基于紅外相機(jī)對(duì)寧夏羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)獸多樣性初報(bào)

李 濤 孟德懷 滕麗微，3 司雨蕙 高 惠 劉振生，3*

(1.寧夏羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，紅寺堡，751900；2.東北林業(yè)大學(xué)野生動(dòng)物與自然保護(hù)地學(xué)院，哈爾濱，150040；3.國(guó)家林業(yè)和草原局野生動(dòng)物保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱，150040)

開(kāi)展生物多樣性監(jiān)測(cè)是生物多樣性資源管理的基本步驟，監(jiān)測(cè)的信息能夠反映某地區(qū)生物多樣性在某一時(shí)間內(nèi)的變化情況[1-3]，可以為種群現(xiàn)狀評(píng)估、區(qū)域規(guī)劃和生物多樣性保護(hù)等宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)[4]。了解生物多樣性，對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)資源的現(xiàn)狀保護(hù)與研究有重要意義，可為后期開(kāi)展科學(xué)研究、實(shí)施保護(hù)計(jì)劃等提供基礎(chǔ)資料[5]。

羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于寧夏中部荒漠與半荒漠過(guò)渡地帶，是寧夏三大天然林區(qū)之一，保護(hù)區(qū)成立以來(lái)陸續(xù)開(kāi)展了野生動(dòng)物資源調(diào)查，2013年《寧夏羅山脊椎動(dòng)物》系統(tǒng)記錄了鳥(niǎo)類(lèi)16目46科168種，獸類(lèi)6目14科36種[6]。由于近幾年區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境的治理改善，區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物資源可能發(fā)生改變。為了更全面地了解羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的野生動(dòng)物資源現(xiàn)狀，本研究首次利用紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)調(diào)查方法樣線、樣點(diǎn)法，對(duì)區(qū)內(nèi)獸類(lèi)及鳥(niǎo)類(lèi)資源進(jìn)行初步調(diào)查。以往對(duì)野生動(dòng)物資源調(diào)查大多采用樣線法、痕跡觀察法等傳統(tǒng)方法，無(wú)法全面反映野生動(dòng)物資源現(xiàn)狀[7-8]。本研究使用的紅外相機(jī)技術(shù)具有全天候、無(wú)損傷、隱蔽性強(qiáng)、周期長(zhǎng)、成本低、抗環(huán)境干擾強(qiáng)以及受研究人限制干擾小等特征，使其在野生動(dòng)物研究中擁有天然優(yōu)勢(shì)。目前被廣泛應(yīng)用于野生動(dòng)物本底資源調(diào)查[9-11]、種群及群落參數(shù)估算[12-14]、生物多樣性的監(jiān)測(cè)、保護(hù)管理[15-17]、野生動(dòng)物通道監(jiān)測(cè)與道路交通影響[9，18-20]、動(dòng)物行為學(xué)研究等幾個(gè)領(lǐng)域[21-22]。利用紅外相機(jī)可以拍攝到大量珍稀鳥(niǎo)獸野外照片和視頻，樣線樣點(diǎn)法可以觀察到動(dòng)物實(shí)體和痕跡。將兩者方法結(jié)合可以充分了解區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物活動(dòng)和分布情況，為監(jiān)測(cè)保護(hù)野生動(dòng)物多樣性和野生動(dòng)物動(dòng)態(tài)變化提供第一手資料。

1 研究地區(qū)概況

寧夏羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)中部干旱帶，處于鄂爾多斯高原西部與黃土高原北部的銜接地帶。保護(hù)區(qū)由南北走向的大、小羅山兩個(gè)山體構(gòu)成，南北長(zhǎng)36 km，東西寬18 km，總面積33 710 hm2。氣候?qū)贉貛Ц珊荡箨懶詺夂?，氣溫年、日差較大，年平均氣溫8.8℃。降水量少而集中且年際變化大，冷暖干濕四季分明，呈冬春長(zhǎng)、夏秋短的特點(diǎn)[23]，保護(hù)區(qū)處于蒙新區(qū)和華北區(qū)的交界處，自然景觀多樣，地質(zhì)地貌屬中生代，屬于荒漠與半荒漠過(guò)渡性地帶，山上森林植被較好[24]。已知區(qū)內(nèi)脊椎動(dòng)物有4綱25目67科141屬218種，其中屬于國(guó)家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物為金雕(Aquilachrysaetos)1種，國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物有猞猁(Lynxlynxisabellinus)、荒漠貓(Felisbietichutuchta)、石貂(Martesfoinaintermedia)等29種。根據(jù)羅山不同海拔、植物組成和人類(lèi)干擾程度，可把獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的生境劃分為5種類(lèi)型(1)山地荒漠草地。(2)淺山灌叢。(3)林地。(4)廢棄村莊。(5)水域。

2 研究方法

2.1 樣線法

2018年10月至2019年10月在保護(hù)區(qū)內(nèi)根據(jù)地形、地貌及植被狀況，選擇代表性的路線設(shè)定為樣線，布設(shè)以林區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的護(hù)林小道、巡護(hù)便道以及能夠行走穿越的山脊、山澗、溝道為基礎(chǔ)，盡量穿越調(diào)查區(qū)內(nèi)各種生境類(lèi)型，原則上不得相交，間距500 m以上，對(duì)樣線上可觀察到動(dòng)物或痕跡進(jìn)行記錄。樣線共14條，長(zhǎng)度為5 km以上，走向依據(jù)該樣區(qū)地形及可行性情況確定。用GPS記錄起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，調(diào)查過(guò)程中，記錄整個(gè)調(diào)查路線的航跡。

2.2 紅外相機(jī)、樣點(diǎn)布設(shè)

沿樣線前進(jìn)，重點(diǎn)在樣線上發(fā)現(xiàn)的活動(dòng)痕跡(糞便、足跡、臥跡等)區(qū)域(獸徑、水源點(diǎn)等處)布設(shè)紅外相機(jī)位點(diǎn)。本次在羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大水溝、廟兒溝、柳樹(shù)溝、滴水溝、龔家?guī)X溝、楊柳溝、永清寺、東大口子溝、西大口子、大冰溝、紅廟、冷水溝、干柴溝、馬長(zhǎng)溝14個(gè)溝道共布設(shè)了43個(gè)紅外相機(jī)位點(diǎn)，14條樣線，43個(gè)樣點(diǎn)。沿樣線每隔500 m左右架設(shè)一臺(tái)相機(jī)，共布設(shè)43臺(tái)紅外相機(jī)(型號(hào)：LtlAcorn-6210 MC)(圖1)。將紅外相機(jī)設(shè)置為全天工作，每次拍攝2張照片并錄取15 s視頻，時(shí)間間隔為1 min。相機(jī)豎直架設(shè)在樹(shù)干上，距離地面30—100 cm，與地面大致平行且鏡頭垂直于獸道或水源方向，保持前方無(wú)樹(shù)枝、葉等遮擋[25-26]。研究期間，每隔1—2個(gè)月檢查相機(jī)工作狀態(tài)，更換相機(jī)電池和內(nèi)存卡，回收數(shù)據(jù)，并記錄相機(jī)編號(hào)。

每一個(gè)相機(jī)布設(shè)的網(wǎng)格同時(shí)也是進(jìn)行樣點(diǎn)調(diào)查的網(wǎng)格。樣點(diǎn)半徑為30 m，到達(dá)樣點(diǎn)位置的相對(duì)高點(diǎn)，安靜1 min后，對(duì)半徑100 m范圍內(nèi)用雙筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，記錄觀察到的鳥(niǎo)類(lèi)、獸類(lèi)種類(lèi)或活動(dòng)痕跡等具體信息，對(duì)于不易辨別種類(lèi)的鳥(niǎo)或獸再用單筒望遠(yuǎn)鏡輔助觀察以辨別物種。

2.3 數(shù)據(jù)整理與分析

將樣線、樣點(diǎn)記錄的信息和回收的紅外相機(jī)內(nèi)存卡數(shù)據(jù)導(dǎo)出，整理拍攝到的照片、視頻，根據(jù)拍攝內(nèi)容歸為6類(lèi)：獸類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、工作人員、無(wú)關(guān)人員、無(wú)效照片、其他，統(tǒng)計(jì)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的獨(dú)立有效照片數(shù)(number of independent valid photos)，獨(dú)立有效照片的確定標(biāo)準(zhǔn)為同一相機(jī)位點(diǎn)含同種個(gè)體的相鄰有效照片，間隔時(shí)間至少為30 min[27]。樣線、樣點(diǎn)記錄的物種和痕跡由研究人員第一時(shí)間辨認(rèn)，對(duì)于如嚙齒目(Rodentia)或小型鳥(niǎo)類(lèi)等辨認(rèn)不清的動(dòng)物或痕跡，我們拍攝或記錄重要特征尋找當(dāng)?shù)叵驅(qū)Щ驅(qū)I(yè)人士解答。匯總整理出獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)名錄，獸類(lèi)分類(lèi)主要參考《中國(guó)哺乳動(dòng)物多樣性及地理分布》，鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)主要參考《中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)與分布名錄(第三版)》，并列出其保護(hù)級(jí)別、分布型、相對(duì)多度指數(shù)等參數(shù)[6，28-31]。所有的數(shù)據(jù)均利用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

利用相對(duì)多度指數(shù)(relative abundance index，RAI)來(lái)衡量羅山保護(hù)區(qū)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的相對(duì)種群數(shù)量：

3 結(jié)果

3.1 監(jiān)測(cè)情況

在5 160個(gè)相機(jī)工作日內(nèi)拍攝到野生動(dòng)物照片17 158張，視頻8 580份，除工作人員外并無(wú)其他人為活動(dòng)出現(xiàn)。共確定獨(dú)立有效照片1 015張，其中獸類(lèi)獨(dú)立有效照片582張(57.3%)，鳥(niǎo)類(lèi)獨(dú)立有效照片433張(42.7%)?？纱_定的獸類(lèi)4目8科11種，鳥(niǎo)類(lèi)4目12科22種。樣線、樣點(diǎn)法共記錄獸類(lèi)7目13科18種，鳥(niǎo)類(lèi)9目20科49種。綜合記錄陸生野生脊椎動(dòng)物16目37科79種。其中，獸類(lèi)7目13科21種；鳥(niǎo)類(lèi)9目24科58種。

大鵟(Buteohemilasius)、兔猻(Felismanul)等12種列入國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物；列入IUCN物種紅色名錄的共有11種，近危(NT)的有黑頭(Sittavillosa)、狗獾(Melesmeles)、赤狐(Vulpesvulpes)、麻雀(Passermontanus)、喜鵲(Picapica)、蒙古百靈(Melanocoryphamongolica)等；易危(VU)的有豹貓(Prionailurusbengalensis)、豬獾(Arctonyxcollaris)等；瀕危(EN)的有兔猻、鵝喉羚(Gazellasubgutturosa)、獵隼(Falcocherrug)等。列入國(guó)家三有野生動(dòng)物名錄有豹貓、赤狐、花鼠(Tamiassibiricus)等49種。另有，山噪鹛(Garrulaxdavidi)為中國(guó)特有種。

3.2 物種組成

在記錄到的21種獸類(lèi)中嚙齒目種類(lèi)最多(7種)，占獸類(lèi)物種數(shù)的33%；其次是食肉目(Carnivora)6種29%；猬形目(Erinaceomorpha)、兔形目(Lagomorpha)、偶蹄目(Artiodactyla)各2種10%；翼手目(Chiroptera)和鼩鼱目(Soricomorpha)各1種5%。在記錄到的58種鳥(niǎo)類(lèi)中雀形目(Passeriformes)種類(lèi)最多35種，占鳥(niǎo)類(lèi)物種數(shù)的60.3%；其次是鷹形目(Accipitriformes)和鴿形目(Columbiformes)各5種8.6%；雞形目(Galliformes)4種6.9%；隼形目(Falconiformes)3種5%；啄木鳥(niǎo)目(Piciformes)和鸮形目(Strigiformes)(各2種)3.4%；鵑形目(Cuculiformes)和犀鳥(niǎo)目(Bucerotiformes)各1種1.7%。

從分布型上看，比例最高的是古北型(23種)29%，其次是中亞型(14種)18%，不易歸類(lèi)的分類(lèi)(12種)15%，全北型(10種)13%，東北型(8種)10%，喜馬拉雅-橫斷山脈(4種)5%，東洋型(3種)4%，東北-華北型(2種)3%，華北型、高地型、季風(fēng)區(qū)型各占(各1種)1%。

獸類(lèi)相對(duì)多度指數(shù)較高的前5位依次為：草兔(Lepuscapensis，4.70)、赤狐(4.03)、豹貓(1.78)、狗獾(1.03)、野豬(Susscrofa，0.21)；鳥(niǎo)類(lèi)相對(duì)多度指數(shù)較高的前5位依次為：石雞(Alectorischukar，1.84)、紅嘴山鴉(Pyrrhocoraxpyrrhocorax，1.55)、星鴉(Nucifragacaryocatactes，1.24)、環(huán)頸雉(Phasianuscolchicus，1.24)、燕雀(Fringillamontifringilla，1.05)(表1)。

表1 羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)獸類(lèi)名錄Tab.1 List of birds and mammals recorded in Luoshan National Nature Reserve，Ningxia using camera trap

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

4 討論

本研究利用紅外相機(jī)技術(shù)、樣線法和樣點(diǎn)法對(duì)寧夏羅山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的鳥(niǎo)獸進(jìn)行初步調(diào)查，記錄野生動(dòng)物16目37科79種。其中，獸類(lèi)7目13科21種，占保護(hù)區(qū)已知獸類(lèi)記錄的58%(36種)，鳥(niǎo)類(lèi)9目24科58種占保護(hù)區(qū)已知鳥(niǎo)類(lèi)記錄的35%(168種)[6，33]，與以往保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)名錄相比發(fā)現(xiàn)了2種保護(hù)區(qū)新紀(jì)錄種：星鴉、錫嘴雀(Coccothraustescoccothraustes)。物種組成(獸類(lèi)中嚙齒目種類(lèi)最多，其次是食肉目；鳥(niǎo)類(lèi)中雀形目種類(lèi)最多，其次是鷹形目)和分布型(古北型最多，其次是中亞型)上與保護(hù)區(qū)以往調(diào)查結(jié)果基本一致，表明了本次研究結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。該地區(qū)內(nèi)分布有一些重要珍稀動(dòng)物如石貂、荒漠貓、猞猁、狼(Canislupus)、金雕等未被拍攝和記錄到。由當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門(mén)得知，保護(hù)區(qū)內(nèi)狼的最近一次發(fā)現(xiàn)距今已大約30年，可能已經(jīng)極度瀕?；蚓植繙缃^，值得注意的是紅外相機(jī)在保護(hù)區(qū)內(nèi)拍攝到了集群的家犬，盡管沒(méi)有拍攝到家犬捕食野生動(dòng)物的照片，但是其對(duì)野生動(dòng)物造成的危害不可忽視，可能會(huì)與保護(hù)區(qū)內(nèi)食肉目動(dòng)物存在競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)嚙齒目、兔形目動(dòng)物構(gòu)成威脅，甚至可能會(huì)傳播疫病。如何防止和減少家犬、家畜等活動(dòng)對(duì)野生動(dòng)物的影響，值得保護(hù)區(qū)管理者深思[34]。

紅外相機(jī)拍攝物種與樣線樣點(diǎn)法記錄物種相比較少，其原因可能與本次調(diào)查方法、調(diào)查季節(jié)、調(diào)查時(shí)間有關(guān)。(1)紅外相機(jī)的布設(shè)因?qū)?shí)際環(huán)境的考慮，并沒(méi)有完全按照保護(hù)區(qū)均勻架設(shè)，主要集中架設(shè)在核心區(qū)域。(2)調(diào)查時(shí)間較短，主要是夏、冬兩季，調(diào)查地區(qū)有限。(3)紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)適合于拍攝地棲性的大中型獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)，而對(duì)非地棲的獸類(lèi)(如翼手目)、體型較小的獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)(如嚙齒目和猬形目、雀形目)并不是一種有效的調(diào)查手段[35]。(4)在野生動(dòng)物調(diào)查中紅外相機(jī)應(yīng)針對(duì)某些動(dòng)物進(jìn)行特殊的處理，相機(jī)的高度應(yīng)根據(jù)調(diào)查目標(biāo)動(dòng)物的個(gè)體大小適當(dāng)調(diào)整[36]，如調(diào)查云南省屏邊縣山倭蜂猴(Nycticebuspygmaeus)、蜂猴(Nycticebusbengalensis)及同域獸類(lèi)時(shí)，將紅外相機(jī)架設(shè)在離地面4—6 m的大樹(shù)上[37]，在研究亞洲象(Elephasmaximus)個(gè)體識(shí)別和種群數(shù)量時(shí)，將紅外相機(jī)架設(shè)在離地面1.5 m和3—4 m[38]。除此之外還要考慮相機(jī)的架設(shè)角度、周?chē)h(huán)境、相機(jī)固定物的穩(wěn)定性等一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。而相比紅外相機(jī)的不足，利用樣線樣點(diǎn)法可以很好地填補(bǔ)紅外相機(jī)缺陷，將紅外相機(jī)和樣線樣點(diǎn)法結(jié)合可以更完整的展示區(qū)內(nèi)的動(dòng)物資源情況，可以對(duì)保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)獸類(lèi)多樣性系統(tǒng)編目和修訂提供最直接有效的幫助，并為后續(xù)的保護(hù)管理和科研項(xiàng)目提供科學(xué)依據(jù)和本底數(shù)據(jù)。隨著近年來(lái)我國(guó)在生態(tài)保護(hù)和生態(tài)文明建設(shè)方面投入的加大，各地自然保護(hù)區(qū)的數(shù)量在迅速增加。本研究中所設(shè)計(jì)的調(diào)查方案和建立起的數(shù)據(jù)整理、分析流程，可以為保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物本底調(diào)查和生物多樣性編目工作提供參考和借鑒。