南嶺森林哺乳動物多樣性的紅外相機監測

蔡玉生, 龔粵寧, 盧學理, 肖治術, 王新財

1. 廣東南嶺國家級自然保護區管理局, 乳源 512727 2. 廣東省昆蟲研究所, 廣州 510260 3. 中國科學院動物研究所, 北京 510260

南嶺森林哺乳動物多樣性的紅外相機監測

蔡玉生1, 龔粵寧1, 盧學理2,*, 肖治術3, 王新財2

1. 廣東南嶺國家級自然保護區管理局, 乳源 512727 2. 廣東省昆蟲研究所, 廣州 510260 3. 中國科學院動物研究所, 北京 510260

蔡玉生, 龔粵寧, 盧學理, 等. 南嶺森林哺乳動物多樣性的紅外相機監測[J]. 生態科學, 2016, 35(2): 57-61.

CAI Yusheng, GONG Yuening, LU Xueli, et al. Camera trap survey of mammal diversity in Nanling Forests[J]. Ecological Science, 2016, 35(2): 57-61.

從2012年11月至2015年1月, 利用紅外相機對廣東南嶺國家級自然保護區野生動物進行連續監測。經鑒定, 紅外相機拍攝的哺乳動物有23 種, 隸屬4目 13科20屬。紅外相機監測結果準確反映了南嶺保護區哺乳動物多樣性和區系的基本特征, 并能記錄到珍稀哺乳動物的代表種類。這表明紅外相機技術可以作為哺乳動物多樣性監測的主要方法。建議建立紅外相機監測標準或規范, 開展哺乳動物多樣性長期監測。

南嶺; 哺乳動物; 紅外相機; 物種多樣性

1 前言

哺乳動物物種多樣性是生物多樣性監測與保護管理評價的重要指標。長期以來, 由于哺乳動物大都活動隱秘、生存環境復雜多樣、瀕危或滅絕比例高等原因, 其物種多樣性監測面臨較大困難。近 20年來, 紅外相機技術日益成熟, 能夠在野外持續、自動獲取動物圖像數據, 已成為哺乳動物多樣性監測的有力工具[1–3]。

目前, 國內外已經建立起若干經過系統設計的紅外相機監測網絡, 為哺乳動物和鳥類的物種多樣性現狀評估與動態分析提供了豐富的數據和信息[3–5]。在國內, 大多數文獻報道了紅外相機拍攝的物種及其拍照次數或拍攝率[6–8]。一些研究將基于紅外相機監測的動物多樣性數據與當地的自然環境特征、人類活動強度和保護管理狀況等結合分析, 探討了影響動物多樣性的潛在因素[9,10]。還有一些研究運用物種累積曲線探討了紅外相機的抽樣效果和監測時長, 從方法上為動物多樣性的紅外相機監測提供了重要依據[11,12]。不過, 紅外相機監測數據能否準確反映當地動物多樣性整體特征？紅外相機技術只是動物多樣性調查的補充手段, 還是可以作為傳統調查的替代方法？這些問題值得進一步探討。極少有報道分析基于紅外相機監測的動物多樣性與當地已知動物多樣性之間的關系。本文根據哺乳動物的紅外相機監測結果, 結合歷史文獻資料, 對上述問題進行了初步探討, 以期深入認識紅外相機監測在動物多樣性評估中的地位或作用。

2 材料與方法

2.1 研究區域概況

廣東南嶺國家級自然保護區建立于1994年, 地處南嶺山地中段東經112°30′—113°04′, 北緯24°37′—24°57′之間, 面積58 368.4 hm2, 主要保護對象是亞熱帶常綠闊葉林和珍稀瀕危野生動植物及其棲息地。根據廣東南嶺國家極自然保護區管理局提供的生物多樣性最新統計資料(www.gdnl.org/ quwuguanli/jibenqingkuang/2015-05-17/91.html), 該保護區有野生高等植物287科1262屬3889種; 有脊椎動物555種, 隸屬31目100科339屬, 其中, 有獸類98種, 鳥類261種, 爬行類94種, 兩棲類44 種, 硬骨魚類58種。

2.2 紅外相機監測方法

從2012年11月至2015年1月, 利用60臺紅外相機(獵科Ltl5210)監測廣東南嶺國家級自然保護區范圍內的哺乳動物(圖1)。布設的紅外相機基本涵蓋了南嶺保護區內不同生境類型、海撥范圍、坡向、坡度和坡位等。紅外相機之間的水平間距大于200 m。紅外相機多固定于樹干上, 離地面約50—80 cm, 鏡頭與地面大致平行, 所感應并拍攝到的動物均為在地面移動或活動的個體。紅外相機各項功能指標統一設置, 包括閃光日期、拍攝模式(拍照 +錄像)、拍攝間隔(1 s)等。在監測過程中, 及時檢查與更新紅外相機的 SD卡和電池, 保證監測的連續性。本文中的紅外相機拍攝比例(%)是紅外相機拍攝到的某個目級分類單元的種數占保護區該目種數的百分比。

2.3 數據處理

圖1 廣東南嶺國家級自然保護區紅外相機布設位點示意圖Fig. 1 Locality map of camera traps laid in Guangdong Nanling National Nature Reserve

專業人員逐張瀏覽紅外相機拍攝的所有相片,提取哺乳動物相片, 并記錄所拍照片的日期和種類等數據。哺乳動物分類參考《中國獸類野外手冊》[13], 分布型參考《中國動物地理》[14]。相關性分析采用 Pearson相關性系數(r), 顯著性水平(雙尾檢驗)設為:α= 0.05。統計軟件為IBM SPSS 20。

3 結果

經鑒定, 廣東南嶺國家級自然保護區紅外相機拍攝的哺乳動物有 23 種, 隸屬 4目 13科 20 屬(表1)。從目級分類單元來看, 紅外相機拍攝種數與保護區種數(除翼手目以外)顯著正相關(r= 0.93,n= 8,P＜ 0.05), 即保護區種數越多的目, 紅外相機拍到該目的種數也越多。具體而言, 紅外相機拍到食肉目(CARNIVORA)種數最多, 達9種; 其次是嚙齒目(RODENTIA)和偶蹄目(ARTIODACTYLA), 分別有7種和6 種; 拍到靈長目(PRIMATES) 1 種。本次調查未拍到飛行性的翼手目和種數較少的鼩形目(SORICOMORPHA)、猬形目(ERINACEOMORPHA)、鱗甲目(PHOLIDOTA)、兔形目(LAGOMORPHA)物種。從拍攝比例來看, 偶蹄目最高, 達60.00%; 其次是食肉目、靈長目和嚙齒目, 分別為37.50%、33.33% 和30.43%(表2)。

表1 廣東南嶺國家級自然保護區紅外相機拍攝的哺乳動物名錄Tab. 1 The list of mammals captured by camera traps in Nanling National Nature Reserve, Guangdong

為期 2年的紅外相機監測結果表明, 廣東南嶺國家級自然保護區哺乳動物在不同季節的物種數和物種組成變化不大(表1)。紅外相機在春、夏和冬季拍到的物種數均為19種, 在秋季拍到20種。

在動物地理區劃上, 廣東南嶺國家級自然保護區位于東洋界、華中區、東部丘陵平原亞區。從分布型來看, 紅外相機拍攝的哺乳動物以東洋型和南中國型種類為主, 分別有12種和6種; 還有古北型3種和季風型 1種。由于本研究將紅外相機拍攝的鼠科動物歸為1種, 故分布型不能確定。

在紅外相機拍攝的這些物種中, 藏酋猴(Macaca thibetana)、斑靈貍(Prionodon pardicolor)、黑熊(Ursus thibetanus)、水鹿(Rusa unicolor)和鬣羚(Capricornis milneedwardsii)為國家II級重點保護動物, 涵蓋了南嶺保護區靈長目、食肉目和偶蹄目 3大哺乳動物類群(表1)。

4 討論

本研究結果顯示, 哺乳動物種類越豐富的目級分類單元, 紅外相機拍攝的哺乳動物多樣性越高。廣東南嶺國家級自然保護區的哺乳動物隸屬9個目級分類單元, 其中食肉目的種類最多(24種), 而紅外相機拍攝的食肉目物種也最為豐富(9種); 猬形目、鱗甲目和兔形目種類最少(各1種), 均未有紅外相機拍攝記錄。應該說明的是, 本次紅外相機監測主要針對地面活動的哺乳動物, 營洞穴生活和飛翔活動的翼手目未列入監測對象, 故無紅外相機拍攝記錄。另外, 南嶺保護區嚙齒目種類相當豐富(21種),但其中鼠科動物個體小, 多在夜間活動, 很難根據紅外相機照片進行物種鑒定, 在分析時所有鼠科動物均視為 1種, 這樣, 本次紅外相機拍攝的嚙齒目物種多樣性可能被低估。據統計, 不同季節紅外相機拍攝的哺乳動物多樣性相對穩定, 這可能是由于南嶺保護區地處中亞熱帶和南亞熱帶的交界地帶,氣候溫暖, 紅外相機拍攝的哺乳動物極少冬眠。總體而言, 紅外相機拍攝的哺乳動物多樣性與“庫存物種多樣性”密切相關。

從區系特征來看, 根據張榮祖提出的動物地理區劃[14], 南嶺保護區處在華中區和華南區的交界地帶, 被劃屬東洋界/華中區/東部丘陵平原亞區。在紅外相機拍攝的哺乳動物中, 東洋型種類最多(12種),其次為南中國型(6種)和古北型(3種)。這與南嶺保護區哺乳動物區系基本特征一致, 反映了熱帶亞熱帶成分占優勢、南北方動物交錯滲透的過渡性地帶特征[15]。

紅外相機拍攝的國家重點保護哺乳動物有藏酋猴、斑靈貍、黑熊、水鹿和鬣羚, 基本代表了南嶺保護區國家重點保護哺乳動物所屬的靈長目、食肉目和偶蹄目 3大類群。據歷史記錄[16], 南嶺保護區分布有穿山甲, 屬鱗甲目, 是國家Ⅱ級重點保護物種。保護區工作人員反映, 曾于2009年秋在乳陽管理處九公里一帶遇見穿山甲實體(個人交流)。目前, 廣東省穿山甲數量稀少, 已經極其罕見[17]。本次紅外相機監測沒有拍攝到穿山甲, 支持上述研究結果。

表2 廣東南嶺國家級自然保護區紅外相機拍攝哺乳動物的物種組成及比例Tab. 2 Species composition and proportion of mammal orders captured by camera traps in Nanling National Nature Reserve, Guangdong

5 結論

紅外相機監測結果準確反映了南嶺保護區哺乳動物多樣性和區系的基本特征, 并能記錄到珍稀哺乳動物的主要代表種類。可見, 紅外相機技術可以作為哺乳動物多樣性監測的主要方法。建議在國家和省級區域等不同空間尺度, 以自然保護區為主體,建立紅外相機監測標準或規范, 開展哺乳動物多樣性長期定位監測, 促進生物多樣性定量化、可視化和自動化評估、保護和管理。

致謝：本研究得到了廣東南嶺國家級自然保護區管理局、中國科學院動物研究所、廣東省昆蟲研究所、乳陽林業局、天井山林場、秤架林場等單位的大力支持; 野外調查得到了蔡茍、陳華燦、陳金明、陳贊森、陳振明、陳志明、鄧泊、鄧見歡、鄧明發、鄧友保、馮廣明、高愛國、高華業、何達、何嘉、胡明鋒、黃成輝、黃春華、黃東強、黃國雄、黃力生、黃清強、黃揚聰、黃永發、孔祥楠、雷庚日、黎少斌、李超榮、李志輝、廖芳均、劉永華、劉志發、劉宗君、龐玉貴、彭華貴、丘國昌、譚偉東、王國軍、王槐文、王建軍、文建美、伍國儀、謝國光、謝勇、楊昌騰、楊偉華、游章平、張昌發、張陳陶、張偉林、張亞堅、朱國平和朱昭陽等人的幫助, 在此一并致謝！

[1] 裴家騏, 陳朝圳, 吳守從, 等. 利用自動照相設備與地理資訊系統研究森林野生動物族群之空間分布[J]. 中華林學季刊, 1997, 30(3): 279–289.

[2] 盧學理, 蔣志剛, 唐繼榮, 等. 自動感應照相系統在大熊貓以及同域分布的野生動物研究中的應用[J]. 動物學報, 2005, 51(3): 495–500.

[3] LI Sheng, WANG Dajun, GU Xiaodong, et al. Beyond pandas, the need for a standardized monitoring protocol for large mammals in Chinese nature reserves[J]. Biodiversity and Conservation, 2010, 19(11): 3195–3206.

[4] AHUMADA J A, SILVA K, GAJAPERSAD C, et al. Community structure and diversity of tropical forestmammals, data from a global camera trap network[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society B, Biological Sciences, 2011, 366(1578): 2703–2711.

[5] 肖治術, 李欣海, 姜廣順. 紅外相機技術在我國野生動物監測研究中的應用[J]. 生物多樣性, 2014, 22(6): 683–684.

[6] 陳小榮, 許大明, 鮑毅新, 等.G-F指數測度百山祖獸類物種多樣性[J]. 生態學雜志, 2013, 32(6): 1421–1427.

[7] 李欣海, 樸正吉, 武耀祥, 等. 長白山森林動態監測樣地鳥獸的紅外相機初步監測[J]. 生物多樣性, 2014, 22(6): 810–812.

[8] 鄭偉成, 章書聲, 潘成椿, 等. 紅外相機技術監測九龍山國家級自然保護區鳥獸多樣性[J]. 浙江林業科技, 2014, 34(1): 17–22.

[9] 李晟, 王大軍, 肖治術, 等. 紅外相機技術在我國野生動物研究與保護中的應用與前景[J]. 生物多樣性, 2014, 22(6): 685–695.

[10] 張履冰, 崔紹朋, 黃元駿, 等. 紅外相機技術在我國野生動物監測中的應用: 問題與限制[J]. 生物多樣性, 2014, 22(6): 696–703.

[11] 劉芳, 李迪強, 吳記貴. 利用紅外相機調查北京松山國家級自然保護區的野生動物物種[J]. 生態學報, 2012, 32(3): 730–739.

[12] 徐愛春, 斯幸峰, 王彥平, 等. 千島湖片段化棲息地地棲哺乳動物的紅外相機監測及最小監測時長[J]. 生物多樣性, 2014, 22(6): 764–772.

[13] SMITH A, 解焱, HOFFMANN R S, et al. 中國獸類野外手冊[M]. 長沙: 湖南教育出版社, 2009.

[14] 張榮祖. 中國動物地理[M]. 北京: 科學出版社, 1999.

[15] 李超榮, 龔粵寧, 盧學理, 等. 廣東南嶺自然保護區陸棲脊椎動物物種多樣性調查[J]. 韶關學院學報(自然科學), 2012, 33(4): 55–57.

[16] 袁喜才, 劉曉明, 夏偉, 等. 廣東南嶺國家級自然保護區的獸類[M]//龐雄飛. 廣東南嶺國家級自然保護區生物多樣性研究. 廣州: 廣東科技出版社, 2003, 445–461.

[17] 吳詩寶, 馬廣智, 唐玫, 等. 廣東省穿山甲種群數量調查與資源蘊藏量[J]. 獸類學報, 2002, 22(4): 270–276.

Camera trap survey of mammal diversity in Nanling Forests

CAI Yusheng1, GONG Yuening1, LU Xueli2,*, XIAO Zhishu3, WANG Xincai2
1.Guangdong Nanling National Nature Reserve,Ruyuan512727,China2.Guangdong Institute of Entomology,Guangzhou510260,China3.Institute of Zoology,Chinese Academy of Sciences, Beijing100101,China

From November 2012 to January 2015, camera trap survey of mammal diversity was carried out in Guangdong Nanling National Nature Reserve. Twenty-three mammal species belonging to 20 genera of 13 families of 4 orders were identified. The results could accurately reflect the known features of mammal diversity and fauna, and record the representative species of rare and perilled mammals in the reserve. The survey technology based on camera trap could be regarded as the primary method monitoring the mammal diversity. To carry out long-term survey of mammal diversity, the establishment of camera trap survey standards or norms was proposed.

Nanling; mammal; camera trap; species diversity

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.02.009

S958.1

A

1008-8873(2016)02-057-05

2015-07-22;

2015-08-24

廣東南嶺國家級自然保護區補助資金“動物本底調查”項目(RYCG12-14); 中國科學院動物研究所南嶺野生動物紅外相機監測項目

蔡玉生(1961—), 男, 廣東河源人, 主要從事自然保護區管理研究

*通信作者:盧學理(1975—), 男, 湖南桃江人, 博士, 助理研究員, 主要從事保護生物學研究, E-mail: luxueli75@foxmail.com