白河國家級自然保護區(qū)鳥類多樣性分析
——基于樣線法和紅外相機技術(shù)

張越彭振中朱必清澤仁卓瑪高輝

(1.四川省白河國家級自然保護區(qū)服務(wù)中心，四川 九寨溝 623400；2.西華師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，四川 南充 637002)

四川省白河國家級自然保護區(qū)是以保護大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)和川金絲猴(Rhinopithecus roxellana)為主的野生動物及森林生態(tài)類型的自然保護區(qū)。地處青藏高原東北部，是青藏高原和四川盆地兩大地貌單元的過渡帶，九寨溝縣中部，區(qū)域內(nèi)地形地貌以高山深谷、坡陡水急、層巒疊障的深切割高山狹谷為主。保護區(qū)氣候?qū)儆谂瘻貛О霚貪櫄夂颍涞貏萦晌髂舷驏|北傾斜，氣候垂直分布規(guī)律較明顯，復(fù)雜的環(huán)境條件孕育了豐富的鳥類多樣性。

史東仇等[1]在1985年對保護區(qū)進行了比較系統(tǒng)的鳥類資源調(diào)查，在保護區(qū)發(fā)現(xiàn)鳥類共12目31科133種；冉江洪等[2]在2002—2004年對九寨溝自然保護區(qū)的鳥類研究時，對白河自然保護區(qū)的鳥類進行了部分分析。但針對保護區(qū)內(nèi)鳥類多樣性研究仍然不夠深入。因此，適時地對該保護區(qū)的鳥類資源進行全面野外調(diào)查對保護區(qū)鳥類生物多樣性的保護具有極其重要的理論和實際意義。傳統(tǒng)的野外調(diào)查方法一般采用樣線法進行，但對于林下鳥類和夜行動物的調(diào)查存在明顯不足[3]，而對野生動物干擾小且能全天候工作紅外相機技術(shù)正好能彌補這一缺陷。本文采用樣線法和紅外相機2種調(diào)查方法，通過調(diào)查結(jié)果比較2種調(diào)查方法的異同點，為鳥類資源調(diào)查提供基礎(chǔ)資料。結(jié)合2種調(diào)查方式開展白河自然保護區(qū)內(nèi)鳥類多樣性及其空間分布格局研究，擬進一步補充和完善白河鳥類多樣性資料庫，并從中探討引起空間分布格局差異的原因。

1 研究方法

樣線法的調(diào)查優(yōu)勢針對的是存在數(shù)量較多、喜日間活動的物種；存在數(shù)量少、喜夜間活動以及野外活動觀測難的物種則可以依靠紅外相機進行跟蹤調(diào)查[4，5]。

1.1 樣線法

進行樣線設(shè)計時，綜合考慮保護區(qū)的地理位置，以及陸生野生動物的活動范圍、生態(tài)習(xí)性等情況后，在保護區(qū)內(nèi)共設(shè)置了29條樣線。每條樣線長度為3km，樣線單側(cè)寬度設(shè)置根據(jù)情況有所變化，山地密林單側(cè)為25m，稀疏林地單側(cè)為50m，樣線覆蓋保護區(qū)內(nèi)不同高度的海拔生境類型。分別在不同季節(jié)(春、夏、秋、冬4次)和繁殖期共5次均按照設(shè)置的29條樣線進行調(diào)查，時間為每天08：00—11：30，15：30—18：00。調(diào)查過程中，利用GPS定位并記錄調(diào)查樣線的軌跡，觀測物種的名稱、數(shù)量以及地理位置等信息，使用Apresys(10×42)雙筒望遠(yuǎn)鏡觀測樣線兩側(cè)的鳥類種類和數(shù)量，并借助佳能EOS5DSR照相機進行拍攝。

1.2 紅外相機拍攝

紅外相機調(diào)查時，在白河自然保護區(qū)內(nèi)布設(shè)51個紅外相機監(jiān)測位點(密度為1臺·km-2)，進行為期1年的連續(xù)監(jiān)測。相機布設(shè)在動物經(jīng)常發(fā)生活動的水源等附件的樹干上，安裝高度40～100cm，監(jiān)測位點分布在灌木林、常綠闊葉林、常綠針闊混交林和常綠落葉闊葉混交林等不同植被類型中[6，7]。紅外相機設(shè)置為拍照加攝像模式，先連拍3張照片，然后攝像15～20s，觸發(fā)間隔時間0s，全天24h拍照，照片大小12M，視頻規(guī)格1080p。每3～4個月更換1次電池并回收照片和視頻數(shù)據(jù)，并記錄下每個相機位點的放置時間、海拔、經(jīng)度、緯度、坡向、坡度以及所處的喬木、灌木和草本的種類、林木蓋度和密度等信息。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 樣線法

采用SPSS和Excel軟件對調(diào)查到的每個樣線的物種數(shù)量進行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計觀測到的鳥類種類和數(shù)量。設(shè)置每400m海拔高度差距為1個海拔間距進行鳥類物種數(shù)統(tǒng)計，海拔區(qū)間范圍1000～1400m為區(qū)間Ⅰ、1400～1800m為區(qū)間Ⅱ、1800～2200m為區(qū)間Ⅲ、2200～2600m為區(qū)間Ⅳ、2600～3000m為區(qū)間Ⅴ、3000～3400m為區(qū)間Ⅵ、3400～3800m為區(qū)間Ⅶ、3800～4200m為區(qū)間Ⅷ、4200～4600m為區(qū)間Ⅸ。

1.3.2 紅外相機法

針對紅外相機拍攝到的數(shù)據(jù)，進行動物分類后過濾掉重復(fù)的個體照片，僅保留有效照片用于后續(xù)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 物種組成

經(jīng)過1年時間，在設(shè)置好的29條樣線上共完成145次調(diào)查，觀察記錄到12目36科103種鳥類；設(shè)置的51臺紅外相機共記錄到8目18科37種。綜合2種調(diào)查方法共記錄到12目37科114種鳥類，如表1所示。其中，紅外相機記錄到的37種鳥類中有26種也在樣線調(diào)查中被觀測到，如普通秋沙鴨、黃爪隼、紅喉雉鶉、血雉等；灰胸竹雞、紅腹角雉、噪鵑等11種鳥類只被紅外相機記錄，在樣線觀測中未被發(fā)現(xiàn)。

表1 四川白河自然保護區(qū)鳥類名目

本次調(diào)查相比2012年白河自然保護區(qū)科考報告中的調(diào)查結(jié)果，在樣線調(diào)查中新發(fā)現(xiàn)赤胸啄木鳥(Picoides cathpharius)、琵嘴鴨(Anas clypeata)、銅藍(lán)鹟(Eumyias thalassina)、金眶鴴(Charadrius dubius)、普通朱雀(Carpodacus erythrinus)、灰背隼(Falco columbarius)、黑尾蠟嘴雀(Eophona migratoria)、藍(lán)歌鴝(Luscinia cyane)、普通秋沙鴨(Mergus merganser)、棕臉鹟鶯(Abroscopus albogularis)、棕腹大仙鹟(Niltavadavidi)、鳳頭雀鶯(Leptopoecile elegans)和煤山雀(Parus ater)共13種鳥類；紅外相機調(diào)查中新發(fā)現(xiàn)普通朱雀(Carpodacus erythrinus)、灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)、畫眉(Garrulax canorus)、金胸雀鹛(Alcippe chrysotis)、普通秋沙鴨(Mergus merganser)共5種鳥類。除去2種調(diào)查方法中重合的鳥類，在本次調(diào)查中共新發(fā)現(xiàn)鳥類16種。

2.2 鳥類資源分類比較

通過2種方法調(diào)查保護區(qū)鳥類資源，記錄到國家Ⅰ級重點保護的鳥類有紅喉雉鶉(Tetraophasis obscurus)和金雕(Aquila chrysaetos)；國家Ⅱ級重點保護的鳥類有勺雞(Pucrasia macrolopha)、灰背隼(Falco columbarius)、黑鳶(Milvus migrans)、縱紋腹小鸮(Athene noctua)、四川林鸮(Strix davidi)、普通鵟(Buteo buteo)、黃爪隼(Falco naumanni)、紅腹角雉(Tragopan temminckii)、鬼鸮(Aegolits funereus)和血雉(Ithaginis cruentus)共10種。其中，中國特有種鳥類有灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)、四川林鸮(Strix davidi)、鳳頭雀鶯(Leptopoecile elegan)、黃腹山雀(Parus venustulus)和銀臉長尾山雀(Aegithalos fuliginosus)。

分析本次調(diào)查結(jié)果，由圖1可知，東洋界鳥類占比最多，占本次調(diào)查記錄的47.37%，古北界鳥類占本次調(diào)查記錄的39.47%，廣布種占本次調(diào)查記錄的13.16%，在新發(fā)現(xiàn)的16種鳥中，赤胸啄木鳥(Picoides cathpharius)、畫眉(Garrulax canorus)等8種鳥屬于東洋界，琵嘴鴨(Anas clypeata)和普通秋沙鴨(Mergus merganser)等7種鳥屬于古北界；由圖2可知，東洋型占比最高為20.18%，古北型和喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型鳥類占比均為15.79%，全北型鳥類占比為11.40%，南中國型鳥類占比為10.53%，其他分布類型鳥類占比都較少，另外不易歸類的分布鳥類占比有11.40%；由圖3可知，留鳥數(shù)量在白河自然保護區(qū)內(nèi)所占比例最高，其數(shù)量占本次調(diào)查記錄數(shù)量的69.30%，并且在新發(fā)現(xiàn)的16種鳥中有灰背隼(Falco columbarius)、灰胸竹雞(Bambusicola thoracica)等12種鳥均為留鳥，夏侯鳥數(shù)量占本次調(diào)查記錄數(shù)量的21.93%，最后是旅鳥和冬候鳥各占4.39%。

圖1 四川白河自然保護區(qū)鳥類區(qū)系分布圖

圖2 四川白河自然保護區(qū)鳥類分布型分布圖

圖3 四川白河自然保護區(qū)鳥類居留類型分布圖

2.3 鳥類垂直分布

白河自然保護區(qū)海拔在1240m～4453m，海拔差為3213m，以設(shè)置的海拔間距為400m海拔進行鳥類物種數(shù)統(tǒng)計，共有海拔區(qū)間Ⅰ～Ⅸ共9個海拔區(qū)間段。由圖4可知，鳥類物種數(shù)量隨海拔升高而減少。海拔在1000～1400m區(qū)間時物種數(shù)量最多為39種，在3000～3400m海拔范圍內(nèi)相比2600～3000m海拔范圍內(nèi)物種數(shù)略有增加。

圖4 四川白河自然保護區(qū)鳥類隨不同海拔分布變化圖

3 討論

經(jīng)過1年時間對白河自然保護區(qū)進行的調(diào)查結(jié)果表明，本次共記錄到12目37科114種鳥類。在2012年對保護區(qū)進行的科學(xué)考察報告中，以當(dāng)次調(diào)查結(jié)果并結(jié)合以往已有資料，統(tǒng)計出保護區(qū)鳥類有14目45科163種。在本次設(shè)置的29條樣線上，觀察記錄到12目36科103種鳥類，其中共13種鳥類為本次新記錄鳥類；51臺紅外相機拍攝記錄到8目18科37種，其中有5種鳥類為本次新記錄鳥類。結(jié)合2種調(diào)查方法共新記錄到16種鳥類，這個調(diào)查發(fā)現(xiàn)將進一步補充和完善了保護區(qū)的鳥類資源本底資料，為白河自然保護區(qū)鳥類的生物多樣性和保護提供了參考。

對比本次調(diào)查采用的2種調(diào)查方法，樣線法觀察到的鳥類數(shù)量遠(yuǎn)多于紅外相機記錄到的鳥類數(shù)量。紅外相機調(diào)查中新記錄到的5種鳥類，普通秋沙鴨和普通朱雀在樣線法中也有記錄到，而灰胸竹雞、畫眉和金胸雀鹛只被紅外相機記錄。紅外相機的特點在于便于記錄常在林下活動或是夜間活動的生物，灰胸竹雞是雉科竹雞屬的鳥類，喜愛棲息于山區(qū)、平原、灌叢、竹林以及草叢；畫眉是雀形目畫眉科的鳥類，喜愛棲息于山丘的灌叢和村落附近的灌叢或竹林中，常在林下的草叢中覓食；金胸雀鹛是鶯科雀鹛屬小型鳥類，喜愛在樹枝和竹叢間跳躍，3種鳥類在林下的活動相對較為頻繁。但由于紅外相機安放位置高度的限制和放置數(shù)量不能完全覆蓋，并且鳥類普遍在林冠層活動不易被捕攝，所以記錄數(shù)量上不如樣線法[8，9]?；邙B類活動的特點，在物種調(diào)查時，想要獲得更加全面和準(zhǔn)確的調(diào)查研究結(jié)果，最優(yōu)的方案是采用多種調(diào)查方法相互配合使用[10，11]。

調(diào)查結(jié)果表明，鳥類物種數(shù)與海拔高度呈反比例關(guān)系，數(shù)量隨海拔高度的增加而減小，與王茜[12]等研究鳥類垂直分布得到的結(jié)論相同。由于不同高度的海拔帶上溫度、光照、土壤、坡度和坡向等生態(tài)因子不同，造成的生態(tài)系統(tǒng)上物質(zhì)生產(chǎn)產(chǎn)生的生物生存資源的不同[13]，所以鳥類在不同海拔高度上的物種分布和種群生態(tài)位都有所差異。這是鳥類通過長期的自然選擇對環(huán)境的適應(yīng)性生存，也是鳥類種群生態(tài)位分化在資源分布時空格局下多物種實現(xiàn)共存的生物多樣性維持機制[14]。

終上所述，樣線法調(diào)查過程中觀察視野更寬闊，調(diào)查的生物物種更為豐富，紅外相機調(diào)查能捕攝地面活動或是喜愛夜間活動生物，可以彌補樣線調(diào)查在時間和空間上分布不足的缺點。但是由于生物活動的不確定性和偶然性，會使得樣線法調(diào)查或是紅外相機調(diào)查時都會產(chǎn)生誤差，所以想要更加全面的研究區(qū)域內(nèi)的物種多樣性，應(yīng)采用多種調(diào)查方法相結(jié)合的形式，以便更全面地掌握和分析區(qū)域內(nèi)物種的組成和分布情況。本研究通過樣線法和紅外相機相結(jié)合的方法對白河自然保護區(qū)鳥類進行了調(diào)查和分析，旨在不斷完善保護區(qū)鳥類物種資料，為今后保護區(qū)鳥類的監(jiān)測和多樣性保護提供參考資料。