天津八仙山國家級自然保護區核心區鳥類和哺乳動物資源初探

李立嘉 ，田向玲 ，劉 馨 ，張 華 ，王 媛 ，馮小梅 ，孫國明 ，朱金寶 ，趙大鵬

(1.天津師范大學生命科學學院，天津300387；2.天津市動植物抗性重點實驗室，天津300387；3.天津八仙山國家級自然保護區管理局，天津301900)

紅外相機技術是一種非損傷性的野生動物調查方法，通過儀器對恒溫動物自身熱量的感應觸發感應器，完成對動物的拍攝，并通過照片或視頻來記錄動物的種類、數量和行為等信息[1].紅外相機技術為野生動物的本底資源調查和生物多樣性保護提供了非常可靠的技術保障[2].近年來，國內一些自然保護區應用紅外相機技術開展了對野生動物多樣性、種群密度分布等的調查研究[3-7].八仙山國家級自然保護區是天津市唯一的森林型國家級自然保護區，位于天津市薊州區東北部燕山山脈南翼(40°10′47″～40°13′56″N，117°31′55″～117°33′53″E)，總面積為1049hm2，核心區面積 550hm2，占保護區總面積的52.4%；緩沖區面積300 hm2，占保護區總面積的28.6%；實驗區面積199 hm2，占保護區總面積的19.0%.根據該保護區的氣候特點，其四季劃分方式為：3月至5月為春季，6月至8月為夏季，9月至11月為秋季，12月至次年2月為冬季.迄今，天津八仙山國家級自然保護區已經先后開展了2次野生動物資源調查，時間間隔為20 a.第1次資源調查發現魚類1目2科2種，兩棲爬行類3目7科20種，鳥類13目42科123種，哺乳動物5目13科27種[8]；第2次資源調查發現魚類2目3科7種，兩棲爬行類3目8科24種，鳥類13目44科137種，哺乳動物6目13科26種[9].僅就哺乳動物而言，兩次資源調查的物種數基本相同，但種類組成發生了很大變化，即哺乳動物名錄中新增加了4個物種，有5個物種消失.

距天津八仙山國家級自然保護區最近一次的野生動物資源調查已時隔近10 a，且先前鳥類調查主要采用樣點和樣帶結合的調查方法，哺乳動物調查主要采用樣線法結合訪問法、動物痕跡法等進行調查，在物種鑒定和統計方面可能存在誤差.本研究首次運用紅外相機技術對天津八仙山國家級自然保護區核心區內的鳥類和哺乳動物資源進行為期1 a的野外調查，為了解該地區野生動物資源近年來的發展變化情況和保護區制定野生動物保護管理方案提供科學依據.

1 研究方法

1.1 紅外相機安裝維護及數據收集

2016年1月1日至2016年12月31日，參照其他較大型保護區如廣西貓兒山自然保護區[4]、四川省老河溝自然保護區[5]的紅外相機布設密度，結合天津八仙山國家級自然保護區動物資源特點，在八仙山國家級自然保護區核心區內的獸徑岔道、水源地等野生動物出沒頻繁的地方密集布設了18臺Ltl5210型紅外相機，每臺紅外相機設定為全天24 h監測，安裝高度距離地面30～50 cm，相機朝向盡量避開日光影響，相機拍攝模式設置為拍照模式或拍照+攝像模式，被觸發時進行3次連拍，每次間隔為3 s，靈敏度設定為低，按照北京時間設置日期和時間，時間格式為月/日/年、時/分/秒.在紅外相機固定完成后及時記錄相機編號、GPS位點、海拔高度、放置日期等信息.紅外監測期內每隔3～4個月進行1次相機維護及數據收集(擦拭鏡頭、更換數據存儲卡及電池等).

1.2 數據分析

將野外收集到的紅外照片按照紅外相機位點編號存儲在不同的文件夾中，然后從每張紅外照片中提取基礎數據(包括相機編號、相機位點、拍攝時間、海拔高度、實時溫度等).依據文獻[10-11]對拍攝到的鳥類和哺乳動物逐一進行物種鑒別并記錄相關信息.在紅外監測期間，夜晚拍到了一些除松鼠科以外其他嚙齒目動物的紅外照片，由于動物個體較小，不易辨識，因此未做分析.

將同一相機位點同種動物間隔30 min內連續拍攝的照片作為1張獨立有效照片進行統計[12].本研究通過計算鳥類和哺乳動物相對豐富度指數(relative abundance index，RAI)來衡量八仙山國家級自然保護區鳥類和哺乳動物的相對種群數量：

2 結果與分析

2.1 紅外相機監測到的鳥類和哺乳動物種類

本研究紅外監測累計3 340個捕獲日(冬季1 042個，春季968個，夏季836個，秋季494個)，共收集到26 089張紅外照片和2 266段紅外視頻.其中，鳥類物種有550張紅外照片和1段紅外視頻，哺乳動物有3 273張紅外照片和78段紅外視頻.獲得的可鑒定到物種的鳥類獨立有效照片數為138張(冬季12張，春季65張，夏季55張，秋季6張)；獲得的可鑒定到物種的哺乳動物獨立有效照片數為1 307張(冬季119張，春季428張，夏季477張，秋季283張).

基于紅外照片可準確鑒定的鳥類有4目9科20種，其中，雀形目(Passeriformes)共有6科17種：鶇科(Turdidae)5種，包括斑鶇(Turdus eunumus)、寶興歌鶇(Turdus mupinensis)、虎斑地鶇(Zoothera aurea)、白眉鶇(Turdus obscurus)、白眉地鶇(Geokichla sibirica)；鴉科(Corvidae)4種，包括松鴉(Garrulus glandarius)、紅嘴藍鵲(Urocissa erythroryncha)、大嘴烏鴉(Corvus macrorhynchos)、小嘴烏鴉(Corvus corone)；鹟科(Muscicapidae)4 種，包括紅脅藍尾鴝(Tarsiger cyanurus)、紫嘯鶇(Myophonus caeruleus)、藍喉歌鴝(Luscinia svecica)、北紅尾鴝(Phoenicurus auroreus)；山雀科(Paridae)2種，包括大山雀(Parus cinerus)和黃腹山雀(Pardaliparus venustulus)；燕雀科(Fringillidae)1種，即燕雀(Fringilla montifringilla)；柳鶯科(Phylloscopidae)1 種，即棕眉柳鶯(Phylloscopus armandii).形目(Piciformes)啄木鳥科(Picidae)1種，即大斑啄木鳥(Dendrocopos major).雞形目(Galliformes)雉科(Phasianidae)1 種，即勺雞(Pucrasia macrolopha).鴿形目(Columbiformes)鳩鴿科(Columbidae)1種，即山斑鳩(Streptopelia orientalis).可準確鑒定的哺乳動物有4目6科10種，其中，食肉目(Carnivora)有3科5種：貓科(Felidae)1種，即豹貓(Prionailurus bengalensis)；鼬科(Mustelidae)3種，包括黃鼬(Mustela sibirica)、豬獾(Arctonyx collaris)、亞洲狗獾(Meles leucurus)；靈貓科(Viverridae)1種，即果子貍(Paguma larvata taivana).偶蹄目(Artiodactyla)鹿科(Cervidae)1 種，即狍(Capreolus pygargus).兔形目(Lagomorpha)兔科(Leporidae)1 種，即蒙古兔(Lepus tolai).嚙齒目(Rodentia)松鼠科(Sciuridae)監測到3種，即巖松鼠(Sciurotamias davidi-anus)、北花松鼠(Tamias sibiricus)、松鼠(Sciurus vulgaris).各物種在不同季節的獨立有效照片數和相對豐富度指數如表1所示.勺雞為國家Ⅱ級重點保護動物，白眉鶇和白眉地鶇為天津八仙山國家級自然保護區鳥類物種新記錄.

表1 紅外相機四季拍攝的鳥類和哺乳動物獨立有效照片數和相對豐富度指數Tab.1 Independent photos and RAI of birds and mammals recorded by camera traps across seasons

由表1可以看出，鳥類物種中，紅嘴藍鵲和勺雞的RAI較高，四季均有監測到；其余鳥類物種的RAI均較低，這可能與鳥類的居留型、生活類型等因素有關.本研究鑒定出的鳥類物種中，從居留型來看，留鳥有大斑啄木鳥、勺雞、紅嘴藍鵲、大嘴烏鴉、小嘴烏鴉、大山雀、北紅尾鴝7種；旅鳥有松鴉、藍喉歌鴝、紅脅藍尾鴝、虎斑地鶇、棕眉柳鶯、燕雀6種；夏候鳥有山斑鳩、紫嘯鶇、寶興歌鶇、黃腹山雀4種；冬候鳥僅斑鶇1種.哺乳動物中，巖松鼠、豬獾和豹貓的RAI較高，多數哺乳動物春夏季的RAI高于秋冬季.

2.2 鳥類和哺乳動物的季節動態

不同季節鳥類和哺乳動物隨捕獲日增加的累積物種數(cumulative species)變化如圖1所示.

圖1 鳥類和哺乳動物物種數隨紅外相機捕獲日增加的四季累積曲線Fig.1 Species diversity of birds and mammals with increased camera trap days across seasons

由圖1可以看出，在每個季節鳥類和哺乳動物的物種數均先隨著捕獲天數的增加而增加，在某一時期達到穩定后，物種數不再增加.春季在第79個捕獲日之后鳥類和哺乳動物的物種數均達穩定；夏季在第77個捕獲日之后鳥類和哺乳動物的物種數均達穩定；秋季因鳥類季節性南遷，鳥類物種數較少，在最后2個捕獲日才由1種增加至2種，在第31個捕獲日之后哺乳動物的物種數達穩定；冬季在第80個捕獲日之后鳥類和哺乳動物的物種數均達穩定.

八仙山鳥類和哺乳動物的物種數和豐富度均呈現一定的季節性特征.本研究從物種數、物種比例、相對豐富度指數和單臺相機物種數4個方面分別進行比較，結果如圖2所示.

圖2 鳥類和哺乳動物物種的季節動態Fig.2 Species dynamics of birds and mammals in different seasons

由圖2可以看出，八仙山鳥類物種數和物種比例的季節排序為：春季＞冬季＞夏季＞秋季；相對豐富度指數和單個相機物種數的季節排序為：春季＞夏季＞冬季＞秋季.哺乳動物物種數和物種比例在不同季節的排序為：春季=夏季=秋季＞冬季；相對豐富度指數的季節排序為：秋季＞夏季＞春季＞冬季；單個相機物種數的季節排序為：夏季＞秋季＞春季＞冬季.總的來看，八仙山鳥類種群的季節波動性大于哺乳動物，尤其是秋季，哺乳動物除了在冬季的物種數減少較多外，在其他季節的波動性較小.這主要是與動物的物候和生活節律有關.鳥類和哺乳動物在春夏季為活動和繁殖的活躍期；秋季部分鳥類如山斑鳩、紫嘯鶇遷徙至南方；冬季部分哺乳動物如豬獾會有冬眠現象.

3 討論與結論

本研究在天津八仙山國家級自然保護區核心區首次運用紅外相機技術開展了對該地區鳥類和哺乳動物資源的調查，已準確鑒定的鳥類和哺乳動物隸屬8目15科共30種.其中，勺雞為國家Ⅱ級重點保護動物，白眉鶇和白眉地鶇為保護區鳥類物種新記錄.核心區以中小型哺乳動物為主，缺少大型哺乳動物，可能是因為大型哺乳動物對生境質量要求苛刻，且需要較大的活動領域.保護區第二次野生動物資源調查記錄到26種哺乳動物，本次研究僅發現其中的10種，以前曾記錄到的斑羚(Naemorhedus goral)、青鼬(Martes flavigula)、刺猬(Erinaceus amurensis)等物種在本研究中尚未發現，原因可能是：①本研究的監測范圍局限于核心區，未涵蓋所有物種活動區域；②某些物種數量稀少，呈區域性分布；③某些物種個體很小，即使被拍攝到也無法進行數據有效識別.哺乳動物的活動呈現了一定的季節規律，主要表現為冬季數量最低，秋季相對豐富度最高，夏季單個相機物種數最高.鳥類活動的季節規律則是春夏季節數量多，活動頻繁，秋季數量最少.紅外相機技術適合于稀有、隱秘物種的監測，尤其是夜行性動物的監測.豹貓被列入《中國瀕危動物紅皮書》，具有典型的夜行性特征.由于對環境變化敏感、行動隱秘，以往調查中雖多次發現其活動痕跡(腳印、糞便)，但未直接觀察到野生豹貓.本研究紅外監測期間首次在核心區內拍攝到豹貓白天的活動情況，這在一定程度上說明天津八仙山國家級自然保護區的生境質量得到了改善.

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