紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物研究與保護(hù)中應(yīng)用的實(shí)踐分析

蘭勇 黎杰俊 吳毛山 方平福 周柏楊 戴宇菁

摘要：探討紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物研究中的應(yīng)用及紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物保護(hù)中的應(yīng)用，為野生動物普查及珍稀動物保護(hù)提供幫助。

關(guān)鍵詞：紅外相機(jī)技術(shù);野生動物;研究;保護(hù)

中圖分類號：X176 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：This paper discusses the application of infrared camera technology in the study of wildlife in China and the application of infrared camera technology in the protection of wildlife in China，and provides assistance for the general survey of wild animals and the protection of rare animals.

Key words：Infrared Camera technology;Wildlife;Research;Protection

野生動物研究過程中紅外相機(jī)技術(shù)發(fā)揮重要作用，該技術(shù)被稱為紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)及紅外相機(jī)觸發(fā)拍攝技術(shù)，在紅外感應(yīng)設(shè)備的作用下實(shí)現(xiàn)野生動物的靜態(tài)或者動態(tài)影像拍攝。該技術(shù)的核心裝置為紅外/熱傳感器。根據(jù)紅外傳感器工作機(jī)制，能將紅外相機(jī)分為被動式及主動式。一般情況下，廣義紅外相機(jī)技術(shù)具有相機(jī)數(shù)據(jù)分析功能及模型、原理框架。紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物研究與保護(hù)過程中與國外基本一致，該技術(shù)與傳統(tǒng)生物多樣性監(jiān)測技術(shù)結(jié)合，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的大中獸類監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為我國野生動物研究及保護(hù)提供有力的支持。對此，本文對紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物研究與保護(hù)中應(yīng)用的實(shí)踐展開分析。

1 紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物研究中的應(yīng)用

1.1 野生動物本底調(diào)查

紅外相機(jī)具有隱蔽性能適應(yīng)探測活動，觀察野生活動的動態(tài)。但我國在前期的調(diào)查中數(shù)據(jù)存在缺陷，對野生動物本地資源調(diào)查不夠清晰，研究人員對地區(qū)野生動物組成的相關(guān)信息了解程度不足。因此，紅外相機(jī)技術(shù)在應(yīng)用探測及記錄珍稀野生動物中具有重要價值，比如，監(jiān)測荒漠貓及華南虎、雪豹、遠(yuǎn)東豹等，該技術(shù)還能監(jiān)測夜行性珍稀動物的活動情況。在近幾年，紅外相比被廣泛的應(yīng)用在自然保護(hù)區(qū)及偏遠(yuǎn)地區(qū)生物多樣性調(diào)查中，能有效記錄區(qū)域中的鳥類及獸類生活情況。不完全統(tǒng)計(jì)顯示，我國各個地區(qū)的紅外相機(jī)記錄獸類超過100種，鳥類150種，數(shù)據(jù)顯示紅外相機(jī)技術(shù)調(diào)查獸類及鳥類本底資源的價值。

1.2 動物行為學(xué)研究

紅外相機(jī)在野外活動中能持續(xù)24h工作，在野生動物行為學(xué)研究中，能評估小型食肉動物及有蹄類動物等活動情況。在特定的實(shí)踐對動物進(jìn)行監(jiān)測，能有效記錄動物活動強(qiáng)度，針對紅外相機(jī)照片拍攝概率能確定物種活動強(qiáng)度指數(shù)，對物種日常活動強(qiáng)度及規(guī)律進(jìn)行有效評估，對大型貓科動物領(lǐng)地標(biāo)記行為也能進(jìn)行研究。紅外相機(jī)被應(yīng)用在森林系統(tǒng)的食肉動物及食腐動物類別區(qū)分中及食肉動物的氣味標(biāo)記行為研究中，對記錄巢捕食行為具有重要意義。

1.3 種群參數(shù)評估

在種群數(shù)量及密度計(jì)算過程中，對動物種群數(shù)量及密度進(jìn)行評估是紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)。能根據(jù)動物體表特征進(jìn)行物種識別，紅外相機(jī)獲得數(shù)據(jù)能在標(biāo)記及重捕模型中應(yīng)用，通過專項(xiàng)數(shù)據(jù)分析軟件對物種的種群及密度進(jìn)行評估。在個體識別上能根據(jù)動物本身的特點(diǎn)，如貓科動物體表斑紋。也可在人為標(biāo)記上識別，比如，項(xiàng)圈及耳飾等。紅外相機(jī)能在自然特點(diǎn)的特體識別動物中應(yīng)用，在評估雪豹及東北虎動大型貓科動物中具有一定價值，并開發(fā)出空間標(biāo)記及重捕模型，對不同動物的個體調(diào)查位點(diǎn)及移動情況進(jìn)行分析，能在特定位置上增加探測到的概率。與傳統(tǒng)的非空間封閉種群模型及描述點(diǎn)模型結(jié)合，構(gòu)建等級模型，利用葉貝斯方法對模型輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)，準(zhǔn)確對物種密度進(jìn)行評估。在標(biāo)記及重捕模型中適用性物種類型有限，多數(shù)野生動物無個體特異性，無法通過影片識別。近幾年開發(fā)出一種基于運(yùn)動物體移動相機(jī)探測理論，對動物的移動速度及相機(jī)設(shè)置等進(jìn)行分析，通過氣體分子碰撞率模型對單體或者群體動物進(jìn)行監(jiān)測，能評估區(qū)域動物群體數(shù)量。在氣體分子碰撞率模型中對浙江古田山森林生態(tài)系統(tǒng)嚙齒類動物進(jìn)行監(jiān)測，取得一定效果，但是由于動物運(yùn)動模式較為復(fù)雜，該模式還存在一定的問題，現(xiàn)階段，急需一種新型的種類密度評估模式。

2 紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 保護(hù)區(qū)監(jiān)測

我國各級自然保護(hù)區(qū)及保護(hù)地作為維護(hù)生物多樣性的重要地區(qū)，對保護(hù)區(qū)中的動物進(jìn)行長期監(jiān)測，也是保護(hù)野生動物的一種方式。在大中野生動物棲息地通過保護(hù)及管理方法維持森林系統(tǒng)生物多樣性，在樣線調(diào)查過程中，統(tǒng)計(jì)數(shù)量及痕跡是傳統(tǒng)的動物監(jiān)測方法。紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物保護(hù)區(qū)監(jiān)測研究及保護(hù)管理中應(yīng)用，為野生動物保護(hù)提供全新的技術(shù)支撐。在荒漠生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)區(qū)中，紅外相機(jī)技術(shù)也發(fā)揮重要作用，研究人員在阿爾金山北坡的研究中，針對水源地使用紅外相機(jī)技術(shù)監(jiān)測，從而對動物物種進(jìn)行調(diào)查，獲得的數(shù)據(jù)及信息能為荒漠地區(qū)水資源管理提供條件。該技術(shù)與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，能為調(diào)查提供更加豐富及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，比如動物的出現(xiàn)時間及先后順序、社會結(jié)構(gòu)等。將紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)與傳統(tǒng)監(jiān)測方法整合，全新的監(jiān)測體系在工作效率及成本花費(fèi)潛力上均較高。在我國四川及陜西、吉林等地區(qū)，利用紅外相機(jī)監(jiān)測被納入到大中型野生動物系統(tǒng)監(jiān)測中，不只涉及單個保護(hù)區(qū)，還涉及相鄰的保護(hù)區(qū)，構(gòu)建區(qū)域性的系統(tǒng)監(jiān)督管理網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)的主管單位也在編寫地方性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)紅外相機(jī)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。

2.2 保護(hù)地管理

我國具有多樣的自然保護(hù)地，比如，國家公園、森林公園等，保護(hù)地管理過程中，紅外相機(jī)技術(shù)能獲得野生動物分布情況，通過建模及統(tǒng)計(jì)方法評估野生動物數(shù)量及分布狀態(tài)，觀察保護(hù)地的管理有效性。紅外相機(jī)能調(diào)查不同動物分布多維數(shù)據(jù)，對區(qū)域中的大中型獸類群落有效分析，評估物種的種群參數(shù)，判斷保護(hù)地保護(hù)行動的價值。通過標(biāo)準(zhǔn)化紅外相機(jī)調(diào)查對我國部分自然保護(hù)區(qū)大中獸類進(jìn)行取樣調(diào)查。結(jié)果顯示，保護(hù)地管理水平高低對動物棲息地占有率具有重要影響，大中型獸類群落能作為評估管理成效的有效標(biāo)準(zhǔn)。隨著紅外相機(jī)技術(shù)在保護(hù)地的有效監(jiān)測，能觀察其應(yīng)用范圍也在不斷拓展。

2.3 尺度生物多樣性觀察

我國建立起大尺度紅外相機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，比如，西南地區(qū)的大中型獸類監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，東北地區(qū)的大型貓科動物及獵物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等。通過這些監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對生物多樣性的有效監(jiān)控，為大中獸類及鳥類多樣性現(xiàn)狀進(jìn)行評估，提供豐富的數(shù)據(jù)及信息。紅外相機(jī)技術(shù)成為野生動物研究及保護(hù)的有效工具，在實(shí)踐中的價值不斷凸顯，在自然保護(hù)區(qū)及林場科研院等單位均能應(yīng)用，隨著技術(shù)的不斷普及，多數(shù)單位及使用人員在設(shè)計(jì)方法及調(diào)查過程等進(jìn)行革新，舉辦一系列的研討會，對該技術(shù)的推廣使用發(fā)揮重要價值。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國野生動物監(jiān)測研究取得顯著的成果，為有效獲取野生動物的相關(guān)數(shù)據(jù)，還需強(qiáng)化紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，與傳統(tǒng)的監(jiān)測手段有效結(jié)合，探究野生動物在群落的成長情況及動物群落維持結(jié)構(gòu)等問題，構(gòu)建我國野生動物紅外線監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)記長期的計(jì)劃，對技術(shù)培訓(xùn)及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為提升我國生物學(xué)及生態(tài)學(xué)水平提供幫助。

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收稿日期：2019-10-14

作者簡介：蘭勇（1984-），男，漢族，大學(xué)本科，林業(yè)助工，研究方向?yàn)榱謽I(yè)自然保護(hù)。