運(yùn)用紅外相機(jī)技術(shù)調(diào)查獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)多樣性

紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)也稱(chēng)為紅外觸發(fā)拍攝技術(shù)[1]，是指在沒(méi)有人為操作的情況下，利用紅外感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)拍攝野生動(dòng)物的動(dòng)態(tài)影像和靜態(tài)照片的技術(shù)。該技術(shù)具有對(duì)野生動(dòng)物干擾小[2]、能拍攝到很難發(fā)現(xiàn)的野生動(dòng)物[3]、影像資料方便存檔和檢索等優(yōu)點(diǎn)[4]。紅外相機(jī)技術(shù)的工作原理是利用紅外感應(yīng)器對(duì)恒溫動(dòng)物進(jìn)行拍攝，并通過(guò)照片或視頻記錄鳥(niǎo)獸類(lèi)種類(lèi)、數(shù)量和行為等信息[5]。紅外相機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候監(jiān)測(cè)，并已被廣泛應(yīng)用于獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的調(diào)查與監(jiān)測(cè)[。2012年云南省發(fā)布了《自然保護(hù)區(qū)與國(guó)家公園生物多樣性監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》[7]，2014年西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)制定了《西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生物多樣性監(jiān)測(cè)計(jì)劃》[8]，2015年西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)開(kāi)展生物多樣性監(jiān)測(cè)工作。為了掌握西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)物種多樣性，2023年西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)利用紅外相機(jī)技術(shù)對(duì)勐侖子保護(hù)區(qū)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)多樣性進(jìn)行了調(diào)查。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況 云南西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)位于瀾滄江右岸、羅梭江下游，地處 ，研究區(qū)內(nèi)多為海拔較低山，勐養(yǎng)至勐臘、景洪至勐侖2條公路沿保護(hù)區(qū)邊緣通過(guò)。研究區(qū)地跨勐臘縣勐侖鎮(zhèn)及景洪市基諾山鄉(xiāng)2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。勐侖鎮(zhèn)位于勐臘縣西北，行政區(qū)面積 ，社區(qū)包含曼邊、城子、勐醒、大卡4個(gè)行政村42個(gè)村小組，2019 年戶(hù)籍人口15860人，世居傣族、漢族、哈尼族3個(gè)民族；基諾山鄉(xiāng)位于景洪市東北部，總面積 ，轄7個(gè)村委會(huì)46個(gè)村小組，2022年全鄉(xiāng)戶(hù)籍人口14540人，其中基諾族12708人，占全鄉(xiāng)總?cè)丝诘?87.4% 。該保護(hù)區(qū)最低海拔 570m ，最高海拔 ，面積 ，有天然林 、竹林 、灌木林 、無(wú)林地 。研究區(qū)分為不相連接的3片（王子山片、石灰山片和西片），覆蓋石灰山季雨林、熱帶季節(jié)性雨林、江河岸熱性竹林等熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)；研究區(qū)有以四數(shù)木（Tetramelesnudiflora）蓖齒蘇鐵（Cy-caspectinata）中華杪（Alsophilacostularis）云南肉豆蔻（Myristicayunnanensis）等為代表的珍稀瀕危特有植物及以印度野牛（Bosgaurus）蜂猴（Nycticebuscoucang）為代表的珍稀瀕危特有動(dòng)物[9]儲(chǔ)卡、南孚5號(hào)電池、全球衛(wèi)星定位儀（GPS）、單反相機(jī)、電腦、計(jì)步器等。

1.3 方法

1.3.1紅外相機(jī)的布設(shè)。2023年3月—2024年3月，運(yùn)用紅外相機(jī)對(duì)云南西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)內(nèi)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)資源進(jìn)行調(diào)查。使用ArcMap10.8軟件將自然保護(hù)區(qū)劃分為若干個(gè) 網(wǎng)格，共布設(shè)40臺(tái)紅外相機(jī)（圖1），以獲取獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的影像資料。選擇在動(dòng)物容易出沒(méi)的位置或野外水源地，盡量避開(kāi)人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域，結(jié)合地理數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，預(yù)設(shè)的樣點(diǎn)根據(jù)實(shí)地調(diào)查情況適當(dāng)調(diào)整相機(jī)位置。將相機(jī)固定于粗細(xì)合適的樹(shù)干，高度 60～80cm ，視角稍微向地面傾斜，清除相機(jī)前的雜物，拓寬相機(jī)視野和保證拍攝有效性[10]。相機(jī)日期設(shè)置為2023年3月至2024年3月，拍攝模式設(shè)置如下：高清照片連拍3張，錄像模式拍攝20s高清視頻，日期設(shè)置為公歷，時(shí)間設(shè)置為北京時(shí)間，使用閃迪32GBSD卡作為存儲(chǔ)設(shè)備，南孚5號(hào)電池作為紅外相機(jī)電源，運(yùn)用GPS記錄每臺(tái)紅外相機(jī)安裝的地理坐標(biāo)及海拔，并記錄該區(qū)植被類(lèi)型和布設(shè)時(shí)間[1]，平均每3個(gè)月更換1次電池，并采集存儲(chǔ)卡影像資料。

1.3.2數(shù)據(jù)的收集。每隔3個(gè)月收集1次數(shù)據(jù)，并將采集到的影像數(shù)據(jù)按相機(jī)位點(diǎn)-布設(shè)日期-相機(jī)編號(hào)進(jìn)行分類(lèi)貯存?zhèn)浞輀12]。查閱《中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)野外手冊(cè)》[13]、《中國(guó)獸類(lèi)野外手冊(cè)》[14]、《西雙版納動(dòng)物志》[15]、《中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)與分布名錄》[16]、《西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)》[17]等文獻(xiàn)，每一個(gè)物種的鑒定征求3位以上動(dòng)物學(xué)專(zhuān)家的意見(jiàn)，同時(shí)錄人電子表格進(jìn)行編目。

1.3.3數(shù)據(jù)分析。使用相對(duì)豐富度指數(shù)（relativeabundanceindex，RAI）作為評(píng)估物種種群相對(duì)數(shù)量的指標(biāo)，計(jì)算公式如下： 。式中， 為第 i 類(lèi) （i=1，2？s n） 物種出現(xiàn)的獨(dú)立有效照片數(shù)。有效相機(jī)工作日[18]定義如下：將1臺(tái)紅外相機(jī)在野外正常工作 24h 視為1個(gè)有效工作日，單位d。獨(dú)立有效照片的確定標(biāo)準(zhǔn)如下：同一相機(jī)位點(diǎn)含同種個(gè)體的相鄰有效照片間隔至少 30min 內(nèi)拍攝的連續(xù)照片作為1張獨(dú)立有效照片[19] 。

2結(jié)果與分析

2023年3月—2024年3月，在西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)勐侖子保護(hù)區(qū)布設(shè)的40臺(tái)紅外相機(jī)累計(jì)有效工作日為7280d，共有2753張獨(dú)立有效照片，其中獸類(lèi)照片8769張1 57.05% ）、鳥(niǎo)類(lèi)照片6088張 （39.61% ）；共鑒定73種野生動(dòng)物，隸屬于13目36科（表1）。其中，獸類(lèi)24種，隸屬于6目15科，包括嚙齒目4種、攀鼩目4種、鱗甲目1種、靈長(zhǎng)目2種、食肉目11種、偶蹄目2種；鳥(niǎo)類(lèi)49種，隸屬于7目21科，包括雞形目6種、鴿形目1種、雀形目30種、鵑形目3種、鶖形目2種、鸮形目4種、鷹形目3種。

2.1重點(diǎn)保護(hù)物種此次調(diào)查到的24種獸類(lèi)中，有國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物5種，分別為熊貍（Arctictisbinturong）、中華穿山甲（Manispentadactyla）北豚尾猴（Macaca leonina）（圖2）大靈貓（Viverrazibetha）豺（Cuonalpinus）；國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物5種，分別為黑熊（Ursusthibetanus）豹貓（ P r i. onailurus bengalensis）椰子貍（Paradoxurus hermaphroditus）獼猴（Macaca mulatta）黃喉貂（Martes flavigula）。此次調(diào)查到的49種鳥(niǎo)類(lèi)中，有國(guó)家一級(jí)保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)1種，為灰孔雀雉（Polyplectronbicalcaratum，圖3）；國(guó)家二級(jí)保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)14種，分別為雙辮八色（Pittaphayrei）、藍(lán)枕八色（Pittanipalen-sis）、倉(cāng)鸮（Tytoalba）、褐翅鴉鵑（Centropussinensis）、蛇雕（Spilornischeela）雀鷹（Accipiternisus）草鸮（Tytolongimem-bris）白（Lophuranycthemera）紅原雞（Gallusgallus）鳳頭蜂鷹（Pernisptilorhynchus）褐胸山鷓鴣（Arborophila brunne-opectus）斑頭（Glaucidiumcuculoides）綠腳樹(shù)鷓鴣（Trop-icoperdixchloropus）領(lǐng)角鸮（Otuslettia）。按照《中國(guó)生物多樣性紅色名錄》，該研究區(qū)共有無(wú)危（LC）35種、近危（NT）10種、瀕危（EN）4種、易危（VU）6種、極危（CR）2種（中華穿山甲、北豚尾猴）。

2.2相對(duì)豐富度指數(shù)此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相對(duì)豐富度指數(shù)（RAI）較高的5種獸類(lèi)分別為紅頰長(zhǎng)吻松鼠（Dremomysrufi-RAI=5.01）、赤麂（ RAI=3.10 ）、黃喉貂（ RAI=3.02 ）、食蟹獲（ RAI=1.85 ）、北樹(shù)韻Tupaia belangeri（ RAI=1.75 ）；相對(duì)豐富度指數(shù)（RAI）較高的5種鳥(niǎo)類(lèi)分別為藍(lán)歌（Laruivora cyane ， RAI=5.62）、白腰鵲g（Copsychusmalabaricus，RAI=3.02 ）綠翅金鳩（Chalcophapsindica， RAI=3.01）紅原雞 RAI=1.68）白（ RAI=1.41）。

2.3物種空間分布此次調(diào)查覆蓋了石灰山季雨林、熱帶季節(jié)性雨林、江河岸熱性竹林等熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)，涉及熱帶雨林、熱帶季雨林、亞熱帶常綠闊葉林、落葉闊葉林4種植被類(lèi)型。研究區(qū)物種豐富度呈現(xiàn)西片 gt; 王子山片 gt; 石灰山片的特點(diǎn)。鳥(niǎo)獸的分布區(qū)海拔呈現(xiàn)出低海拔地區(qū)多于高海拔地區(qū)的特點(diǎn)。

3討論

與傳統(tǒng)樣線(xiàn)調(diào)查法相比，運(yùn)用紅外相機(jī)技術(shù)調(diào)查云南西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)多樣性能夠更為全面、客觀(guān)地反映該保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)獸資源現(xiàn)狀。此次共監(jiān)測(cè)到73種野生動(dòng)物，隸屬于13目36科，其中獸類(lèi)24種，鳥(niǎo)類(lèi)49種。在此次調(diào)查的獸類(lèi)中，紅頰長(zhǎng)吻松鼠RAI指數(shù)為5.01，相對(duì)豐富度最高，其次為赤麂（RAI指數(shù)3.10）和黃喉貂（RAI指數(shù)3.02）；在此次調(diào)查的鳥(niǎo)類(lèi)中，藍(lán)歌RAI指數(shù)為5.62，相對(duì)豐富度最高，其次為白腰鵲（RAI指數(shù)3.02）和綠翅金鳩（RAI指數(shù)3.01）。在歷史記錄到的獸類(lèi)[]中蜂猴、印度野牛、水鹿此次均未監(jiān)測(cè)到。該保護(hù)區(qū)科研人員監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，印度野牛2011年出現(xiàn)在該保護(hù)區(qū)西片，2008年出現(xiàn)在該保護(hù)區(qū)王子山片。國(guó)家一級(jí)保護(hù)物種中，此次調(diào)查拍到了熊貍、中華穿山甲、北豚尾猴、大靈貓、豺、灰孔雀雉的影像。該研究的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果與樣線(xiàn)調(diào)查法相比，獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)種數(shù)均明顯增加，監(jiān)測(cè)效率大大提高。利用紅外相機(jī)獲取獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)影像資料后，只要畫(huà)質(zhì)清楚，運(yùn)用工具書(shū)，邀請(qǐng)動(dòng)物學(xué)專(zhuān)家對(duì)其進(jìn)行鑒定，物種識(shí)別率可達(dá) 100% 。

紅外相機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)無(wú)人為干擾的監(jiān)測(cè)手段，在野生動(dòng)物調(diào)查和研究中已得到廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)干擾、成本低、能全天候工作、可以獲取罕見(jiàn)物種信息[20-21]，但也有存在視野盲區(qū)、相機(jī)損耗較大等缺點(diǎn)。此次調(diào)查40臺(tái)紅外相機(jī)野外安裝1年，共丟失15臺(tái)、損壞5臺(tái)，丟失的原因主要是雨季上山采菌、采藥時(shí)的人為破壞，損壞的原因主要是相機(jī)密封性不佳，電路板因淋過(guò)雨水或濕氣高發(fā)生短路而失效[22]

此次調(diào)查初步掌握了云南西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的物種組成，監(jiān)測(cè)到國(guó)家一級(jí)保護(hù)物種6個(gè)，為該區(qū)域生物多樣性監(jiān)測(cè)體系建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，具有重要的研究意義和科研價(jià)值。建議制定云南西雙版納國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)勐侖子保護(hù)區(qū)生物多樣性監(jiān)測(cè)體系建設(shè)-鳥(niǎo)類(lèi)和獸類(lèi)多樣性監(jiān)測(cè)計(jì)劃（2023—2028年），建立覆蓋保護(hù)區(qū)全區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化野外監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，分析其生物多樣性變化的原因，預(yù)測(cè)生物多樣性變化的趨勢(shì)[23]，實(shí)現(xiàn)對(duì)獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)資源動(dòng)態(tài)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和科學(xué)評(píng)估[10]，為制定科學(xué)合理的管理計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。