**摘要**
复杂、规模适宜且丰富多样的环境能够促进动物表现出与其物种特征相符合的行为，这些环境已被证明对许多物种的福祉有积极影响。然而，两栖动物仍是动物园研究中代表性最弱的动物类群之一，导致相关研究数据长期不足。本研究监测了五只成年日本大蝾螈（Andrias japonicus）在底特律动物园国家两栖动物保护中心（NACC）的行为和空间利用情况，探讨了这些行为与饲养措施及栖息地复杂性之间的关系。2017年，这些蝾螈被迁移到了一个新的栖息地，新栖息地的空间显著增加，并配备了更多自然化的结构。迁移过程中，工作人员记录了每日饲养相关信息（如水温、栖息地清洁情况），并进行了个体层面的行为和空间利用评估。2022年，栖息地又进行了小幅改造，重点扩大了洞穴面积。在整个研究过程中，工作人员还进行了群体层面的行为、接触程度、社交距离和空间利用的快速评估。2018年的数据分析重点关注饲养措施对行为的影响，而2022年的数据则着重分析栖息地复杂性变化的作用。结果显示，个体活动量随季节变化而波动，这可能与水温或光照周期的变化有关；2022年洞穴改造后，动物更倾向于使用扩大的洞穴，减少了对浅凹处和悬垂空间的利用。这些结果表明，微妙的环境条件变化以及更多自然掩护结构的提供，可以促进动物表现出与其物种特征相符的行为，从而提升其福祉。不过，仍需进一步研究以确定和验证两栖动物福祉的行为和情感指标。
**1 引言**
有效的圈养栖息地设计需基于对动物在其环境中的行为和移动方式的了解，并将这些特征融入栖息地的构建和设计中[1,2,3]。一个复杂、规模适宜且富有刺激性的环境能为动物提供表现出其物种特征所需的条件，满足其生理、心理和情感需求，从而带来积极的福祉效益[4,5,6,7,8,9]。动物园和水族馆通过融入野生栖息地的自然元素来设计笼舍，增强了圈养环境的生态真实性，使动物能够进行熟悉的动作和活动[1–2, 6, 10]。然而，如果动物无法利用这些设施或无法表现出自然行为、缺乏选择权和控制权，那么自然化设计的优势就会大打折扣[7, 11,12,13]。由于个体间的基因构成、经历和性格差异，同一物种内的成员在偏好、需求和对环境变化的反应上可能存在差异[8–9, 14]。
许多设计选择都参考了由动物园和水族馆协会（AZA）编制和发布的《动物护理手册》。根据AZA两栖动物专家组的资料，最新的《两栖动物饲养资源指南》发布于十多年前[10, 15]。有效的两栖动物饲养和繁殖计划需要关注高度具体和复杂的环境细节，因此两栖动物护理的许多方面可能比哺乳动物更为复杂[5, 16–17]。研究表明，复杂丰富的环境有助于某些爬行动物的福祉改善[6, 17,18,19,20]；行为数据表明，提供避难所可以减少应激反应和咬伤事件[18, 20]，而自然化设计则能提高动物表现出物种特征行为的水平[17]。因此，利用环境丰富化手段来改善环境、增加动物的选择权和控制权，是提高圈养两栖动物福祉的宝贵策略[5, 20]。然而，一项针对60多家西班牙动物园的研究发现，仅有不到50%的两栖动物栖息地得到了适当的丰富化处理[21]。通常，栖息地被认为不适宜的主要原因是空间和结构元素不足，导致动物无法进行其物种特有的移动[21]。虽然缺乏AZA认证机构的相关数据，但类似问题也可能存在于其他动物园中。
两栖动物是研究最少的动物类群之一，相关研究论文占比不到动物园研究论文总数的5%[22]，现有文献主要集中在非洲爪蟾（Xenopus laevis）或箭毒蛙（dendrobatid frogs）上[5]。针对两栖动物和爬行动物的丰富化环境影响及福利指标的研究相对匮乏[2, 5–6, 11, 22,23,24,25,26]，尤其是与哺乳动物相比。目前用于评估两栖动物福祉的指标主要基于生理参数，如寿命、繁殖情况和身体状况[27]。但随着越来越多的证据表明两栖动物具有认知能力[28]，建立更全面反映动物福祉状态的数据显得尤为迫切，这有助于改善这些动物的福祉。
**2 材料与方法**
2.1 **伦理声明**
本研究提案已获底特律动物园协会（DZS）动物福利与管理委员会的审查和批准。研究期间，由专业饲养人员及DZS动物福利与研究高级主管负责监督。
2.2 **研究对象与饲养环境**
研究对象为五只成年日本大蝾螈：三只雄性（Bob、Dieter和Sven）和两只雌性（Helga和Hetsu）。所有五只蝾螈均出生于1989年秋季的日本广岛Asa动物园。它们于1999年抵达美国密歇根州罗亚尔奥克的底特律动物园，目前生活在NACC中。其中一只Sven从1999年至2008年一直居住在底特律动物园，之后被转移到托莱多动物园，2017年再次回到底特律动物园；其余四只（Bob、Dieter、Helga和Hetsu）自1999年起一直居住在此。数据收集开始时它们的年龄约为27岁，研究第二阶段完成时为32岁。由于只有在必要时才对它们进行干预，因此详细的形态测量数据或身体状况评分资料不详。2021年5月（Bob：21.36公斤，Dieter：29.09公斤，Helga：15.91公斤，Hetsu：14.09公斤，Sven：27.27公斤）和2022年5月（Bob：22.68公斤，Dieter：30.39公斤，Helga：14.97公斤，Hetsu：16.33公斤，Sven：27.22公斤）测量了它们的体重。2009年至2021年间没有体重记录。年度动物福利评估显示，所有个体在研究期间始终身体健康。这些动物尚未成功繁殖，但该物种在日本（如Asa动物园）及海外（如阿姆斯特丹动物园[41]）的动物园中均有繁殖记录。
在数据收集期间，这些蝾螈被安置在三种不同类型的栖息地中（表1）。原始栖息地配备多个水源，但水流效果不佳；栖息地内的岩石和石制结构模拟了河床环境（图1）。原始栖息地和新栖息地的水温均根据其自然栖息地的季节性变化进行了调整，平均每月水温范围为3月至9月最低6.97±0.18°C，最高约16.85±0.07°C。Behind the Scenes区域的水温则维持在恒定的13°C。在原始栖息地和幕后区域的照明没有根据季节的变化进行调节，以模拟光照周期的变化，而且栖息地在建筑物内的位置导致它们接触自然光的机会有限。然而，在新的栖息地中，动物可以接触到来自窗户和天窗的大量自然光源，栖息地的照明也进行了调整，以模拟季节性的光照周期变化：在冬季（12月、1月、2月和3月），栖息地的照明时间大约是从早上7:00到晚上6:00；而在一年的其他时间，照明时间是从早上6:00到晚上7:00。根据这些光照周期的调整，水的平均温度在冬季为9.18±0.13°C，而在一年的其他时间为13.11±0.10°C。在建造新栖息地的过程中，Helga和Hetsu被留在原始栖息地中，以便在Sven返回后能够在一个受控环境中将三只成年雄性蝾螈引入（见幕后部分），目标是在新栖息地中将所有五只成年蝾螈一起饲养（见表1）。从2019年到2022年1月开始翻新之前，这五只成年蝾螈在新栖息地中成功共同生活。
**图1** 这张图片的描述文字可能是通过AI生成的。**全尺寸图片** 底特律动物园的原始栖息地，包括两张近距离拍摄的照片，其中可以看到两只日本巨型蝾螈部分藏在岩石下。
**表1** 栖息地的规格和居住时间表。**全尺寸表格**
新栖息地的可用水域面积增加了，此外还有一个37,854升的储水池用于更换水（见表1）。在2022年的改造之前，栖息地的设计包括一个瀑布，以促进水流和水的流动，以及多种模仿自然环境的结构，如四个洞穴、一条隧道、三个悬挑部分、人造的树根和开放空间（见表1）。底特律动物园对新栖息地进行了适度的改造，主要扩展了两个现有的洞穴（见图2和图3）。具体来说，第四个洞穴从一个大约0.71米×0.38米的悬挑空间扩大到了一个更加封闭的2.0米×1.7米的洞穴空间（见图2），第九个洞穴从一个大约0.76米×0.51米的洞穴扩大到了一个大约1.30米×1.0米的洞穴空间（见图3）。
**图2** 这张图片的描述文字可能是通过AI生成的。**全尺寸图片** 改造前的（a）和改造后的（b）新栖息地第四个洞穴。空间使用位置用红色标记。
**图3** 这张图片的描述文字可能是通过AI生成的。**全尺寸图片** 改造前的（a）和改造后的（b）新栖息地第九个洞穴。空间使用位置用红色标记。
**2.3 数据收集**
数据收集分为两个阶段，这两个阶段分别与栖息地改造的时间段相吻合。第一阶段始于2017年8月，在计划将雌性蝾螈从原始栖息地转移到新栖息地之前的两个月内进行数据收集。最初预计数据收集会在所有个体都转移到新栖息地后两个月内完成，但由于建设延误，实际数据收集的时间大大延长，直到2019年3月所有个体才全部被引入新栖息地。第二阶段是对2022年开始的新栖息地改造进行的后续案例研究。这一阶段的改造规模明显小于第一阶段的整体栖息地迁移。数据收集在改造前和改造后都进行了同等程度的努力，收集工作在改造前五周开始，在改造后五周结束。
所有五只蝾螈都被纳入了两个阶段的数据收集，尽可能地在不同个体和条件下保持相同的收集力度。第一阶段包括采集了饲养管理和行为数据（见下文），而第二阶段仅包括行为数据（见下文）。
**2.4 第一阶段的数据**
在研究的第一阶段，动物护理人员每天记录饲养管理信息。监控的饲养管理变量包括每个栖息地的温度、生理指标（超声波检查、泄殖腔肿胀情况）、栖息地清洁情况、训练情况以及食物供应情况。食物由动物护理人员用勺子喂食，食物种类为冷冻和解冻的鳟鱼或老鼠。如果提供了食物，护理人员会记录食物是被完全吞咽、部分吞咽、吐出但最终被吞咽、完全吐出或未被吞咽的情况。食物供应和栖息地清洁平均每周进行两次。栖息地清洁包括每周更换约20%的水。每周还会有一次由护理人员进入栖息地清除表面藻类的工作。每个饲养管理变量的记录频率详见表2。
**表2** 第一阶段记录的饲养管理变量及其收集频率。**全尺寸表格**
第一阶段的数据收集还包括对每只蝾螈的行为观察。行为观察采用“1-0”编码法，观察者将前几小时观察到的行为记录为“1”，未观察到的行为记录为“0”。观察工作由动物护理人员每天进行一次到三次。评估内容包括行为记录（见表3）和空间使用情况，以帮助评估栖息地使用情况。行为记录的方法参考了之前的相关文献[31, 34, 42]，并且这些行为并不是互斥的。一些行为，如“出洞呼吸”和“在顶部休息”，在观察记录中经常出现，并被纳入分析中。
**2.5 第二阶段的数据**
第二阶段的数据收集包括快速评估行为观察，改造前的数据收集从2021年12月6日持续到2022年1月11日，改造后的数据收集从2022年11月18日持续到2022年12月20日。观察者包括NACC动物护理人员和DZS动物园动物福利中心（CZAW）的成员。所有观察者都接受了CZAW负责人员的培训，以提高观察者之间的可靠性，尽管可靠性没有通过数学方法进行验证。观察者每天三次记录单次瞬间的行为观察，每周七天进行。所有观察都按照一天中的不同时间段（08:00–11:00、11:00–14:00和14:00–17:00）进行平衡记录。由于缺乏便于区分个体的特征，观察者进行群体扫描并记录行为、暴露情况、社交距离（见表4）和在栖息地内的位置。这一阶段共进行了172次快速评估。在这个阶段，行为、暴露情况和社交距离是在每个类别内互斥的基础上进行评分的。
**2.6 数据分析**
2.6.1 **第一阶段**
为了在不同条件下保持相对平衡以便进行公平比较，我们分析了每个个体的第一阶段数据子集。这个数据集涵盖了2017年8月1日至2019年4月27日期间所有五只蝾螈的总共2551个观察日。观察日在不同个体（Bob=514、Dieter=515、Sven=512、Helga=505、Hetsu=505）和不同栖息地条件（原始栖息地=896、幕后区域=784、新栖息地=871）之间进行了平衡分配。对第一阶段数据的分析主要关注饲养管理变量对行为和栖息地迁移前后空间使用变化的影响。由于数据收集的具体时间和观察次数每天都不固定，因此在数据分析时以天为单位进行统计，即某一天是否观察到了某种行为。因此，最终的表示单位是观察天数。
第一阶段行为记录表中包含的许多行为未被记录，包括“发声”、“皮肤分泌”、“抓握”、“咬伤”、“产卵”、“尾巴扇动”、“搅动卵”和“吃卵”。出于分析目的，“探索栖息地”和“游泳”被合并为一个行为变量（以下简称“探索-游泳”），以研究活动变化；“出洞呼吸”和“在顶部休息”也被合并为一个行为变量（以下简称“在柱顶”），以研究在水柱中的位置变化。原始行为记录表（表1）中的其他行为出现的频率不足以用于进一步分析，但在活动预算中仍有描述性描述。
2.6.2 **第二阶段**
由于这些数据是作为群体扫描收集的，因此主要分为改造前和改造后两个条件。不幸的是，群体级别的数据掩盖了个体差异，这与第一阶段单独记录的个体数据不同。在每个条件下，观察持续了五周，这成为了推断统计测试的自由度。在观察期间只记录了三种行为：不活动、活动和不可见。数据足够用于分析行为、暴露情况（隐藏、部分暴露、完全暴露）、社交距离（接近、接触、远离）以及多种空间和栖息地使用情况。空间和栖息地使用的分析集中在扩展后的洞穴——特别是第四个洞穴和第九个洞穴——以及更广泛的庇护结构（洞穴、悬挑部分、无庇护）的使用上。类别位置数据也被用来计算每周的分布指数[49]。与第一阶段的分析方法类似，我们使用了修改后的SPI[44]来比较改造前后的空间使用情况。由于原始栖息地和新栖息地之间的区域大小不同，直接比较这两个区域的空间使用情况可能没有太大意义，因此我们选择了比较新栖息地中雄性蝾螈在不同时间点的空间使用情况。雌性蝾螈在原始栖息地和新栖息地之间的SPI也进行了比较。条件之间和个体之间的SPI变化同样使用带有10,000次随机排列的Wilcoxon检验进行了测试。
2.6.3 **第二阶段**
由于这些数据是作为群体扫描收集的，因此主要分为改造前和改造后两个条件。数据被大致分为这两个条件。遗憾的是，群体级别的数据收集掩盖了个体差异。每个条件下都有五周的观察时间，这成为了推断统计测试的自由度。在观察期间只记录了三种行为：不活动、活动和不可见。数据足够用于分析行为、暴露情况（隐藏、部分暴露、完全暴露）、社交距离（接近、接触、远离）以及多种空间和栖息地使用情况。空间和栖息地使用的分析集中在扩展后的洞穴——特别是第四个洞穴和第九个洞穴——以及更广泛的庇护结构的使用上。类别位置数据也被用来计算每周的分布指数[49]。与第一阶段的分析方法类似，我们使用了修改后的SPI[44]来比较改造前后的群体空间使用情况。由于第四个洞穴和第九个洞穴的显著扩大，这两个区域在比较时不再相等。
为了在保留足够数据进行推断分析的同时减少伪重复，我们将依赖变量汇总为每周总体的比例。由于数据是在群体层面收集的，因此无法按个体汇总数据。所有统计测试都基于五周的总数据。行为、位置使用和社交距离在控制了可见性的基础上进行了分析，而暴露情况因为“隐藏”是一个感兴趣的变量而被特别考虑在内。在这些基础计算之后，我们再次使用了带有蒙特卡洛抽样调整的Wilcoxon检验来研究改造前后的行为和栖息地使用情况的变化。我们对两个数据集采用了相同的显著性标准，即任何p值或经过蒙特卡洛调整后的p值≤0.05的检验都被视为显著的。3 结果 3.1 第一阶段 总体而言，发现饲养变量对蝾螈的行为有不同程度的影响。水温对食物消耗和探索游动行为有明显影响，但对柱顶行为没有影响。食物供应与探索游动或柱顶行为之间没有观察到关系。栖息地清洁被发现会影响食物消耗和柱顶行为，但对探索游动行为没有影响。不同性别在空间使用上存在差异，雌性在所有条件下显示出较低的空间利用均匀性。在不同条件下，个体之间的空间使用没有观察到差异。水温与食物消耗之间存在显著的负相关关系，即随着水温升高，个体食用的食物量减少（R2=0.15，F=63.34，p=<0.0001）。探索游动行为与水温呈显著正相关（R2=0.02，F=13.55，p<0.001）（图4），而在水柱顶部花费的时间与水温没有显著关系（R2=0.17，F=1.93，p=0.17）。图4 这张图片的替代文本可能是由AI生成的。全尺寸图片 在第一阶段栖息地改造期间，比较五种蝾螈在不同水温（°C）下的探索游动行为的散点图及趋势线。饮食供应对个体是否进行探索游动行为（饮食有：7.61% ± 10.08%的观察日；饮食无：2.70% ± 3.54%的观察日）或柱顶行为（饮食有：0.00% ± 0.00%；饮食无：0.13% ± 3.58%）没有影响（表5）。同样，栖息地清洁对探索游动行为也没有影响（清洁日：7.06% ± 10.52%；非清洁日：2.80% ± 3.52%）。在清洁日，个体更有可能进食（清洁日：88.45% ± 5.40%；非清洁日：62.67% ± 5.26%）（表5）。然而，我们只有31个同时提供饮食并且栖息地已清洁的观察记录，而大多数饮食供应观察发生在非清洁日。栖息地清洁对柱顶行为有显著影响，在没有清洁的日子里，柱顶行为更常见（清洁日：0.00% ± 0.00%；非清洁日：2.60% ± 1.08%）（图5）。表5 第一阶段栖息地改造期间，比较不同饮食供应和栖息地清洁条件下行为变量的Wilcoxon检验。全尺寸表格。图5 这张图片的替代文本可能是由AI生成的。全尺寸图片 在第一阶段栖息地改造期间，新栖息地中个体蝾螈表现出观察行为的天数百分比。按性别分组后，蝾螈在改造前后的空间使用存在显著差异，平均而言，所有条件下的雌性（0.77 ± 0.02）比雄性（0.67 ± 0.02）表现出更高的空间利用率（S=1515.50，Z=-2.46，p=0.02，CI：0.0123，0.0142，r=0.25）。比较每个个体蝾螈在不同条件下的空间使用没有观察到显著差异（表6）。表6 第二阶段 我们在改造前后都没有观察到社交积极、社交消极或其他行为。这些行为未包含在进一步的结果或图表中。2022年的改造后，我们观察到不可见时间（改造前：6.40% ± 1.88%；改造后：2.62% ± 1.42%）、活跃或不活跃时间的百分比没有显著变化（图6；表7）。图6 这张图片的替代文本可能是由AI生成的。全尺寸图片 在第二阶段栖息地改造期间，新栖息地中蝾螈在活动预算中表现观察行为的时间百分比（平均值 ± 标准误差）。图7 这张图片的替代文本可能是由AI生成的。全尺寸图片 在第二阶段栖息地改造期间，新栖息地中蝾螈在不同暴露程度下花费的时间百分比。改造前，蝾螈部分隐藏的时间明显更长（表7；图7）。然而，隐藏或暴露的时间没有差异（表7；图7）。接触时间（改造前：36.74% ± 10.27%；改造后：36.92% ± 6.71%）和远距离时间（改造前：45.18% ± 9.40%；改造后：33.72% ± 7.13%）在栖息地条件之间没有差异（表7）。改造后，近距离时间显著增加（改造前：18.08% ± 3.63%；改造后：29.36% ± 1.93%）（表7）。表7 第二阶段栖息地改造期间行为变量的Wilcoxon检验（含蒙特卡洛）。全尺寸表格。所有测试基于N=5周的数据，其中每周的值是观察到的因变量（不包括不可见行为和暴露类别）的平均可见时间百分比。洞穴和其他庇护所的使用在不同条件下有所变化。改造后，小洞或浅悬垂处的使用显著减少（改造前：69.18 ± 3.71%；改造后：29.70 ± 10.74%），而洞穴的使用增加（改造前：4.69 ± 1.60%；改造后：33.61 ± 5.11%）（表7）。在无保护区域（区域3、4、5、6、7、8、9、12、13）花费的时间在改造条件之间没有变化（改造前：26.13 ± 3.29%；改造后：36.69 ± 8.32%）（表7）。第四洞和第九洞在改造过程中被扩大了。第四洞的使用在改造后没有显著变化（改造前：0.44 ± 0.44%；改造后：3.93 ± 1.69%）。然而，第九洞的使用在改造后显著增加（改造前：0.56 ± 0.56%；改造后：27.07 ± 5.54%）（表7）。4 讨论 4.1 主要发现 本研究监测了底特律动物园国家两栖动物保护中心（NACC）中饲养的五只成年日本巨型蝾螈（Andrias japonicus），以探讨饲养条件和栖息地复杂性变化与蝾螈行为和空间使用之间的相互作用。我们发现水温的变化可能会影响日本巨型蝾螈的食物消耗和活动。然而，这究竟是水温的影响还是行为的季节性变化尚不清楚。同样，我们也观察到与常规栖息地清洁相关的柱顶行为的变化。食物供应对活动指标（如探索游动和柱顶行为）没有影响。同样，栖息地清洁对探索游动行为也没有影响。2022年的栖息地改造后，我们发现蝾螈的暴露水平和社交亲近度在改造前后存在差异。我们还观察到蝾螈对扩展的洞穴、浅凹处和悬垂处的使用发生了变化。4.2 饲养变量的影响 外温动物，包括巨型蝾螈，对外部环境条件的依赖性使它们对环境温度的变化特别敏感[50–51]。关于中国巨型蝾螈（Andrias davidianus）幼体的实验室研究表明，食物摄入行为会随着水温的变化而变化，当水温高于25°C或低于8°C时，食物摄入行为会受到干扰[51–52]。在当前研究中，较高的水温与食物摄入量减少显著相关。Liu等人[53]也报告了类似发现，他们观察到暴露在逐渐升高水温下的A. davidianus种群的食物摄入率下降。其他研究指出，生活在溪流中的蝾螈在低温环境下会表现出活动减少的趋势，正如在野外观察到的C. alleganiensis中观察到的那样，随着水温的升高，活动水平会增加[54–55]。我们观察到在较高水温下探索游动行为增加，这表明这些日本巨型蝾螈也有类似的反应。与其他哺乳动物或鸟类相比，许多两栖动物物种的活动减少和代谢能力降低是其特征[5]。隐鳃类也不例外——它们的低能量需求和代谢速率反映在它们的静止性和相对不频繁的饮食摄入上[29, 56]。本研究发现，食物供应对蝾螈是否进行探索游动或柱顶行为没有影响。鉴于它们的代谢能力，进食可能不会对活动输出产生影响。日本巨型蝾螈的低能量需求和不频繁的进食可能导致了这种效应。Morgan和Tromborg[1]认为，笼子清洁可能对圈养动物造成压力。关于两栖动物的此类影响的研究很少，但有一些研究提供了证据，支持某些爬行动物和其他类群中存在由饲养引起的压力反应[57,58,59]。在这项研究中，与栖息地清洁日相比，蝾螈在水柱顶部的时间显著更多。Pramuk和Gagliardo[10]认为，两栖动物可能比鱼类对水质和量的变化更加敏感。因此，与水质变化相关的在水柱顶部的使用减少可能表明这些完全水生的蝾螈倾向于避免与栖息地清洁相关的刺激。然而，需要进一步的研究来确定这是否是因果关系，以及这是否表明栖息地清洁对蝾螈来说是厌恶的。栖息地清洁也对活动指标（包括探索游动行为）没有影响。一般来说，从行为观察中得出的关于福利的结论应谨慎对待[60]。例如，不活动可以在不同的背景下观察到，并可能与不同的情感状态相关[61–62]。此外，与压力反应相关的激素增加与两栖动物行为的下调有关[63–64]。许多两栖动物物种都高度静止，这可能使研究人员难以区分个体的正常和不正常的不活动水平。Augustine等人[65]发现，频繁的栖息地清洁对Wagner’s vipers（Montivipera wagneri）的活动指标（即运动行为）没有影响。他们认为这些蝰蛇的自然历史可能导致了对压力更不明显的行为反应的选择[65]。对于日本巨型蝾螈来说也是如此，它们与Wagner’s vipers有许多共同的生活史特征，包括隐蔽倾向、相对较低的代谢率和伏击捕食策略[29, 65]。4.3 挑战和未来方向 大多数两栖动物物种，包括JGS，都是夜行性的，这使得收集行为数据变得具有挑战性[10]。对动物园内物种的研究通常在白天工作时间进行；然而，将研究证据的收集限制在白天可能会产生偏倚的结果，无法准确反映动物的时间预算[38, 66]。在我们的研究中，数据仅是在白天收集的。因此，我们的数据没有完全反映更新后的栖息地设计对蝾螈空间使用和行为的影响。提供的观察数据提供了一个白天的基线，而不是全面的活动预算。许多关于夜间爬行动物的研究使用了视频录制系统来捕捉行为，确保数据收集覆盖24小时的时间跨度[67,68,69]。一些机构在动物园围栏中使用了反向照明，改善了白天工作时间对夜间物种的行为观察的可行性[10, 38, 70]，也提高了动物园游客的可见性。由于建设扩展的意外延迟，改造前后的观察间隔了相当长的时间。由于数据收集发生在不同时间，可能没有控制影响活动、移动和社交行为的季节性因素。这限制了我们数据的研究范围，使得难以区分季节性因素和栖息地对JGS行为和空间使用的影响。光在调节日常和季节性节律方面起着至关重要的作用，影响动物的行为和生理模式[71]。夜行性物种对环境刺激的变化非常敏感，包括光的强度和方向[70]。新栖息地的光周期受到自然照明和季节性管理变化的影响，但在原始栖息地和幕后空间中没有控制。由于对光照制度的控制不足，以及改造前后的数据收集时间存在季节性差异，很难确定光周期变化对蝾螈行为的影响。同样，也难以确定蝾螈在多大程度上是对环境线索的行为反应或对季节性变化的感知，特别是我们从未观察到它们的繁殖行为或繁殖活动。应该进行更多的研究来评估圈养环境中的照明设计对日本巨型蝾螈（JGS）行为的影响。未来的研究还可以应用Brando和Buchanan-Smith [38] 提出的24/7福利框架，该框架考虑了物种的自然历史和生命周期等因素，并在评估福利时考虑了动物环境的自然变化（即随时间的变化）。
4.4 栖息地复杂性
有人认为，增加栖息地的复杂性可以减少动物隐藏的时间 [17] 并促进自然行为 [72]，这已经在其他爬行动物物种中观察到。Hoehfurtner等人 [19] 发现，在富集的栖息地中，圈养的玉米蛇花费更多时间躲藏或躺在基质上，而非富集的蛇则大部分时间躲在基质下方。在一项关于圈养的马达加斯加巨型猪鼻蛇的研究中，生活在改良栖息地中的个体暴露在外的时间几乎是未改良栖息地中的两倍 [6]。然而，与日本巨型蝾螈不同，这两种蛇都不是伏击型捕食者。这些日本巨型蝾螈不吃活猎物，因此它们目前的饮食可能无法有效引发伏击捕食行为 [73]。尽管栖息地复杂性增加了，但这些天生的本能可能仍然导致了它们更多的隐藏时间。增加的藏身处空间可能会增加自然行为模式，表现为更多的隐藏行为。提供藏身之处被认为可以提高伏击型捕食者捕捉猎物的能力 [74]。James和Heck Jr [75] 发现，被提供人工海草的条纹海马（Hippocampus erectus）会采用其典型的待伏式觅食策略，而在较简单环境中生活的海马则不会。虽然提供藏身之处可以帮助捕食者躲避猎物，但也可能限制它们发现、追踪和捕捉猎物的能力 [76]。是否为像日本巨型蝾螈这样的捕食者提供能够进行某种程度捕食行为的结构是有益的，这仍有待研究。
4.5 庇护所设计的影响
为动物提供选择机会可以提高它们对环境的控制感，有些物种更倾向于有多种选择 [12]。个体需求和偏好也会随时间变化，即使资源未被积极使用，提供选择机会仍然是有价值的 [12, 72, 77]。提供多种类型的庇护所可以满足圈养个体的多样性需求，使它们能够在任何时候找到最适合其心理或生理需求的空间，同时提供保护 [78–79]。已知隐鳃类动物会在多种地方寻找庇护所，包括洞穴、孔洞或岩石下 [29, 31]。在野外和圈养环境中，成年蝾螈更喜欢黑暗且封闭良好的空间，只有一个入口 [29–30, 80]。然而，蝾螈也可能使用其他不太封闭的结构作为庇护所，这些结构提供的保护可能不如洞穴或隧道。对于圈养的日本巨型蝾螈，建议提供洞穴、悬垂物或类似的结构作为庇护所 [10, 81]。在本研究中，扩大“洞穴九”后，其使用频率显著增加。同样，在改造后，使用小角落或浅悬垂物的频率也显著增加。因此，这表明为圈养个体提供多种类型的庇护所有其价值。鉴于观察到的洞穴使用频率在扩建后的增加，以及广泛报道的圈养和野生日本巨型蝾螈种群中使用类似洞穴的结构作为庇护所和繁殖场所 [29,30,31, 80]，我们建议未来的研究应特别关注为日本巨型蝾螈提供繁殖用的巢穴及其设计。
日本巨型蝾螈是一种典型的领地性物种，雄性之间经常会发生争斗，有时甚至会导致受伤或死亡 [29, 35, 82]。这些互动通常是由于领地主人保护洞穴或特定区域免受其他雄性或不接受交配的雌性的侵入 [34–35]。在圈养的日本巨型蝾螈中也观察到了类似的行为 [35]，但也有报道称某些圈养群体中没有观察到争斗行为 [31]。在本研究中，我们既没有观察到争斗行为也没有繁殖行为。此外，截至2022年，通过对动物的超声波检查发现雌性处于不同发育阶段的卵以及雄性的睾丸活动，但没有成功的繁殖记录。2022年栖息地改造后，观察到它们在彼此身体长度范围内停留的时间显著增加。由于观察期间记录到的社会行为较为罕见，可以推断尽管个体之间经常接近，但争斗行为极少发生，甚至可能从未发生。然而，这种行为数据是通过单点观察收集的，这种方法的一个局限性是难以捕捉到不频繁发生或持续时间短暂的行为事件 [49]。动物护理人员记录的饲养笔记中提到有一只名叫Helga的个体有咬伤痕迹，表明至少有一次争斗行为发生在观察期之外。因此，虽然争斗行为可能不频繁发生，但确实存在。另外，考虑到这些个体共同生活了数十年，包括关键的成熟阶段，它们的社会关系可能并未受到这些环境变化的影响。
多个日本巨型蝾螈共享一个避难所的情况并不罕见 [81]。我们的数据支持这一现象——尽管有多种洞穴和庇护所可供选择，但这些蝾螈经常选择在同一洞穴或庇护所区域休息。在其他隐鳃类动物中也观察到了类似的行为 [68, 80]。在一项关于圈养的奥扎克地狱蝾螈（Cryptobranchus alleganiensis bishopi）的研究中，研究人员发现个体经常共享避难所、覆盖物和巢箱；然而，这种行为仅限于非繁殖季节，在繁殖期间则会出现排他性的栖息和攻击性互动 [68]。鉴于圈养环境的社交和物理限制，捍卫交配机会或后代的适应性奖励可能超过了在限制环境中进行攻击性行为的后果。在本研究中，没有观察到繁殖行为、繁殖或符合物种特征的领地行为。
尽管多种庇护所的结合使用表明了它们的价值，但我们不能假设这表示这些蝾螈偏爱能够容纳多个个体的藏身处，或者认为这样的空间完全改善了它们的福利。在本研究中，只有两个洞穴为五只蝾螈进行了改造。因此，我们无法确定这些蝾螈是否更喜欢一起避难，或者它们是否会放弃单独的庇护所以获得更理想的场所。Melfi [83] 认为，如果动物被提供一组资源，但更倾向于另一种缺失的资源，那么它们对这种资源的偏好就无法得到充分体现。需要进一步的研究来评估这种偏好的存在。
4.6 栖息地设计对空间利用的影响
我们发现，在原始栖息地和新的栖息地之间，雌性的空间利用没有显著差异；在新栖息地中，添加雌性前后雄性的空间利用也没有显著差异。尽管所有五只蝾螈的空间利用看起来相对相似，但我们预计雄性在“幕后”栖息地和新栖息地之间的空间利用会有显著变化。先前的研究发现，性别和交配系统等生物学特征会影响空间利用 [84]。遗憾的是，我们无法对此进行评估。通过SPI测量的空间利用变化在改造前后并没有显著差异。然而，对于伏击型捕食者来说，我们不一定期望看到更加均匀的空间利用分布。
先前的研究发现，性别和交配系统等生物学特征会影响空间利用 [84]。我们的数据显示，根据条件和性别的不同，蝾螈的空间利用存在显著差异。在本研究的第一阶段，我们发现雌性的总体SPI显著高于雄性，表明雄性蝾螈比雌性更均匀地利用栖息地空间。我们的发现与Zheng和Wang [85] 的结果一致，他们报告说中国巨型蝾螈的平均活动面积在雄性中更大。当性别在空间利用动机上存在差异时，生物学特征和空间利用之间可能会发生互动 [84]。例如，在多配偶制物种中，雄性利用空间的动机包括接近雌性和保卫领地，而雌性的动机则是获取食物和其他资源 [84, 86–87]。因此，多配偶制物种中的雄性往往表现出更大的空间利用。日本巨型蝾螈是多配偶制的 [88]，雄性会保卫领地以追求繁殖和照顾后代 [34]。由于缺乏关于社交和繁殖行为的观察，我们无法确定雄性增加的栖息地使用是否代表它们寻找配偶和保护繁殖资源的动机。然而，这可能表明性别对环境资源的重视程度存在差异，这一点值得进一步探讨。
5 结论
尽管之前的研究已经评估了圈养环境中日本巨型蝾螈的行为 [31, 35, 37, 89]，但没有研究同一批个体在不同环境中的行为和空间利用。本研究也是首批探讨饲养变量（如栖息地清洁和食物供应）与圈养日本巨型蝾螈行为之间相互作用的众多研究之一。这里提供的信息有助于逐步积累关于圈养条件对两栖动物福利相关行为影响的知识。我们的结果表明，一些饲养实践（如栖息地清洁和水质更换）可能会影响日本巨型蝾螈的行为，这一点需要进一步研究。我们的数据还捕捉到了这些蝾螈在圈养条件下的日间行为模式，这可以为制定针对该物种的特定饲养指南提供依据。然而，本研究缺乏关于这种主要夜间活动的物种的夜间行为数据；这样的观察对于建立日本巨型蝾螈的适当护理实践是必要的。尽管本研究存在局限，但它仍然有助于了解日本巨型蝾螈的行为，并强调了适合物种特征的、仿自然环境的的重要性。栖息地改造后扩展洞穴使用的增加表明它们更喜欢较大的封闭空间。然而，还需要进一步研究其他类型庇护所的使用情况，以验证这种偏好的存在。最后，多种类型庇护所（如洞穴、小角落、浅悬垂物）的更多使用表明为圈养日本巨型蝾螈提供多种选择是有价值的。因此，我们建议为圈养的日本巨型蝾螈提供多种类型的避难所。此外，这也是首批研究生物学性别如何影响一组圈养巨型蝾螈空间利用的研究之一。其他作者也在不同物种中进行了类似的比较 [84, 90–91]，但据我们所知，尚未有研究在隐鳃类动物中进行过此类探讨。这里收集的空间利用数据为未来研究提供了起点，这些研究可能对巨型蝾螈及类似物种的现代栖息地设计具有重要作用。
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