金錢(qián)豹個(gè)體識(shí)別與保護(hù)措施研究

劉佳影

（山西沃成生態(tài)環(huán)境研究所，山西 太原 030006）

金錢(qián)豹是國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物，屬于珍稀瀕危物種。山西是中國(guó)金錢(qián)豹的主要分布省份之一。由于長(zhǎng)期過(guò)度獵捕、棲息地破壞、種群過(guò)小且相互隔離導(dǎo)致了金錢(qián)豹數(shù)量稀少，因此保護(hù)工作引起了國(guó)家和社會(huì)越來(lái)越多的重視，并開(kāi)展了一系列的大量的科學(xué)研究。本研究以山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)金錢(qián)豹種群數(shù)量及分布調(diào)查為例，分析保護(hù)區(qū)內(nèi)金錢(qián)豹資源現(xiàn)狀，以期為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和保護(hù)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于東經(jīng)111°51′10″～112°31′35″、北緯 35°16′30″～35°27′20″之間，東西長(zhǎng)約23km，南北寬約20km，面積24 200hm2，大部分位于山西垣曲縣境內(nèi)，主要保護(hù)對(duì)象為森林生態(tài)系統(tǒng)及金錢(qián)豹、金雕等野生動(dòng)物。

1.2 研究方法

金錢(qián)豹種群活動(dòng)區(qū)域廣闊，且行動(dòng)較為隱蔽，難以進(jìn)行直接的觀察統(tǒng)計(jì)，因而在金錢(qián)豹調(diào)查監(jiān)測(cè)中普遍采用紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)，是使用紅外感應(yīng)設(shè)備在無(wú)人在場(chǎng)操作的情況下，自動(dòng)拍攝野生動(dòng)物的靜態(tài)照片或動(dòng)態(tài)影像的技術(shù)與方法，間接獲取金錢(qián)豹種群的相關(guān)信息，進(jìn)一步通過(guò)“標(biāo)記—重捕”方法使用紅外影像以及動(dòng)物自身可識(shí)別特征區(qū)分個(gè)體，再通過(guò)照片辨別出重捕個(gè)體，最終估算調(diào)查區(qū)域內(nèi)金錢(qián)豹的種群數(shù)量。

2 個(gè)體識(shí)別技術(shù)

目前，用于金錢(qián)豹個(gè)體識(shí)別的技術(shù)主要有：①花紋識(shí)別，通過(guò)自動(dòng)觸發(fā)相機(jī)拍到視頻、照片識(shí)別金錢(qián)豹花紋特征來(lái)識(shí)別個(gè)體；②足跡識(shí)別，通過(guò)提取金錢(qián)豹足跡的形狀特征數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析辨別個(gè)體；③DNA識(shí)別，從毛發(fā)、糞便等遺傳材料中提取DNA進(jìn)行分析識(shí)別金錢(qián)豹個(gè)體等個(gè)體識(shí)別方法。以下以調(diào)查區(qū)域內(nèi)的金錢(qián)豹作為對(duì)象，詳細(xì)介紹花紋識(shí)別技術(shù)。

2.1 花紋識(shí)別

金錢(qián)豹等是具有體側(cè)花紋的動(dòng)物，每個(gè)個(gè)體身體上的花紋圖形都是獨(dú)一無(wú)二的，如同人類(lèi)的指紋，因而可以利用動(dòng)物個(gè)體花紋的惟一性來(lái)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別，從而精確得出紅外相機(jī)拍攝到的金錢(qián)豹個(gè)體數(shù)量。金錢(qián)豹的花紋是其體表的主要特征，其體側(cè)中部、頭部、后肢外側(cè)以及尾部花紋都具有很大的個(gè)體差異性，十分適合進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。

目前，關(guān)于動(dòng)物體側(cè)花紋識(shí)別軟件比較成熟的有Extract Compare模型，該模型通過(guò)擬和動(dòng)物不同的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)得到動(dòng)物體側(cè)花紋的平整圖形，然后根據(jù)提取花紋的相對(duì)位置提取圖形信息，并建立基于Access的數(shù)據(jù)庫(kù)。該模型有一定局限性，對(duì)于金錢(qián)豹而言花紋會(huì)隨其運(yùn)動(dòng)而有所變形，利用軟件識(shí)別準(zhǔn)確性較低。因此，金錢(qián)豹花紋識(shí)別通常還需人眼目視識(shí)別。本研究在整理分析大量紅外相機(jī)觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)花紋比對(duì)，對(duì)相同個(gè)體進(jìn)行識(shí)別。為同一只金錢(qián)豹個(gè)體拍攝到的不同影像照片，通過(guò)對(duì)兩張照片中局部花紋的對(duì)比，確認(rèn)兩只是否為同一只。

3 結(jié)果與分析

“標(biāo)記－重捕”分析將捕獲到的時(shí)間相同身體部位的每張照片同其他的進(jìn)行比對(duì)。創(chuàng)建矩陣以確保完成所有的比對(duì)。紅外相機(jī)拍攝到的影像通常為金錢(qián)豹身體的部分花紋，因此其個(gè)體識(shí)別時(shí)很難通過(guò)整個(gè)身體的花紋來(lái)判斷，識(shí)別時(shí)通常集中分析其個(gè)體側(cè)面的某一部位，找出具有明顯特征的區(qū)域，比如有特殊形狀的成片花紋。從金錢(qián)豹拍攝到的身體比例，判斷成年與否。根據(jù)“標(biāo)記-重捕”方法統(tǒng)計(jì)得出分布于歷山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的金錢(qián)豹共有24只。表1為拍攝頻率較高的5只金錢(qián)豹個(gè)體的詳細(xì)信息，以LS_LEO_01號(hào)金錢(qián)豹為例，紅外相機(jī)拍攝時(shí)間為2014年，拍攝到該金錢(qián)豹個(gè)體的影像數(shù)據(jù)為13段，性別為雄性，影像包含頭部、左側(cè)、右側(cè)和后部。

表1 歷山自然保護(hù)區(qū)金錢(qián)豹個(gè)體信息

4 問(wèn)題及保護(hù)措施

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，歷山自然保護(hù)區(qū)金錢(qián)豹數(shù)量較少，生境面積較小且破碎化嚴(yán)重，限制了金錢(qián)豹的遷徙，影響到取食、飲水、休息等正?；顒?dòng)，使其種群處在瀕危狀態(tài)下，繁殖力和遺傳多樣性也正在降低。

4.1 存在問(wèn)題

4.1.1 食物短缺

食物短缺是影響金錢(qián)豹種群數(shù)量的重要原因，金錢(qián)豹的主要獵食對(duì)象有野豬、草兔、原麝等，冬季寒冷且時(shí)間較長(zhǎng)，金錢(qián)豹食物數(shù)量下降，尤其是大雪封山后，覓食難度更大，生存更為艱難，因而襲擊家畜事件偶有發(fā)生。

4.1.2 生境破碎化

采伐、筑路、運(yùn)輸、開(kāi)礦等人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致金錢(qián)豹生境破碎化。生境破碎化使金錢(qián)豹棲息地面積急劇減小，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，影響到金錢(qián)豹的基本正?；顒?dòng)，造成種群隔離，是其資源量銳減的根本原因。

4.1.3 近親繁殖

近親繁殖是造成金錢(qián)豹資源下降的內(nèi)在因素，野生動(dòng)物資源的增長(zhǎng)與下降與其種群大小有關(guān)。金錢(qián)豹生境分布區(qū)呈島嶼狀，這種狀況極大地限制了種群個(gè)體之間基因的交流，導(dǎo)致近親繁殖，提高了有害及退化基因積累的速率，容易造成種群基因庫(kù)的遺傳漂變，從而影響其種群的穩(wěn)定和增長(zhǎng)。

4.2 保護(hù)管理建議

4.2.1 保護(hù)現(xiàn)有的金錢(qián)豹資源

為了扭轉(zhuǎn)金錢(qián)豹資源的危機(jī)狀況，應(yīng)當(dāng)把保護(hù)金錢(qián)豹現(xiàn)有資源作為重點(diǎn)，采取一系列的措施來(lái)保護(hù)現(xiàn)有的金錢(qián)豹資源。第一，增加金錢(qián)豹食物來(lái)源。食物是影響金錢(qián)豹種群數(shù)量的關(guān)鍵因素，食物短缺將會(huì)給其生存帶來(lái)嚴(yán)重挑戰(zhàn)，冬季食物短缺時(shí)在金錢(qián)豹經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域范圍內(nèi)投遞食物，以提高其生存能力。第二，棲息地保護(hù)。棲息地是金錢(qián)豹賴(lài)以生存的基本場(chǎng)所，而由人類(lèi)活動(dòng)造成的生態(tài)破壞，使得金錢(qián)豹棲息地生境破碎化有所加劇，應(yīng)當(dāng)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)充分考慮野生動(dòng)物的棲息地保護(hù)，盡可能地減小經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)棲息地的影響。第三，建立金錢(qián)豹不同種群之間的廊道。為了更好地保護(hù)金錢(qián)豹種群及其棲息地，盡可能使多個(gè)金錢(qián)豹保護(hù)區(qū)連接成更大的保護(hù)區(qū)群，選擇有金錢(qián)豹分布的自然保護(hù)區(qū)以及周邊能夠結(jié)合的區(qū)域，適時(shí)建立金錢(qián)豹保護(hù)區(qū)走廊帶，使金錢(qián)豹個(gè)體能夠有通道自由跨越河流、公路等到達(dá)另一個(gè)金錢(qián)豹棲息地，以便于其個(gè)體能夠進(jìn)行基因交流。

4.2.2 建立建全全省金錢(qián)豹資源監(jiān)測(cè)體系

在金錢(qián)豹分布區(qū)，特別是活動(dòng)頻繁地段，設(shè)定固定監(jiān)測(cè)區(qū)域，定期監(jiān)測(cè)該區(qū)域內(nèi)數(shù)量變化，以評(píng)估該區(qū)域金錢(qián)豹保護(hù)效果。實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題制定有利于棲息地保護(hù)、個(gè)體救護(hù)等有效的措施，以便科學(xué)保護(hù)管理該珍稀物種資源。

[1]李 晟，王大軍等.紅外相機(jī)技術(shù)在我國(guó)野生動(dòng)物研究與保護(hù)中的應(yīng)用與前景[J].生物多樣性，2014，22（6）：685-695.

[2]武 晶，劉志民.生境破碎化對(duì)生物多樣性的影響研究綜述[J].生態(tài)學(xué)雜志，2014，33（7）：1946-1952.