黃松林 胡德夫 陳 力

(1.北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京，100083；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國(guó)家林業(yè)局全國(guó)野生動(dòng)植物研究與發(fā)展中心，北京，100091)

PIT標(biāo)記在野生動(dòng)物個(gè)體識(shí)別中的應(yīng)用研究

黃松林1，2胡德夫1*陳 力2

(1.北京林業(yè)大學(xué)自然保護(hù)區(qū)學(xué)院，北京，100083；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，國(guó)家林業(yè)局全國(guó)野生動(dòng)植物研究與發(fā)展中心，北京，100091)

PIT；

以標(biāo)記實(shí)現(xiàn)個(gè)體識(shí)別是野生動(dòng)物研究和保護(hù)管理的基本前提。傳統(tǒng)標(biāo)記方法存在標(biāo)記物易脫落或損壞、可能影響被標(biāo)記動(dòng)物生理和行為、難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)個(gè)體識(shí)別等缺陷。被動(dòng)集成應(yīng)答器(passive integrated transponder，PIT)技術(shù)已逐步應(yīng)用于野生動(dòng)物的研究和保護(hù)管理，標(biāo)記動(dòng)物個(gè)體識(shí)別的準(zhǔn)確性和效率得到極大提高。介紹了PIT的硬件裝置及特點(diǎn)，總結(jié)了其在野生動(dòng)物行為學(xué)、生理學(xué)、保護(hù)監(jiān)測(cè)、馴養(yǎng)管理和經(jīng)營(yíng)利用等領(lǐng)域中的應(yīng)用，討論了其在動(dòng)物個(gè)體識(shí)別上的優(yōu)勢(shì)和局限性，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行展望。通過(guò)與其他技術(shù)的結(jié)合，可使PIT在野生動(dòng)物科研和保護(hù)管理中發(fā)揮更加重要的作用。

以標(biāo)記實(shí)現(xiàn)個(gè)體識(shí)別是野生動(dòng)物研究和保護(hù)管理的基本前提。傳統(tǒng)的耳標(biāo)等標(biāo)記方法存在標(biāo)記物易脫落、可能影響被標(biāo)記動(dòng)物的生理和行為、難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)個(gè)體識(shí)別等缺陷[1]。隨著科技的發(fā)展，衛(wèi)星和無(wú)線電遙測(cè)(Satellite-and radio-telemetry)、無(wú)線射頻識(shí)別(Radio frequency identification，RFID)、被動(dòng)集成應(yīng)答器(Passive integrated transponder，PIT)等技術(shù)已逐步應(yīng)用于野生動(dòng)物的研究和保護(hù)管理[2-3]，標(biāo)記動(dòng)物個(gè)體識(shí)別的準(zhǔn)確性和效率已得到極大提高。其中PIT又稱為被動(dòng)式電子標(biāo)簽或無(wú)源微芯片，在國(guó)際上廣泛應(yīng)用于寵物、畜禽和實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的標(biāo)記管理，對(duì)野生動(dòng)物的使用相對(duì)較少。PIT在我國(guó)雖以寵物標(biāo)記為起點(diǎn)，但在野生動(dòng)物保護(hù)管理中得到了廣泛應(yīng)用。

1 PIT標(biāo)記簡(jiǎn)介

PIT是一種置于和生物組織共容的生化玻璃管中，注寫有標(biāo)識(shí)代碼的電子微芯片(microchip)裝置，整體基于無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，一般長(zhǎng)約12 mm，直徑2.12 mm，也有長(zhǎng)8 mm，直徑1.4 mm等其他規(guī)格。被動(dòng)式主要指微芯片平時(shí)不工作，當(dāng)開啟的閱讀器靠近至一定距離才會(huì)被激活，使芯片上的諧振電路感應(yīng)到外界磁場(chǎng)產(chǎn)生振蕩，并發(fā)射內(nèi)存的標(biāo)識(shí)代碼至閱讀器(圖1)。生化玻璃管不但可使動(dòng)物有效免受異物排斥反應(yīng)，而且具有保護(hù)微芯片免受生物體組織破壞的功能，如無(wú)該保護(hù)管，標(biāo)記失敗率將高達(dá)30%[4]。PIT以針頭注射的方式被植入動(dòng)物的皮下或腔體，理論上可在動(dòng)物體內(nèi)永久留存。PIT注寫的一組標(biāo)識(shí)代碼作為標(biāo)記動(dòng)物的個(gè)體身份號(hào)碼，通過(guò)國(guó)際統(tǒng)一的編碼管理，可以確保該其全球唯一性。

圖1 PIT標(biāo)簽工作原理圖示Fig.1 The working principle of PIT

PIT最早應(yīng)用于魚類運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，之后被廣泛應(yīng)用于哺乳類[4]、鳥類[3]、爬行類[5-6]、兩棲類[7]，甚至無(wú)脊椎動(dòng)物的相關(guān)研究[8]，在野外研究、圈養(yǎng)繁育以及野生動(dòng)物貿(mào)易等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。通過(guò)重捕(recapture)PIT標(biāo)記個(gè)體，能夠從個(gè)體、種群或群體水平對(duì)動(dòng)物開展短期或長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)，可以分析動(dòng)物生長(zhǎng)率、性比、年齡結(jié)構(gòu)等種群動(dòng)態(tài)學(xué)參數(shù)，也可探究種群社群結(jié)構(gòu)和個(gè)體間行為關(guān)系的時(shí)空動(dòng)態(tài)特征[9]，同時(shí)對(duì)于闡釋生態(tài)系統(tǒng)中食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)也十分有效[10]。PIT以其優(yōu)勢(shì)被《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》(the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora，CITES)推薦應(yīng)用于瀕危野生動(dòng)物的活體標(biāo)記。1992在日本京都召開的第8屆CITES締約國(guó)大會(huì)提出：使用植入式代碼微芯片對(duì)貿(mào)易中的活體動(dòng)物進(jìn)行標(biāo)記。認(rèn)識(shí)到：植入式微芯片已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物個(gè)體的識(shí)別；該標(biāo)記方法在管理公約附錄物種活體標(biāo)本方面具有潛力。

2 PIT在野生動(dòng)物活體標(biāo)記中的應(yīng)用

2.1 行為學(xué)研究

在行為學(xué)研究中，個(gè)體識(shí)別對(duì)于研究動(dòng)物種群內(nèi)個(gè)體間行為關(guān)系至關(guān)重要。Sloman 等對(duì)一群虹鱒魚(Oncorhynchusmykiss)植入PIT，通過(guò)PIT追蹤每條個(gè)體，確定了虹鱒魚的社群等級(jí)結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)高等級(jí)的虹鱒魚在遭受重金屬污染時(shí)，其體內(nèi)蓄積的重金屬含量低于中下等級(jí)的虹鱒魚[9]。對(duì)于營(yíng)變態(tài)發(fā)育的兩棲類，微芯片的大小對(duì)其個(gè)體監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)行為研究以及繁殖行為的測(cè)定無(wú)顯著影響，因此PIT解決了兩棲動(dòng)物個(gè)體識(shí)別的難題[11]。通過(guò)對(duì)南部飛鼠(Glaucomysvolans)植入微芯片，并用自動(dòng)閱讀器對(duì)其連續(xù)監(jiān)測(cè)28周，發(fā)現(xiàn)南部飛鼠的社群結(jié)構(gòu)與空間臨接性有關(guān)，而與個(gè)體間親緣關(guān)系無(wú)關(guān)[12]。對(duì)37只針鼴鼠(Tachyglossusaculeatussetosus)植入PIT，通過(guò)追蹤觀察，并結(jié)合氣味分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)化學(xué)氣味對(duì)于個(gè)體間行為關(guān)系和溝通具有重要作用[13]。PIT甚至能夠揭示獵物-捕食者的關(guān)系，當(dāng)植入了PIT的獵物被捕食后，PIT也隨之進(jìn)入捕食者體內(nèi)，通過(guò)掃描閱讀PIT，就能夠獲取相關(guān)信息[9]。PIT在其他技術(shù)無(wú)法檢測(cè)有害影響的保護(hù)領(lǐng)域是一個(gè)強(qiáng)大的工具，Liedtke 等[14]研究了捕撈方式對(duì)幾種大馬哈魚野外放歸的影響，為捕撈方法提供了科學(xué)指導(dǎo)。

2.2 生理學(xué)研究

通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，加載生理監(jiān)測(cè)功能，PIT能夠用于監(jiān)測(cè)動(dòng)物的生理活動(dòng)。Roark和Dorcas進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，將對(duì)溫度敏感的PIT植入蛇的體內(nèi)，可以輔助研究蛇的體溫變化及其調(diào)控機(jī)制[15]。由于PIT標(biāo)簽體積小、使用壽命長(zhǎng)，Connette等認(rèn)為PIT有助于以前所未有的角度研究動(dòng)物生理行為，尤其是其他技術(shù)難以解決的問(wèn)題[16]。例如，PIT在兩棲類動(dòng)物地下生理特征的監(jiān)測(cè)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。研究表明，即使對(duì)于體型較小的謝爾無(wú)肺螈(Plethodonshermani)(體重范圍：2.14～5.18 g)，仍然可以承載PIT標(biāo)簽植入，并證實(shí)了以前的研究，即PIT標(biāo)記對(duì)兩棲類動(dòng)物的生理健康和生存無(wú)顯著影響。研究還進(jìn)一步表明，PIT是定位地下蠑螈的一種有效方法。

2.3 保護(hù)監(jiān)測(cè)

為了深入研究人工繁殖大鯢(Andriasdavidianus)在野外的生存狀況，在進(jìn)行野外放流時(shí)，對(duì)100尾大鯢植入PIT標(biāo)簽，通過(guò)對(duì)遷地種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集體長(zhǎng)、體重、存活時(shí)間等各種資料并建立種群數(shù)據(jù)庫(kù)，為其科學(xué)有效地恢復(fù)和增殖提供了科技支撐。王啟軍等對(duì)347尾幼鯢的尾部皮下層和肌肉層分別進(jìn)行橫向和縱向PIT標(biāo)記，通過(guò)6個(gè)月的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)尾部皮下層縱向植入法對(duì)幼鯢肌體傷害最小，脫落率最低，為3.0%[17]。中華鱘(Acipensersinensis)具有特殊的洄游習(xí)性，然而對(duì)其研究還比較缺乏，比如有關(guān)中華鱘幼苗的具體洄游路線，以及在洄游過(guò)程導(dǎo)致死亡的因素，目前的研究仍停留于定性描述階段。從2014年開始，研究者對(duì)放流的3 000余尾中華鱘當(dāng)中的61尾進(jìn)行PIT標(biāo)記，在其洄游沿途設(shè)置了13個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，通過(guò)收集監(jiān)測(cè)結(jié)果，獲得了中華鱘洄游信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在哺乳動(dòng)物種群監(jiān)測(cè)中，PIT標(biāo)記也得到成功應(yīng)用。例如，楊慧等[18]利用PIT標(biāo)記重捕技術(shù)開展花鼠(Tamiassibiricus)種群動(dòng)態(tài)的研究，結(jié)果表明該標(biāo)記對(duì)動(dòng)物體重增加沒有影響，能有效監(jiān)測(cè)動(dòng)物種群的變化。

2.4 保護(hù)管理

CITES提倡將采用PIT標(biāo)記的歷史數(shù)據(jù)在國(guó)際物種信息系統(tǒng)(International Species Information System，ISIS)、物種生存委員會(huì)(Species Survival Commission，SCC)的圈養(yǎng)繁殖專家組(Captive Breeding Specialist Group)等相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備案，以盡可能掌握全球野生動(dòng)物的基本情況和人工資源增減的變化趨勢(shì)，建立包括活體動(dòng)物個(gè)體標(biāo)識(shí)代碼、養(yǎng)殖單位基本情況以及活體動(dòng)物譜系狀況等基本信息的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

國(guó)際野生生物保護(hù)學(xué)會(huì)(Wildlife Conservation Society，WCS)和美國(guó)內(nèi)華達(dá)州野生動(dòng)物保護(hù)部門共同開展了一項(xiàng)為野生黑熊(Ursusthibetanus)幼崽植入PIT標(biāo)簽，以監(jiān)測(cè)幼熊成活率和成長(zhǎng)情況的實(shí)踐。越南政府為保護(hù)管理黑熊，于2005年對(duì)所有合法圈養(yǎng)的黑熊個(gè)體植入了電子微芯片，以防止非法來(lái)源的黑熊個(gè)體混入合法市場(chǎng)或者圈養(yǎng)個(gè)體被新捕獲的野生個(gè)體替換。為了打擊犀牛(Rhinocerotidae spp.)偷獵行為，肯尼亞野生動(dòng)物管理局將PIT標(biāo)簽分別植入犀牛的角和身體，以確保犀牛角被割去后仍能對(duì)犀牛進(jìn)行追溯。這些PIT標(biāo)簽還有助于提供野生動(dòng)物非法貿(mào)易及偷獵的證據(jù)，嚴(yán)厲遏制偷獵和走私行為。除了打擊非法行為，動(dòng)物管理局還將PIT標(biāo)記技術(shù)和法醫(yī)學(xué)DNA技術(shù)相結(jié)合，監(jiān)測(cè)犀牛以及犀牛角的數(shù)量和蹤跡。近年來(lái)，以打擊野生動(dòng)物違法犯罪為目的，PIT標(biāo)記在世界各地的應(yīng)用得到了極大擴(kuò)展。目前，老撾90%以上人工養(yǎng)殖的亞洲象(Elephasmaximus)已經(jīng)植入PIT標(biāo)簽，并登記注冊(cè)，以對(duì)其更好地進(jìn)行監(jiān)測(cè)。印度也將PIT標(biāo)簽植入亞洲象體內(nèi)，建立了大象健康信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為相應(yīng)的飼養(yǎng)和保護(hù)管理提供了技術(shù)支撐。

20世紀(jì)90年代及以前，我國(guó)應(yīng)用PIT標(biāo)記主要以科研為主，數(shù)量不多。2000年以后，在寵物、工作犬等動(dòng)物身份管理以及部分野生動(dòng)物的譜系管理上的應(yīng)用逐步增加。根據(jù)國(guó)家野生動(dòng)物保護(hù)管理的要求，為建立野生動(dòng)物的人工馴養(yǎng)繁殖檔案，促進(jìn)科學(xué)繁育，同時(shí)防止野外資源破壞，規(guī)范馴養(yǎng)繁殖和經(jīng)營(yíng)利用活動(dòng)，自2006年1月1日起依法馴養(yǎng)繁殖的虎(Pantheratigris)、豹(Pantherapardus)、獅(Pantheraleo)、象、野馬(Equuscaballus)、野驢(藏野驢Equuskiang和蒙古野驢Equushemionus)、羚牛(Budorcastaxicolor)、大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)、小熊貓(Ailurusfulgens)、熊、猩猩(Pongidae)、長(zhǎng)臂猿(Hylobatidae)、金絲猴(Rhinopithecusroxellanae)、葉猴(Presbytisspp.)、鶴(Gruidae)、鸛(Ciconiidae)、天鵝(Cygnusspp.)等現(xiàn)存所有種及亞種全部實(shí)行活體標(biāo)記管理，正式啟動(dòng)了我國(guó)圈養(yǎng)野生動(dòng)物的活體標(biāo)記工作。上述17大類野生動(dòng)物涉及物種100余種，加之人工養(yǎng)殖的食蟹猴(Macacafascicularis)、獼猴(Macacamulatta)被列入標(biāo)記管理范圍，截至目前，我國(guó)實(shí)行活體標(biāo)記的圈養(yǎng)野生動(dòng)物個(gè)體數(shù)量累計(jì)超過(guò)25萬(wàn)頭/只。上述物種全部采用PIT標(biāo)記方式。因而可以說(shuō)，我國(guó)雖然應(yīng)用PIT標(biāo)記起步較晚，但是PIT標(biāo)記的使用范圍廣泛，使用數(shù)量增長(zhǎng)迅速。

3 PIT標(biāo)記與傳統(tǒng)標(biāo)記方法比較

3.1 傳統(tǒng)活體標(biāo)記方法

因動(dòng)物類群和研究目的不同，各種各樣的動(dòng)物活體標(biāo)記技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)標(biāo)記位置不同，可分為體內(nèi)標(biāo)記和體外標(biāo)記；根據(jù)對(duì)動(dòng)物有無(wú)損傷，又可分為自然標(biāo)記、非損傷標(biāo)記和損傷標(biāo)記；根據(jù)標(biāo)記的實(shí)效，可分為永久性標(biāo)記、半永久性和臨時(shí)性標(biāo)記[1]。

傳統(tǒng)活體標(biāo)記方法可歸屬于體外標(biāo)記，其中切趾、剪耳、烙印、文身法屬于永久性標(biāo)記方法。半永久性標(biāo)記包括耳標(biāo)(包括耳環(huán))、腳環(huán)、翅環(huán)和項(xiàng)圈等。臨時(shí)性標(biāo)記包括剪毛、染色、疤痕法等。這些方法各有利弊，適用范圍也不盡相同。切趾和剪耳較適用于小型動(dòng)物，烙印和文身較多應(yīng)用于大型哺乳動(dòng)物，且都對(duì)標(biāo)記動(dòng)物的行為甚至生存產(chǎn)生影響[19]。耳標(biāo)和耳環(huán)可能造成動(dòng)物聽覺不夠靈敏，腳環(huán)和翅環(huán)多用于鳥類環(huán)志，但信息含量低且易于磨損和丟失。項(xiàng)圈的大小難以控制，甚至?xí)萍s標(biāo)記個(gè)體覓食、運(yùn)動(dòng)以及增加被捕食風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)線電項(xiàng)圈和衛(wèi)星項(xiàng)圈一方面受限于電池容量，另一方面使用成本也非常高昂[20]。

3.2 PIT標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)

3.2.1 信息量大、識(shí)別迅速

相比其他標(biāo)記技術(shù)，PIT標(biāo)記具有許多不可比擬的優(yōu)勢(shì)。其芯片儲(chǔ)存的信息量大、持久可靠、識(shí)別迅速，性能穩(wěn)定，體積微小。最重要的是，PIT標(biāo)記克服了體外標(biāo)記物易磨損和脫落丟失的不足。此外，PIT標(biāo)記可實(shí)現(xiàn)全球編碼的唯一性，便于從全球尺度開展物種監(jiān)測(cè)與保護(hù)合作，有利于不同的學(xué)科組在不同地域開展研究時(shí)交換研究成果，避免重復(fù)工作，提高研究效率和準(zhǔn)確性。PIT標(biāo)記還具有在嚴(yán)酷環(huán)境條件下正常工作的特性，耐熱和耐寒性強(qiáng)。如果與自動(dòng)閱讀器配套使用，無(wú)需再次抓捕個(gè)體。即便動(dòng)物在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，仍然可以被閱讀器快速、準(zhǔn)確識(shí)別。研究表明魚在游速達(dá)3.6 m/s時(shí)仍能被讀取到PIT標(biāo)記。

3.2.2 信息永久、可靠度高

與體外標(biāo)記方法相比，PIT標(biāo)記的另一個(gè)特點(diǎn)是信息可靠度高，標(biāo)記檢測(cè)率達(dá)到95%～100%，讀取正確率接近100%，標(biāo)簽保留率因不同物種而有所不同[21]。大多數(shù)標(biāo)簽脫落、丟失的原因主要是標(biāo)記過(guò)程操作不規(guī)范。研究表明，標(biāo)簽主要從注射后的針眼處脫落，但這基本可通過(guò)對(duì)針眼止血操作加以避免，或注射后用皮膚粘膠閉合效果更佳[21]。PIT無(wú)須更換能源，即使在動(dòng)物體內(nèi)存留幾十年都不會(huì)出問(wèn)題，理論使用年限遠(yuǎn)超過(guò)絕大多數(shù)野生動(dòng)物的自然壽命。總之，PIT已在多個(gè)野生動(dòng)物類群中均有應(yīng)用，是一種安全、精確、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定又經(jīng)濟(jì)的永久性動(dòng)物個(gè)體辨識(shí)方法。

3.3 PIT標(biāo)記存在的問(wèn)題

3.3.1 損傷和脫落的不確定性

正如任何一種標(biāo)記方法一樣，PIT標(biāo)記也有局限性。某些體型過(guò)小的物種或者亞成體并不具備植入PIT標(biāo)簽的條件，不得不尋求其他標(biāo)記方法。例如，Buhlmann和Tuberville曾成功將PIT標(biāo)簽植入紅耳龜(Trachemysscriptaelegans)體內(nèi)，但并不推薦用于魚苗或剛孵化的小鳥[6]。盡管Ott和Scott 為體重只有2～4 g的蠑螈成功實(shí)施PIT標(biāo)記，但不是采用注射法而是外科手術(shù)法，要求操作時(shí)特別謹(jǐn)慎[6]。Keck等給重約2.5 g的小蛇標(biāo)記了PIT，雖然對(duì)生長(zhǎng)和游泳速度無(wú)影響，但確實(shí)造成3只標(biāo)記個(gè)體永久性生理?yè)p傷。一項(xiàng)比較翅環(huán)和PIT對(duì)雛鳥影響的實(shí)驗(yàn)表明，翅環(huán)這種體外標(biāo)記更適宜于體型較小的雛鳥，成本較低且標(biāo)記步驟簡(jiǎn)單易行[22]。

除了體型制約因素外，PIT標(biāo)簽相對(duì)于動(dòng)物體是外源性異物，在植入過(guò)程中難免造成動(dòng)物應(yīng)激，植入后對(duì)一些個(gè)體還可能造成行為或生理上的不適。不過(guò)，這個(gè)局限性并非PIT標(biāo)記所獨(dú)有，其他任何需要抓捕個(gè)體的標(biāo)記方法都不可避免會(huì)對(duì)動(dòng)物造成應(yīng)激。研究發(fā)現(xiàn)，一種蛇對(duì)PIT標(biāo)簽的排異反應(yīng)較大，通過(guò)消化系統(tǒng)將53%的PIT標(biāo)簽排出體外。PIT標(biāo)簽丟失率在一些動(dòng)物中還存在性別差異，例如雄性鈍吻豹紋蜥(Gambeliasila)的PIT標(biāo)記丟失率顯著高于雌性，主要是由于雄性打斗過(guò)程中PIT標(biāo)簽易于脫落[9]。2007年在廣西某養(yǎng)殖基地進(jìn)行虎的PIT標(biāo)記時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)因芯片植入環(huán)節(jié)操作不當(dāng)，在拔出針頭時(shí)芯片被拖帶而出。因?yàn)橹踩氩僮鞑灰?guī)范、植入部位不科學(xué)等原因還容易造成PIT標(biāo)簽存留位置漂移，俗稱“游走”，給閱讀器掃描造成一定的困難。實(shí)踐表明，嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程的要求進(jìn)行操作可以確保PIT標(biāo)簽的成功植入和安全留存。截至目前，我國(guó)對(duì)野生動(dòng)物實(shí)施的PIT標(biāo)記尚未發(fā)生對(duì)標(biāo)記動(dòng)物的生理性傷害，未發(fā)生因活體標(biāo)記導(dǎo)致動(dòng)物傷亡的案例。

針對(duì)上述問(wèn)題，在應(yīng)用PIT標(biāo)記技術(shù)時(shí)需要注意一些影響標(biāo)記效率的因素。為了擴(kuò)展PIT標(biāo)記在野生動(dòng)物保護(hù)管理中的應(yīng)用，PIT標(biāo)記對(duì)動(dòng)物的影響正逐步得到重視，在進(jìn)行大規(guī)模標(biāo)記前，開展標(biāo)記風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估試驗(yàn)已成為研究的前提。比如，通過(guò)探究PIT標(biāo)簽的注射部位以找到最佳標(biāo)記位置，因?yàn)樯眢w的不同部位對(duì)PIT保留率不同。研究表明，PIT標(biāo)簽的重量不宜超過(guò)被標(biāo)記動(dòng)物體重的4%[23]。

3.3.2 閱讀距離短和使用成本高

PIT標(biāo)簽的感應(yīng)磁場(chǎng)范圍小，其閱讀距離主要取決于閱讀器的功率，核心是閱讀器天線的長(zhǎng)度。常規(guī)條件下，以12 mm×2.12 mm PIT標(biāo)簽為例，口袋式閱讀器的閱讀距離最遠(yuǎn)為3～5 cm。中距離閱讀器的閱讀距離最遠(yuǎn)為15～20 cm。大型閱讀器的閱讀距離最遠(yuǎn)為25～35 cm。因此，相對(duì)于無(wú)線電遙測(cè)和GPS衛(wèi)星定位，PIT標(biāo)記在遠(yuǎn)距離識(shí)別動(dòng)物個(gè)體方面存在先天缺陷。PIT更加適合于對(duì)溫順型野生動(dòng)物的標(biāo)記，對(duì)于猛獸或難以正常接近的野生動(dòng)物而言，存在標(biāo)記和閱讀時(shí)均需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行保定的問(wèn)題。另外，芯片閱讀效果易受金屬的干擾，植入PIT標(biāo)簽的動(dòng)物個(gè)體如果處在金屬網(wǎng)格或圍欄的圈舍中，也會(huì)制約閱讀效果。還有一個(gè)影響PIT標(biāo)簽閱讀效果的因素是PIT標(biāo)簽和閱讀器必須在同一頻段工作，即任一標(biāo)簽并非可被所有閱讀器識(shí)別。在PIT標(biāo)簽和閱讀器來(lái)自于不同廠家時(shí)，該問(wèn)題尤為突出。還可能因?yàn)樵O(shè)備的頻段不同，即使是同一廠家生產(chǎn)的PIT標(biāo)簽和閱讀器，也不一定能夠通用。從而對(duì)于養(yǎng)殖單位繁育管理、商業(yè)狩獵、寵物交易、野生動(dòng)物經(jīng)營(yíng)利用管理和執(zhí)法造成不小的麻煩。其實(shí)，這一問(wèn)題通過(guò)廠家提供符合ISO11784/11785標(biāo)準(zhǔn)的PIT標(biāo)簽可以避免，但前提是使用者必須了解和熟悉行業(yè)狀況。

鑒于上述復(fù)雜性，PIT標(biāo)記并未像塑料耳標(biāo)等其他傳統(tǒng)的活體標(biāo)記方式一樣價(jià)格低廉，但隨著科技的發(fā)展和RFID整體技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)步擴(kuò)展，PIT標(biāo)簽的市場(chǎng)價(jià)格持續(xù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。上個(gè)世紀(jì)90年代，含一次性滅菌注射器的PIT標(biāo)簽零售單價(jià)約50元以上，2006年，PIT標(biāo)簽市場(chǎng)零售單價(jià)約20～40元，2010年P(guān)IT標(biāo)簽市場(chǎng)零售單價(jià)已普遍降至25元以下，2016年已普遍降至20元以下。閱讀器也因不同廠家和不同型號(hào)而價(jià)格不同，國(guó)外原裝閱讀器的市場(chǎng)價(jià)格仍然較高，平均為3 000～9 000元一臺(tái)。比較而言，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的閱讀器價(jià)格從口袋型至最遠(yuǎn)型約1 500～5 000元一臺(tái)，使用效果好，且具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。市場(chǎng)上常見PIT標(biāo)簽生產(chǎn)商有AVID、Biomark、Bio Media Data System、Digital Angel和Trovan等。盡管與某些傳統(tǒng)標(biāo)記方式相比，PIT標(biāo)記的成本相對(duì)較高，但相對(duì)于無(wú)線電遙測(cè)和衛(wèi)星發(fā)射器的標(biāo)記方式而言仍然是相當(dāng)?shù)牡土?/p>

4 PIT標(biāo)記的應(yīng)用前景

由于技術(shù)上的客觀限制，PIT標(biāo)記還存在一些問(wèn)題，但隨著對(duì)PIT標(biāo)記技術(shù)的關(guān)注度越來(lái)越高以及電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PIT標(biāo)簽將在體積越來(lái)越小、植入方法越來(lái)越簡(jiǎn)單、成本越來(lái)越低、讀取距離越來(lái)越遠(yuǎn)等需求之間不斷尋求和獲得更佳方案。另外，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)閱讀器對(duì)潮濕特別敏感，對(duì)于閱讀水生動(dòng)物的PIT標(biāo)簽存在一定障礙。目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)了防水型的PIT閱讀器，盡管成本相對(duì)較高，但已邁出了前進(jìn)的一步。為了獲取PIT標(biāo)記動(dòng)物的信息，通過(guò)重捕不僅耗時(shí)耗力且存在不確定性，而在動(dòng)物活動(dòng)的路線上布設(shè)自動(dòng)閱讀器，可有效提高PIT應(yīng)用的效率[22]。

PIT標(biāo)記技術(shù)是一種標(biāo)記動(dòng)物的直接方法，將其與其他直接或間接標(biāo)記方法結(jié)合運(yùn)用正日益受到重視。Hamilton等采用PIT與無(wú)線電遙感相結(jié)合的直接個(gè)體標(biāo)記，并基于線粒體DNA分析的間接個(gè)體識(shí)別，研究北美毛蜘蛛(Aphonopelmaspp.)的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散特征，從不同角度揭示了其復(fù)雜的行為生態(tài)學(xué)和種群遺傳結(jié)構(gòu)[24]。PIT標(biāo)記以其個(gè)體識(shí)別準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)穩(wěn)定同位素在分析動(dòng)物運(yùn)動(dòng)行為中的不確定性，例如在魚類覓食行為生態(tài)學(xué)研究中將二者相結(jié)合[25]。PIT標(biāo)記與分子技術(shù)還能起到相輔相成的作用，Unger等采用微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)大鯢進(jìn)行個(gè)體識(shí)別，證實(shí)了PIT標(biāo)簽在大鯢樣本中的保留率為100%[26]。

PIT標(biāo)記是一種非損傷性技術(shù)，能夠?yàn)檠芯空吆凸芾聿块T持續(xù)提供動(dòng)物的相關(guān)數(shù)據(jù)[27]。國(guó)際上倡導(dǎo)建立以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的PIT標(biāo)記信息庫(kù)，并鼓勵(lì)PIT標(biāo)簽生產(chǎn)商一同促進(jìn)PIT標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)克服技術(shù)上的困難，并立足PIT標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)，PIT標(biāo)記技術(shù)將被更加廣泛地應(yīng)用于活體野生動(dòng)物的個(gè)體識(shí)別，以滿足野生動(dòng)物科研、保護(hù)和管理的基本需要。

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PIT；Wildlife；Individual identification；Application study

StudyonApplicationofPassiveIntegratedTransponder(PIT)inWildlifeIndividualIdentification

HuangSonglin1，2HuDefu1*ChenLi2

(1.BeijingForestryUniversity，Beijing，100083，China；2.ResearchInstituteofForestEcologicalEnvironmentandProtection，CAF，NationalWildlifeResearch&DevelopmentCenterofSFA，Beijing，100091，China)

Tagging methods for individual identification are useful for wildlife research and conservation.Traditional tagging or marking techniques generally have the disadvantage which influences the accuracy of individual identification，for example，tags can be lost，and sometimes the tag numbers themselves can become illegible，and tags can alter the physiology and behavior of or toward tagged individuals.Passive integrated transponder(PIT)has been gradually used to study and manage wildlife，because higher accuracy and effectiveness of individual identification have been obtained after the advent of PIT.Here，we briefly describe the hardware device and characteristics of PIT，summarize the application in animal behavior，physiology，conservation monitoring，breeding management，trade and utilization，discuss the advantages and limitations，and finally assess potential for future development and application.By integrating PIT technology with additional other relative instruments，PIT will play a more important role in the research and protection of wildlife.

稿件運(yùn)行過(guò)程

2016-02-19

修回日期：2016-03-23

發(fā)表日期：2016-05-10

野生動(dòng)物；

個(gè)體識(shí)別；

應(yīng)用研究

S865

A

2310-1490(2016)02-172-06

黃松林，男，39歲，助理研究員；主要從事野生動(dòng)植物標(biāo)識(shí)標(biāo)記技術(shù)服務(wù)與管理研究。

*通訊作者：胡德夫，E-mail:hudf@bjfu.edu.cn