠运动总路程 由图 1 可知，4 种森林环境处理后小鼠总运动路程显著高于室内对照(P<0.001)，但各林分之间差异不显著。 试验期间，总体来讲各林分小鼠运动路程变化幅度较小，但对照组在试验后期波动较大，其中 SML 小鼠运动总路程最高(17317 mm)，CK 对照组( 11437 mm) 最低，ZL、ZKL、SML、KYL 分别高于 CK 值 50. 10%、48.70%、51.41%和 45.61%。

　　小鼠在兴奋时产生旷场内运动路程较远，试验组运动路程均高于对照组，这与王艳英等(2015)对阔叶混交林与柳杉林可以提升小鼠兴奋程度的结果一致。 不同的是，其试验组与对照组无显著差异，但随处理时间延长小鼠在不同林分之间差异越明显。这可能与实验采用的小鼠类型有关，本试验选择ICR 型小鼠，它与昆明种相比适应能力较强，所以从试验第二天开始，各林分小鼠运动总路程与 CK 相比更长。 这表明森林环境可以激发小鼠活力。2
《基于动物行为表现的四种森林群落环境的康养效果》