麋鹿鹿角的结构形态及其密度

韩书霞

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

张林源

(北京麋鹿苑)

麋鹿(Elaphurus davidianus)是一种原产于我国的世界珍稀动物，又是一种适应湿地生活的大型草食动物，因其角似鹿非鹿、面似马非马、蹄似牛非牛、尾似驴非驴，而被称为“四不象”。后来由于自然环境的变迁、滥捕滥杀、土地开垦等原因导致在1900年麋鹿种群在我国灭绝。1985年，以国家重引进重大工程启动为标志，20头青年麋鹿从英国乌邦寺回归故土，落户北京南海子麋鹿苑，从此和麋鹿有关的研究工作相继如火如荼的开展起来［1－3］。

综观麋鹿重新引进这20多a的历史，我国已发表麋鹿研究论文60多篇，大致可分为以下6个方面:历史研究、生理生化、生境管理、疾病防治、种群管理和研究、行为研究。大多集中在麋鹿角化学特性，药用价值等方面。对物理特性方面的研究还很少，其中，物理方向的研究主要是通过光谱法对鹿茸鹿角的成分鉴定。为进一步了解和研究这一珍奇动物，对麋鹿角的形态和麋鹿鹿角的密度的研究具有一定的意义。

1 研究方法

测量物体的密度需称量该物体的质量(m)和体积(V)，再根据ρ=m/V进行计算。物体的质量可用天平测量，外形规整又便于测量外形尺寸的物体，可以通过测量外型尺寸来计算体积。但鹿角外形不规整，而且是固体，如图1所示，不易直接测量外型尺寸，所以采用流体静力称衡法测量鹿角的密度，实验器材如图2所示。用电子天平分别称量出鹿角块在空气中的质量(M)、放入鹿角块之前杯和乙醇质量(M1)、以及放入鹿角块后整个“质量”(M2)，实验流体采用无水乙醇。则鹿角块所受浮力为(M2－M1)·g，又因为浮力等于鹿角排出液体的重力ρ·g·V(ρ为无水乙醇的密度，为0.8 g·cm－3;V 为鹿角的体积)，所以，(M2－M1)·g=ρ·g·V，即 V=M2－M1/ρ。

所以，ρ'=M/V=Mρ/M2－M1。式中，ρ'为鹿角的密度。

图1 6岁麋鹿角基部照片

图2 测密度实验图

2 结果与分析

2.1 麋鹿角结构形态

对麋鹿角的形状、定形模式、阶段性生发趋势、脱落时间及其脱落时生境选择进行了探讨，分析表明:麋鹿角主杆分枝复杂，后枝生有小枝(0—4);各年龄阶段麋鹿角的动态定形模式分为:独角(2 a)→二杈(3 a)→三杈(4 a)→四杈(≥5 a)→五杈，并且角萌发的高峰期为独角→二杈期，然后趋向于1，麋鹿长到12～13月大小时开始长笔杆装角，满2岁以后才开始分叉，以后每增加1岁，麋鹿角的分叉就会增加1个，麋鹿满6岁以后，角形基本固定，后只生出许多并排的小杈，主干出现一些纵沟。因此，可以在6 ～8 a内根据角杈判定相对年龄［4－5］。

试验对整根麋鹿角角基粗和年龄进行了对比，得到表1和图3所示。

表1 麋鹿角基粗

从图3中可以出，随着年龄的增加，麋鹿角枝的角基粗也在渐渐增加，5岁之前的雄鹿，年龄和角基粗表现出很强的正相关性，根据年龄和角基粗建立回归关系，可以估计麋鹿的年龄。

图3 角基粗与麋鹿年龄的关系

以角基粗为因变量y，年龄为自变量x，利用Excel软件建立角基粗对年龄的回归方程，得到回归方程:y=－0.515 8x3+4.454 6x2－9.219 5x+16.348。系数 R2=0.968 3，拟合度较高。

2.2 麋鹿角试样的选取

本试验的标本取自北京麋鹿生态实验中心，取2至6岁麋鹿鹿角各5个，每支鹿角截取基部、中部和尖端3部分，并进行编号，部位和编号如图4和表2所示。

图4 麋鹿角编号

表2 麋鹿角取样

2.3 数据收集及处理

为减小误差，用天平对鹿角样品做了两次测量，计算时用两次测量结果的平均值，根据式(1)计算出每个样品的密度，表3是2岁麋鹿鹿角密度表。

表3 2岁麋鹿角各样品密度

按照上述方法，我们得到3、4、5、6岁麋鹿鹿角密度表如表4所示。

2.4 数据分析

应用SPSS 17.0软件分别画出基部密度、中部密度、尖端密度与年龄的关系图，如图5～图7所示。并作年龄对各部位密度影响的方差分析，结果如表5～表7所示。

图5 基部密度与年龄关系

图6 中部密度与年龄关系图

图7 尖端密度与年龄关系图

表5 年龄对基部密度影响的方差分析

从表5可以看出，在显著性水平α=0.05的情况下，F=3.321＞F0.05(4，20)=2.87，P=0.031＜α，说明年龄的增长对基部密度的影响显著。从图5中可以看出:鹿角的基部平均密度随年龄的增长而变化。2岁时，基部密度较高，随着年龄的增长，会逐渐降低，5、6岁时趋于一平缓值。

表6 年龄对中部密度影响的方差分析

从表6可以看出，在显著性水平α=0.05的情况下，F=1.756＞F0.05(4，20)=2.87，P=0.177＜α，说明年龄的增长对中部密度的影响不显著。从图6也可以看出，鹿角的中部密度也随着年龄的变化而变化，但这种变化，没有什么显著的差异，3岁时，中部密度微高，然后，随着年龄的增长，密度逐渐降低，趋于平缓。

表7 年龄对尖部密度影响的方差分析

从表7可以看出，在显著性水平α=0.05的情况下，F=3.631＞F0.05(4，20)=2.87，P＜0.05，说明年龄的增长对尖部密度的影响显著。从图7还可以看出，麋鹿角尖部密度随着年龄变化较显著，2岁时，尖部密度较低，4岁时较高，然后随着年龄的增长，逐渐降低，趋于平缓。

3 结论

通过以上研究，以及结合麋鹿鹿角的生长特性表明:2岁时，即年龄较小时，基部密度较高，随着年龄增加，基部体积逐渐变大，体积大，质量变化慢，密度就变小;直到5岁这种变化达到最大，5岁以后，体积不再变大，这时密度略有升高，所以基部密度会出现低密度平缓状态;而鹿角中部变化不是很明显虽然也有在3岁时偏高，但从中部整体看，变化不大，也就是说，在麋鹿生长过程中，鹿角的中部的体积和质量变化率趋于一致;对鹿角尖部来说，则从2岁起体积变化较小，质量增加快，所以密度增加，到4岁时，这种变化达到最大，在4岁以后，质量增加变得缓慢，体积还在增加，所以密度就要变小，5岁以后，质量和体积变化很不明显，此时麋鹿已达成年阶段，鹿角密度趋于低密度平缓状态，密度变化不明显。

［1］北京麋鹿生态实验中心.跨过灭绝边缘的麋鹿［M］.北京:化学工业出版社，2005.

［2］杨戎生.北京麋鹿种群数量调查［J］，动物学杂志，2003，38(2):76－78.

［3］曹克清.中国麋鹿［M］，上海:上海学林出版社，1987.

［4］张成林.北京动物园麋鹿疾病发生分析［C］//夏经世.麋鹿还家二十周年国际学术交流研讨会论文集.北京:北京出版社，2006:43－46.

［5］丁玉华.神鹿回归［M］.北京:中国林业出版社，2006.