基于紅外相機技術(shù)對九寨溝濕地保護區(qū)水獺夏秋季活動的初步研究

任錦海 張躍 出塔 肖維陽

(九寨溝國家級自然保護區(qū)管理局，四川 九寨溝 623402)

水獺屬于國家Ⅱ級重點保護動物，是河流生態(tài)系統(tǒng)的旗艦物種和頂級捕食者。分布在我國的水獺共有3種，分別是歐亞水獺(Lutra lutra)、亞洲小爪水獺(Aonyx cinereus)和江獺(Lutrogale perspicillata)(雷偉等, 2008; 李飛等, 2017)。長期以來，水獺因民間藥用和服飾需求而遭到捕殺。例如，在《本草綱目》等中醫(yī)藥典中有對水獺各部藥性、主治、用法等描述的獨立章節(jié)；水獺也是藏區(qū)藏藥重要的名貴藥材，特別是水獺皮服飾在藏地已有兩千多年的歷史。有藏族諺語云：“滾龍緞子做衣裳，沒有水獺皮鑲邊子不成樣(耿英春,2011)”。由于生境破壞和人類不合理的生產(chǎn)生活方式等原因，水獺的種群數(shù)量不斷減少，甚至多年不見其蹤影。水獺已列入《世界自然保護聯(lián)盟》(IUCN)2015年瀕危物種紅色名錄近危(NT)物種。近年來，隨著我國生態(tài)文明建設的發(fā)展，各地生態(tài)保護力度的加大，人們環(huán)保意識的提高，水獺種群得到了恢復。紅外觸發(fā)相機技術(shù)在野生動物監(jiān)測上的應用使得水獺又開始逐漸進入到人們的視野，各保護地不斷傳來水獺活動監(jiān)測成果(楊蕾等, 2013; 李飛等,2017; 呂江等, 2018; 唐卓等, 2019)。研究水獺的分布、種群數(shù)量及活動節(jié)律，對該物種的保護具有重要意義。

根據(jù)九寨溝2002—2004年“本底資源綜合考察報告”成果，保護區(qū)分布的水獺為歐亞水獺，以下簡稱水獺。水獺作為頂級獵食者，處在食物鏈的最頂端，主要以魚類為食，也兼食昆蟲、兩棲類、爬行類和小型獸類(趙凱輝等, 2018)。由于水獺生性膽小，行動神秘，而且長期生活在水中或水體區(qū)域附近，很難被人發(fā)現(xiàn)。景區(qū)老百姓特別是1970年之后出生的本地人和游客基本上無緣認識這個水體中的旗艦物種。為了解九寨溝水獺的活動規(guī)律，收集更多的水獺影像資料，研究團隊于2019年6—11月利用紅外觸發(fā)相機對九寨溝自然保護區(qū)樹正溝的水獺開展了監(jiān)測，以期能為整個保護區(qū)的水獺監(jiān)測、研究提供經(jīng)驗，為保護區(qū)對該物種的保護管理、景區(qū)環(huán)境教育等提供科研數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)概況

九寨溝國家級自然保護區(qū)地處青藏高原向四川盆地陡跌的過渡地帶,位于四川省阿壩藏族羌族自治州境內(nèi),地理坐標103°46′～104°05′E，32°55′～ 33°16′N,總面積 64 293.7 hm2，海拔1 996～4 764 m。近10年來，該區(qū)年平均氣溫為6.5℃，極端最低氣溫1月溫度為-19.1℃；極端最高氣溫7月溫度為33.7℃；年均降水量681 mm，主要集中在5—10月(肖維陽等,2015)。據(jù)九寨溝本底調(diào)查顯示，保護區(qū)有脊椎動物310種，包括魚類2種、兩棲類6種、爬行類4種、鳥類222種和獸類76種，水獺也有分布。豐富的水資源，穩(wěn)定的水循環(huán)系統(tǒng)，湖、瀑、溪、泉等多形態(tài)的水域環(huán)境為水獺提供了良好的生境條件。

2 研究方法

2.1 紅外觸發(fā)相機點位設置及安裝

本次研究共投入4臺紅外觸發(fā)相機，其型號為美國博BUSHNELL 119776C。監(jiān)測區(qū)域選擇在九寨溝保護區(qū)內(nèi)的樹正溝水域附近，海拔2 161～2 263 m(圖1)。相機固定在大樹上，位置距離地面10～60 cm；根據(jù)地勢情況、相機與水獺可能出現(xiàn)的區(qū)域位置關(guān)系等因素，對相機狀態(tài)采用基本與地面平行(邱寶鴻等, 2017)或向下適度傾角；鏡頭朝向岸邊或水體中的塊石、枯木等位置。根據(jù)以往經(jīng)驗，九寨溝水獺具有上岸停留時間較短，便匆匆離去的活動特點，獲取高質(zhì)量的照片難度較大，故相機設置為視頻拍攝。視頻拍攝長度為15 s，感應間隔時間為“1 s”；為減少風和水波的干擾，靈敏度設置為低；相機全天24 h工作。間隔1個月重返現(xiàn)場更換內(nèi)存卡和電池。

2.2 數(shù)據(jù)采集、處理與分析

相機放置后,記錄監(jiān)測點的GPS信息和周圍的環(huán)境特征描述，包括植被類型，周圍有無塊石、倒木、孔洞、離水體距離等，以及有無水獺可疑痕跡(糞便，食跡、伏草等)，是否有獸徑等動物活動信息。監(jiān)測點A海拔2 263 m，與湖泊相連，岸邊有巖石形成的洞穴，有靜態(tài)水；水中有突出于水面的塊石；湖泊中有伏草，針闊混交林,塊石上有糞便。監(jiān)測點B海拔2 263 m，靠近湖泊,距離湖泊10 m，岸邊有巖石形成的洞穴，無水；針闊混交林；有糞便。監(jiān)測點C海拔2 179 m，與湖泊相連，湖泊周邊有草叢，岸邊有巖石形成的洞穴，有流水；針闊混交林，塊石上有糞便。監(jiān)測點D海拔2 161 m，湖中孤島上，島上有低矮灌木，無塊石；灌木叢中有糞便。

1 h內(nèi)同一相機中含同種個體的相鄰有效視頻記為1次獨立有效探測(邱寶鴻等, 2017；唐卓等,2017; 劉邦友等, 2019)。1臺紅外相機持續(xù)正常工作24 h記為1個相機工作日。季節(jié)按照通用方法劃分(熊光潔等, 2012)，定義3-5月為春季, 6-8月為夏季,9-11月為秋季, 12月至翌年2月為冬季；時間段劃分是按照古代時辰劃分為子(23— 1時)、丑 (1— 3時 )、寅 (3— 5時 )、卯 (5— 7時 )、辰(7— 9時 )、巳 (9— 11時 )、午 (11— 13時 )、未(13— 15時)、申(15— 17時)、酉(17— 19時)、戌 (19— 21時 )、亥 (21— 23時 )十二時辰 (劉云翔, 1995)。提取獨立有效視頻中水獺出現(xiàn)的時間、地點、環(huán)境特征等數(shù)據(jù)錄入Excel表格中，利用 SPSS 和Excel軟件處理、分析數(shù)據(jù)。相對多度指數(shù)(Relative abundance index, RAI)數(shù)值的高低與動物種群數(shù)量之間存在正相關(guān)的函數(shù)關(guān)系，本文通過計算相對多度指數(shù)以了解樹正溝水獺種群狀況。

圖1 水獺監(jiān)測點位置圖Fig.1 Location of otter monitoring points

相對多度指數(shù)(RAI)計算公式為：

RAI=(A/N)×1000

式中：RAI為水獺的相對多度；A為水獺的有效探測次數(shù)；N代表總相機工作日。

3 結(jié)果與分析

3.1 九寨溝水獺種群監(jiān)測

4個點相機累計782個工作日，動物有效探測次數(shù)為452次，其中水獺有效探測次數(shù)為41次，其他獸類261次、鳥類150次。獸類主要是以大耳姬鼠(Apodemus latronum)、巖松鼠(Sciurotamias davidanus)等嚙齒目動物為主，鳥類主要是以褐河烏(Cinclus Pallasii)、紅尾水鴝(Rhyacornis fuliginosus)等水鳥為主。水獺相對多度指數(shù)為52.43，A、B、C、D 4個點均多次拍攝到了水獺活動視頻，說明九寨溝保護區(qū)具有穩(wěn)定的水獺種群資源 (圖2)。

單因素方差分析結(jié)果表明，不同監(jiān)測點水獺拍攝間隔時間呈極顯著差異(P＜0.01)(表1)，不同監(jiān)測點水獺活動強度不同，以監(jiān)測點C拍攝間隔時間最短，平均值為7.47 d,其次依次為B、D、A；夏秋季水獺拍攝間隔時間為0.06—65 d,平均為12.07 d,較四川臥龍國家級自然保護區(qū)拍攝間隔時間略短，臥龍保護區(qū)拍攝間隔時間平均值為12.75 d(唐卓等, 2019)。監(jiān)測點C水獺出現(xiàn)頻率最高，頻率達63.41%。

圖2 紅外相機拍攝到的水獺Fig.2 Otter filmed by infrared camera

表1 各監(jiān)測點水獺活動強度差異性分析Table 1 Analysis on diあerence of Otter activity intensity at monitord point

3.2 九寨溝水獺夏秋季活動節(jié)律

夏季在A、B、C、D 4個監(jiān)測點記錄到水獺的有效探測次數(shù)分別為2、4、9和3次，秋季在4個監(jiān)測點的有效探測次數(shù)依次為3、3、17和0次。經(jīng)分析，九寨溝水獺的活動強度在夏季和秋季沒有顯著差異(P＞0.05, n=4)。在水獺有效探測次數(shù)41次中，秋季出現(xiàn)23次，所占比例為56.1%；夏季出現(xiàn)18次，所占比例為43.9%，秋季活動強度略高于夏季。

3.3 九寨溝水獺日活動節(jié)律

動物活動強度與被相機拍攝到的概率呈正相關(guān)。某一時段內(nèi)的相對活動強度越高，說明動物在此時段內(nèi)更加活躍(劉冬志等, 2015)。從晝夜角度分析，水獺夜間(20時至次日08時)出現(xiàn)次數(shù)占比為72%，白天(08—20時)出現(xiàn)次數(shù)占比為28%，且白天中的傍晚(16—20時)水獺出現(xiàn)次數(shù)占比達52%(圖3)。從時辰角度分析，第1個活動高峰出現(xiàn)在寅時—辰時，24次，占比為59.5%,其中卯時最為活躍，次數(shù)達14次；第2個活動高峰出現(xiàn)在酉時—戌時，9次，占比為21.5%，其他時辰總和為8次(圖4)。從時刻角度分析，除02時、11—12時、14—16時出現(xiàn)的次數(shù)為0次外，其他時間均有出現(xiàn)活動記錄，其中以06時最為活躍，出現(xiàn)次數(shù)為10次，占比達24.4%。九寨溝水獺的日活動節(jié)律呈雙峰型，以晨昏活動為主(圖3)。

3.4 九寨溝水獺的獨居生活

圖3 九寨溝水獺夏秋日活動節(jié)律時刻圖Fig.3 Summer and autumn activity rhythm of otter in Jiuzhaigou

圖4 九寨溝水獺夏秋日活動節(jié)律時段圖Fig.4 Summer and autumn activity rhythm of otter in Jiuzhaigou(hour chart)

九寨溝水獺表現(xiàn)出典型的獨居習性：在41次水獺有效探測中，單只活動次數(shù)為33次，占比達81.5%；2只活動的次數(shù)為8次，占比為19.5%；3只及以上出現(xiàn)次數(shù)為0。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，2只活動情況發(fā)生在秋季，夏季沒有發(fā)現(xiàn)，而且每次出現(xiàn)的個體均為水獺成體，個體大小相近。這種現(xiàn)象可能是秋季，水獺進入發(fā)情期。除了發(fā)情期和繁殖期，水獺表現(xiàn)為明顯的獨居生活。水獺的妊娠期55—63 d，每胎1～5仔，多數(shù)為2仔。62 d后，雌獺帶著幼獺學習游泳。90 d后，幼獺進入亞成體，開始各自分居，1年后發(fā)育生長成熟(賈振虎等, 2002)。

4 討論

水獺通常把糞便排在沿河岸的巖石上進行氣味標記，這成為水獺最顯著的行為特征之一(雷偉等,2008)。我們通過拍攝到的視頻發(fā)現(xiàn)，水獺間隔一段時間就會從水體中遷移到陸地(包括水體中的石塊、枯木等突出物)上排便(糞便或尿液)，這與上述研究成果相符。有時水獺上岸僅通過嗅味巡查，沒有排便行為，這可能是水獺作為河流生態(tài)系統(tǒng)中頂級捕食者領(lǐng)地意識的一種表現(xiàn)。九寨溝水獺日活動規(guī)律特征較為明顯，在寅時—卯時和酉時—戊時表現(xiàn)最為活躍，其占比可達81%，午時—申時基本上沒有活動，晨昏時段為其活動高峰，水獺是典型的夜行性動物，過著晝伏夜出的生活，這與賈振虎等(2002)和唐卓等(2019)的研究結(jié)果相似。本次調(diào)查僅在2019年的夏、秋季對保護區(qū)樹正溝部分區(qū)域開展了調(diào)查，4個監(jiān)測點多次觀察到了水獺的活動，有些監(jiān)測點甚至出現(xiàn)1天多次活動的影像，最短間隔時段為1.5 h，充分說明九寨溝水獺種群穩(wěn)定。4個監(jiān)測點水獺活動強度有差異，拍攝間隔為0.06—65 d，平均為12.07 d，活動強度最強的監(jiān)測點拍攝間隔平均達7.47 d。水獺活動強度大的監(jiān)測點C，其活動痕跡點的石塊突出于水面，與湖泊相連，湖泊周邊有草叢，岸邊巖石形成的洞穴有流水，說明水獺對棲息地環(huán)境質(zhì)量要求較高，除了要有穩(wěn)定的食物來源外，還需很好的躲避條件，便于遇到危險及時從水中逃離。

基于紅外觸發(fā)相機技術(shù)已廣泛應用于陸生野生動物包括鳥類的監(jiān)測中(劉冬志等, 2015)，九寨溝保護區(qū)在這方面也開展了不少工作，但該技術(shù)應用到水獺方面的研究才開始起步。本次研究僅對九寨溝樹正溝局部區(qū)域內(nèi)的水獺單年夏秋兩個季節(jié)的活動情況進行了初步分析，九寨溝水獺的分布、種群數(shù)量、活動規(guī)律等還需開展更多的監(jiān)測、研究工作，為九寨溝水獺的保護、科學研究提供更詳盡的資料。

致謝：該研究項目得到了九寨溝管理局科研處杜杰博士、朱忠福博士的大力支持，得到了北京大學張語克博士的專業(yè)指導，在此表示最誠摯的謝意!