動物「排遺」妙事多

一般人講到排遺,應該馬上就會聯想到「大便」。但是,排遺除了包括動物消化後的殘渣之外,還透露著許多不為人知的動物秘密。

目前使用安全及非侵入性的方法似乎逐漸成為研究野生動物的另一趨勢,也就是在沒有捕捉甚至目擊的情況下,利用動物的各種痕跡,研究行蹤飄渺的野生動物。例如爪痕、足跡、食痕或是排遺,可得知什麼動物來過此地、牠們曾做過什麼事、或者吃了什麼東西?其中又以排遺透露出最多的生物訊息。排遺是最容易在野外收集的動物副產品,收集時也不會干擾野生動物的生活。正由於以上種種優點,收集及分析排遺遂成為研究野生動物,尤其是稀有物種的重要工具。

(1)排遺的食物殘渣透露出野生動物曾吃入哪些食物,而且排遺中的種子也透露出動物在森林演替的種子播遷過程中,可能扮演的角色。

(2)排遺中混著動物的腸黏膜細胞,DNA分析可辨識該動物的種類、個體及性別,遂可進一步探討族群的數量、遺傳多樣性。

(3)排遺中的動物荷爾蒙,包括糞孕酮(Progesterone)的濃度變化可以瞭解個體的生殖週期狀況,而腎上腺皮質醇(Cortisol)可探討動物的生理緊迫程度,甲狀腺激素(Thyroid)則可反映出動物的營養狀況。

(4)排遺中所含的體內寄生蟲,是探討野生動物疾病的重要線索之一。

(5) 排遺出現的地點可提供有關動物的移動、活動範圍、棲息地、分布,以及資源利用的相關訊息。

對研究人員而言,排遺就像「黃金」般,價值連城。光從排遺便可以協助我們鳥瞰很多物種的分布和移動模式、棲地和食性偏好、生理健康狀況等資訊,但問題是如何有效地找到排遺?尤其是數量稀少、活動範圍廣泛、習性隱密的動物如台灣黑熊等。這些動物所處的環境大多位於交通不便、補給不易的偏遠山區,加上森林的植被茂密、氣候潮濕,因此除非是研究者對動物的行蹤有相當掌握,否則要找到一坨新鮮的排遺,恐怕非易事!

台灣山區的地形複雜、交通不便,野外研究稀有且活動廣泛的大型動物的困難度不在話下。
台灣山區的地形複雜、交通不便,野外研究稀有且活動廣泛的大型動物的困難度不在話下。

另一把利刃

狗不僅是人類忠實的伙伴,人類利用狗敏銳的嗅覺來尋找各種目標物已有數千年的歷史。從協助獵人追蹤獵物,或守護牲口免於掠食者的侵犯,至近年來廣泛地被人應用於偵測毒品、軍火、有害廢棄物、非法的動植物產品的檢疫工作上,在今年八八水患的災難現場,也可看見搜救犬穿梭其間。不少研究結果已顯也示,搜救犬是災害現場搜尋的利器,遠比各式先進儀器如生命探測器、紅外線探測器等,能在最短時間內憑著嗅覺確定生還者的位置。甚至有學者發展出以狗辨識腫瘤的研究,顯示人類對犬類嗅覺功能之重視。

因為狗獨特的嗅覺,某些大型犬的鼻內有高達2.5億個氣味接收細胞,遠遠地高於人類約只有5百萬個細胞。狗之嗅覺靈敏度更為人類之百倍至百萬倍以上,正因有如此敏銳的氣味偵測系統,狗不但可嗅聞並區別多種不同氣味,而且對於氣味有極佳的記憶力。曾有研究者指出,他所訓練的偵測犬在研究工作結束兩年後,仍向他指示出當初受訓找尋的目標物種排遺。

將狗應用於野生動物保育也已行之有年,早在1890年代,紐西蘭便已利用狗尋找飽受外來掠食者威脅的珍稀鳥類,如飛行力差的大鸚鵡和奇異鳥,再將其移往安全的棲地保護。研究者於1970年代,便曾開始利用狗尋找各種野生動物的排遺。近年來,由於遺傳及內分泌的研究技術長足進展,研究者能夠自排遺中獲得的資訊更多,對於野生動物的瞭解也得以更詳細及多樣。於是,研究者為了增加排遺樣本收集的效率,自1990年代晚期,開始利用狗的敏銳嗅覺,訓練成專門尋找排遺的「排遺偵測犬(scat detection dogs)」,有系統的收集各個目標物種的排遺,以進行各相研究分析。

狗在陸地上的偵測距離雖受各種因素影響,然一般在1至100公尺之間,但有時則超過1公里。偵測犬搜尋的距離更是研究者的兩倍以上。因此,狗之於野生動物領域的應用,只要適當地使用,狗相當於是為觀察者增加了一項新的感官。

近年發展

對於隱密性高且稀有的動物而言,物種出現的點位資料取得十分不易,故相對於傳統調查方法需要捕捉或是觀察動物個體來說,非侵入式調查方法的可行性較高。其中自動相機便是目前調查野生動物出沒狀況最常見的方法,在臺灣也不例外。但是,此技術在操作上和經費上上都有其限制,故需視對研究問題和資源而定。相對地,有些時候來自於動物本身的樣本採集不僅可提供動物出沒的情資,更可以提供許多關於個體的秘密。

由於偵測犬是用來加強收集目標動物排遺的調查技術,故只要涉及應用排遺進行野生動物的相關研究,都可使用這種方式。這些研究主題涵蓋了動物的出現及分佈、活動範圍及移動路徑的劃定、相對豐富度及密度、生理緊迫、生殖活動、健康狀況、棲息地利用、動物個體及性別、以及親緣關係的判定等。近十年來,國外逐漸有系統的開發偵測犬於研究陸地上食肉目動物的排遺,因為這些動物通常活動範圍廣泛、密度低、習性隱密,而導致研究困難度高。目前涵蓋的調查食肉目包括熊科、犬科、貓科及貂科等二十餘種動物。除了排遺之外,偵測犬還可以受訓尋找與目標物種相關之氣味,如動物殘骸或是居住的洞穴等。牠們不僅能大範圍的搜尋排遺,也能應用在小尺度的研究上,例如訓練狗區別與目標物種近似之物種,甚至相同物種的不同個體。

為了瞭解動物的出現及地理分布狀況,Harrison(2006)利用偵測犬及三種傳統調查技術如毛髮陷阱、自動照相機及氣味站,比較偵測大山貓(Bobcat)的效益,發現雖然偵測犬較為昂貴,也需要較長的野外調查時間,但是在偵測大山貓的出現率上,卻是其他三種方法加總的十倍。同樣地,另在研究北美洲棕熊密度時,利用微衛星(microsatellit)DNA分析收集樣本並鑑定個體,結果顯示利用偵測犬搜尋排遺所偵測出研究樣區內的個體數量為28隻,是毛髮陷阱結果的五倍。

此外,偵測犬的能力並不僅限於一次只找一個物種,可同時尋找不同物種之排遺。有人訓練偵測犬成功地同時尋找到美洲黑熊、棕熊、美洲獅(cougar)、灰狼四種不同動物之排遺。最近,學者甚至發現偵測犬偵測到樣區中美洲黑熊和魚貂(fisher)的成功率高達86%和95%,而且偵測率幾乎不受地形崎嶇度、植被密度、當地氣候(如溫度和濕度),可以十分有效地偵測森林性食肉動物。因此,推薦在收集多個物種有無存在的資料時,偵測犬可以作為提供一有效且準確的方法。

為了瞭解動物的豐富度及密度,重複捕捉法為最常見的方法,當重複捕捉率愈高,則可增加估計之準確性。但非侵入法則利用排遺內之DNA資訊來判定個體,也可視為重複捕捉。此時,利用偵測犬具有可搜尋大範圍樣區的能力,當尋獲的排遺量愈多時,則重複捕捉率也隨之提高。所以,近年來便陸續有學者善用此法,包括利用偵測犬收集小狐(kit fox)的排遺,百分之百地區分出該地共域的其他類似物種如紅狐和草原狼,並從所收集樣本中發現79%為可辨別的個體。

排遺中的皮質醇(Cortisol)及生殖荷爾蒙可分析動物個體在生理上的緊迫程度,以及雌性個體的生殖活動。例如在北美地區,利用偵測犬大範圍搜尋棕熊及美洲黑熊的排遺,發現二種熊多集中於研究樣區北部,雖然面臨較高的盜獵壓力,但由於此區食物資源豐富,熊的生理緊迫最低,且母熊生殖活動最頻繁。此外,加拿大為了評估最近開採油砂礦(tar sands)活動對當地野生動物的衝擊,研究者僅能利用冬季地表冰凍之際,深入該地調查,但偵測犬卻可輕易地發現埋在積雪下二或三呎的動物排遺。後續的排遺分析發現,採礦期間北美馴鹿、麋鹿、野狼的情緒及營養緊迫程度皆明顯升高;此人為活動對於當地野狼更具有持續性的影響,顯示此干擾使野狼更難捕獲到獵物。

相對於一些會吸引動物前來的調查方法,應用偵測犬尋找目標物則不會造成動物行為的改變,尋獲的排遺所評估出野生動物利用棲息地的情形,遂較接近動物的實際利用狀況。Wasser等人(2004)比較排遺、無線電追蹤及毛髮陷阱三種調查方法,分析棕熊及美洲黑熊的棲息地利用,發現三者所呈現的調查結果相似,然而,無線電追蹤的成本卻是使用偵測犬的卅倍以上。Smith等人(2005 & 2006)也發現,小狐的排遺出現在未鋪設路面的道路和天然草地上較其他環境多,並進一步藉由小狐排遺辨識出不同個體,以及劃定其活動範圍和移動路徑。由於分析排遺中的DNA也可以判定出動物性別,研究者遂藉此建立棕熊及小狐族群內的性別比例,以瞭解其族群結構。

偵測犬組的組成

 成功的野生動物偵測犬組包括訓練有素的偵測犬、訓練師、領犬員、導向員。

成功的野生動物偵測犬組包括訓練有素的偵測犬、訓練師、領犬員、導向員。

雖然找排遺的工作由偵測犬執行,但還有一個隊友也不可或缺,也就是領犬員(Handler)。執行研究工作時,兩者必須搭配演出才能順利完成任務。除了這一人一狗的組合之外,有時還需搭配另一位導向者(Orienteer),協助更順利的進行野外工作的資料收集。以下就分別介紹這三個角色所需具備的特質及工作:

選擇一隻勝任的狗十分關鍵,一隻好的偵測犬必須狂熱地喜愛玩具。
選擇一隻勝任的狗十分關鍵,一隻好的偵測犬必須狂熱地喜愛玩具。

首先,選擇一隻勝任的狗最為關鍵。一隻好的偵測犬必須對玩具有狂熱的喜愛,以致於可以忽略其他所有的干擾,如貓、其他的狗、野生動物、甚至食物等。這樣才能激發牠們強烈的學習動機及工作慾望,且能每天專心工作數小時,卻仍樂此不疲。牠們除了必須發育良好及健康之外,還必須具備穩定的性情和好脾氣,對人友善,以及健康、好的體能、專注心、耐力也是缺一不可。因為野外的工作環境可能遭遇險惡地形或惡劣天候等困難,若是體力不佳或耐力不足,都可能讓排遺收集的成效大打折扣。

其次,偵測犬並非單獨行動,還要加上一位領犬員,兩者搭配成為一個犬組,彼此相輔相成才能發揮最大的效率。領犬員的工作不僅是將狗帶至工作地點,還必須瞭解犬性,即狗的各種行為所傳達的訊息,並投以適當的回應,以強化狗的工作表現,並建立領犬員與偵測犬間的夥伴關係。也可以說,偵測犬表現的成敗其實繫乎領犬員。一個好的領犬員猶如千里馬的伯樂,能夠適時提供引導及鼓勵狗的表現,並且解決狗在工作上所遭遇的各種問題,不但在工作中決定狗的飲水和休息時間,日常的照養以維繫狗的健康也缺一不可。當然,領犬員自身的體能狀況和工作熱誠也必須要能應付艱苦且多變的野外工作環境,加上領犬員必須長期與工作犬工作,故具有愛心、耐心、細心、獸醫常識則為必備條件。

最後,當領犬員及偵測犬搭檔組成後,實際於野外執行工作時,若是能搭配一位導向者更佳。在某些困難的地形或陌生環境,領犬員有時難以同時兼顧偵測犬的狀況,並同時維持在預定的調查路線上,此時導向者在犬組後方,一方面協助領犬員維持方向;另一方面,當偵測犬找到排遺,領犬員則給予獎賞或與狗互動時,導向者便可協助收集排遺及記錄其他資料。

訓練及工作情形

偵測犬的主要任務是工作,尋找目標動物排遺,所以訓練師需在選狗及訓練初期時,便判斷出具有潛力的候選犬隻,包括身體健康、情緒穩定沈著、個性溫和、對人友善,以及具強烈的工作慾望(對玩具具狂熱)等。之後,偵測犬需通過層層嚴格訓練及資格測驗,方可上路執行勤務,否則將面臨被淘汰的命運。

一隻訓練有素的偵測犬,需要經過持續的訓練及層層檢驗,包括:

(1)氣味認知訓練:訓練師教導犬嗅聞找尋目標物「熊排遺」。偵測犬一旦找到目標排遺時,會頭朝前緊盯目標物,並表示出一個經受訓後的特定指示行為,如站立、坐下或趴下等反應,靜止不動等候領犬員接近。牠們也不應該做出碰觸或破壞排遺的行為,以免污染排遺。

圖為台灣黑熊取食蜂窩後的排糞。.
圖為台灣黑熊取食蜂窩後的排糞。.

以台灣黑熊排遺偵測犬為例,在訓練過程中,我們蒐集了餵食一般蔬果、野外食物的圈養黑熊的排遺,以及野外撿來的黑熊排遺,交互地訓練狗,讓牠熟悉目標排遺中各種可能的氣味。訓練最重要的原莫過於讓狗覺得,工作(訓練)就是在開心地玩玩具(只是一捆毛巾或一顆塑膠球)。狗找到黑熊排遺後,在排遺旁做出特定的指示動作,就能跟訓練師玩一會兒玩具。訓練需由簡入繁,循序漸進;場地也由較環境較單純的室內、校園戶外,再轉移到鄰近的山區林地,搜尋時間也由幾分鐘到半小時。

排遺偵測犬的訓練原理是讓狗對目標氣味(動物排遺)和玩具(球)之間產生緊密的連結。
排遺偵測犬的訓練原理是讓狗對目標氣味(動物排遺)和玩具(球)之間產生緊密的連結。

 

(2)領犬員與犬的配合訓練:訓練師指導領犬員與偵測犬一起參與訓練,訓練領犬員正確地觀察偵測犬的動作,並對訓練犬隻做出正確的回應,以加強偵測犬的服從表現,以及犬員間的合作關係。一旦偵測犬找到目標排遺時,表示出正確後的指示行為,領犬員就應該立即給予獎賞。

波音達偵測犬發現目標物氣味時,會坐下或駐足靜止不動,鼻尖朝向目標物,維持此姿勢直到領犬員發出下一個命令為止。
波音達偵測犬發現目標物氣味時,會坐下或駐足靜止不動,鼻尖朝向目標物,維持此姿勢直到領犬員發出下一個命令為止。
偵測犬在戶外找到目標物後,坐下並指示目標所在,安靜地等待領犬員前來確認搜尋結果。
偵測犬在戶外找到目標物後,坐下並指示目標所在,安靜地等待領犬員前來確認搜尋結果。

雖然每隊犬組都會發展出獨特的工作默契及模式,但實際於野外工作時,還是有一共通性,那就是偵測犬會跑在前方四處的搜尋目標,定向者則是從領犬員後方指引其搜尋方向。在搜尋的過程中,狗一般要保持在人的視線範圍內,兩人一起密切注意狗的行為,並確保狗完整地搜尋整個區域。領犬員需仔細觀察狗的一舉一動,一旦發現狗的行為改變,顯示附近可能有目標排遺時,便應該將速度放慢,讓狗有充分的時間尋找氣味來源。若是因為風向不穩定或其他環境因素,造成狗無法確定排遺位置,領犬員則應從旁協助狗,以進行更仔細的搜索。

木箱內藏目標物(熊排遺),一旦偵測犬出現指示動作,領犬員便按下遙控器,讓球自動由箱子內彈出,得分的偵測犬便獲得牠的獎賞。
木箱內藏目標物(熊排遺),一旦偵測犬出現指示動作,領犬員便按下遙控器,讓球自動由箱子內彈出,得分的偵測犬便獲得牠的獎賞。

(3)偵測犬必需活潑、自信,對人友善,對人和其他犬隻不得有攻擊性,對突如其來之喊叫或噪音,也不應該有驚慌等過度的反應。因此,平日需施以社會化和服從的訓練。

好的偵測犬的必要條件除了發育良好及健康外,還必須具備穩定的性情和好脾氣,對人友善。
好的偵測犬的必要條件除了發育良好及健康外,還必須具備穩定的性情和好脾氣,對人友善。

(4)偵測犬需勇敢、好奇,且情緒穩定,不應對移動事物或新奇物品表現出膽怯或追逐,在野外則不可追逐或驚嚇野生動物。為此,訓練期間需觀察偵測犬對於其他動物和研究目標動物的反應,若出現不當反應,則適時予以制止,持續訓練直到狗對於周遭的動物沒有表示出任何的興趣或敵對,也沒有主動接近的行為。

例如,我們安排台灣黑熊排遺偵測犬「Baxter」與圈養黑熊見面,希望教導牠碰見熊時不要過度反應。出乎我們意料的是,第一次和黑熊碰面時,黑熊對牠的興趣更高,走近隔欄不斷嗅聞,然而狗卻是視若無睹,那怕附近籠舍裡的台灣獼猴、長臂猿發出吼叫,牠只緊緊地跟隨著領犬員走動,似乎只要為了能夠獲得領犬員的青睞,陪牠玩一下他手中的球。

台灣第一隻成功訓練的台灣黑熊排遺偵測犬「Baxter」,在找到目標物(摽示的黃色圓圈)後,從領犬員那兒得到獎賞,正在玩弄口中的塑膠球。
台灣第一隻成功訓練的台灣黑熊排遺偵測犬「Baxter」,在找到目標物(標示的黃色圓圈)後,從領犬員那兒得到獎賞,正在玩弄口中的塑膠球。

(5)為確保偵測犬隻健康情況良好,各項功能正常,不會傳染或被傳染任何疾病或寄生蟲,犬隻平日需有足夠運動,每年定期接受健康檢查,以及體內外寄生蟲驅除和疫苗接種注射。這些事前的考量及準備,都超過一般遊客進入森林前的準備。

(➢➢➢未完待續

圖、文:黃美秀(國立屏東科技大學野生動物保育研究所)