基于紅外相機對四川千佛山國家級自然保護區獸類及鳥類多樣性的初步調查

蔣忠軍， 葉信初， 胡加云， 楊彪， 李生強

(1. 四川千佛山國家級自然保護區綿陽市安州區管理處，四川綿陽622650； 2. 成都市雷雀生態環保科技有限公司，成都610042； 3. 西華師范大學，西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室，四川南充637002；4. 成都暢新環保科技有限公司，成都610047)

野生動物多樣性監測是生物多樣性資源管理的基本步驟，也是自然保護區開展保護管理工作的基礎(呂一河等，2001)，監測信息不僅能夠反映該地區生物多樣性的動態變化情況，有助于珍稀瀕危物種的保護和評估管理，而且能夠為種群現狀評估、區域規劃以及生物多樣性保護等宏觀決策提供基礎資料(陳圣賓等，2008)。

四川千佛山國家級自然保護區開展了不少獸類和鳥類多樣性的調查研究工作，如符建榮等(2005)根據2002—2005年的綜合科學考察結果并結合歷史文獻資料記錄保護區內鳥類13目35科160種，以及劉應雄等(2014)記錄保護區內獸類8目26科81種。2012年保護區再次進行了綜合科學考察，共記錄獸類7目27科80種，鳥類16目45科182種(未發表數據)。以往的調查研究主要基于樣線法、樣方法、痕跡法等傳統調查方法，其對調查人員的專業素質要求較高且易受主觀因素的影響，在針對動物活動痕跡或采食痕跡的識別上可能會存在錯誤。

紅外相機技術在野生動物(尤其是某些珍稀瀕危、活動隱秘的物種)監測上有明顯優勢，作為一種非損傷性技術手段，具有對野生動物干擾小、一般不易受天氣和地形等環境因子的限制、全天候工作、收集數據客觀準確等優點，已被廣泛應用于野生動物生態學和保護學研究中(Karanth & Nichols，1998；O’Brienetal.，2003；Solbergetal.，2006；李晟等，2014；肖治術等，2014a)，如物種多樣性調查(劉芳等，2012；武鵬峰等，2012)、動物行為研究(章書聲等，2012；趙玉澤等，2016)、種群動態監測(斯幸峰，丁平，2014；楊子誠等，2018)等。紅外相機技術獲得的結果在一定程度上可以作為其他方法的印證和補充(張鵬等，2014；包欣欣，2017；張倩雯等，2018)。本研究采用紅外相機技術，于2016年7月—2017年6月在四川千佛山國家級自然保護區內開展了獸類和鳥類的初步調查，旨在為保護區野生動物保護管理提供基礎資料，同時本次調查數據可以作為保護區之前采用傳統調查方法獲得結果的有益補充，以更全面客觀地反映保護區內的鳥獸多樣性。

1 研究方法

1.1 研究地點

四川千佛山國家級自然保護區位于四川盆地西北邊緣的綿陽市安縣境內(104°06′～104°18′E，31°37′～31°48′N)，總面積11 083 hm2。保護區地處四川西部地槽區和揚子準地臺區結合部，地質構造復雜，地形為中、低山地貌，最高海拔3 047 m，最低海拔1 280 m，相對高差近1 800 m。屬亞熱帶濕潤季風氣候，年均氣溫11.5 ℃，最高氣溫29 ℃，最低氣溫-5.5 ℃，年日照1 050 h，年降水量1 500 mm左右。區內植被類型多樣且垂直分布特征明顯，從山腳到山頂，依次為常綠闊葉林(<1 600 m)、常綠落葉闊葉混交林(1 600～2 200 m)、針闊混交林(2 200～2 500 m)、針葉林(2 500～3 000 m)、高山灌叢和草甸(>2 800 m)。保護區始建于1993年，野生動植物豐富，分布有珍稀野生動物大熊貓Ailuropodamelanoleuca、川金絲猴Rhinopithecusroxellanae、四川羚牛Budorcastibetanus等，珍稀野生植物有紅豆杉Taxuschinensis、南方紅豆杉Taxuswallichianavar.mairei、珙桐Davidiainvoluceata等(未發表數據)。

1.2 相機布設與數據收集

本研究選擇在保護區人為干擾小、生境類型豐富、物種分布痕跡較多的區域開展。2016年7月—2017年6月在區內按照1臺/km2的密度共設置20個監測位點(圖1)。紅外相機(夜鷹SG-990V)主要布設在動物經常活動的地點(獸徑、取食點等)，并兼顧不同植被類型、海拔、野生動物的分布特點及相機的安全性等因素。野外布設在充分考慮野外工作難易程度的同時，盡力保證相鄰相機的間距至少500 m。相機直接捆綁在離地面0.5 m左右的樹干上，并記錄每個相機位點的GPS信息(經度、緯度、海拔)和其他小生境信息(動物痕跡，喬木、灌木和草本的種類、蓋度和密度等)。相機設置主要參考常規陸棲大中型獸類和鳥類監測規范(肖治術等，2014b)。每3個月左右收集1次數據，同時檢查相機的性能并更換儲存卡，之后及時將卡中數據拷貝至電腦并備份。

1.3 數據分析

獸類和鳥類的物種名及其分類主要參考《中國哺乳動物多樣性及地理分布》(蔣志剛等，2015)和《中國鳥類分類與分布名錄(第三版)》(鄭光美，2017)，世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危等級參考IUCN 紅色名錄(IUCN，2017)。

通過物種的相對豐富度指數(relative abundance index，RAI)衡量基于紅外相機監測數據下保護區獸類和鳥類的相對種群數量，RAI=Ai/T×100，其中，Ai表示第i類(i=1，2，……，n)動物的獨立有效記錄(照片或視頻)數；T表示總的相機監測日(O’Connelletal.，2010)。獨立有效記錄(照片或視頻)定義為同一相機位點含同種個體的間隔時間至少為30 min的相鄰有效記錄(照片或視頻)(O’Brienetal.，2003)。

圖1 四川千佛山國家級自然保護區紅外相機布設位置Fig. 1 The distribution of infrared camera traps in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

2 結果

2.1 取樣量分析

從相機有效監測日來看，在同一監測時間下，獸類物種數在1 400～2 900個相機監測日期間較平穩，之后略有增加且在超過3 300個相機監測日時仍在增加。鳥類物種數在整個監測期間呈持續增長趨勢(圖2)。

圖2 四川千佛山國家級自然保護區獸類、鳥類及二者總物種數與相機有效監測日的關系Fig. 2 Relationships between species numbers of mammals， birds and the both species with efficient camera days in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

2.2 監測情況

本次紅外相機監測共計3 333個相機監測日，獲得照片2 355張，視頻1 867段，獨立有效記錄436次。其中，有效照片(含野生動物或人類活動)1 096張，有效率46.54%；有效視頻956段，有效率51.21%。有效照片中野生動物照片522張，人類活動(含人、放牧等)574張。野生動物識別到種512張，種級識別率98.08%。有效視頻中野生動物記錄539段，人類活動(含人、放牧等)417段。野生動物識別到種512段，種級識別率94.99%。單個相機位點拍攝的物種數最少為2種，最多為14種，平均每個位點拍攝的物種數為5.95種±3.80種。共鑒定出17種獸類和18種鳥類(表1)。

2.3 物種組成

本次紅外相機調查拍攝到的17種野生獸類，隸屬4目10科，其中，靈長目Primates 1種，鯨偶蹄目Cetartiodactyla 6種，食肉目Carnivora 9種，嚙齒目Rodentia 1種。RAI從高到低依次為川金絲猴(2.37)、毛冠鹿Elaphoduscephalophus(1.83)、野豬Susscrofa(1.17)、巖松鼠Sciurotamiasdavidianus(1.02)、赤麂Muntiacusvaginalis(0.21)。相機位點數依次為川金絲猴(15)、毛冠鹿(10)、野豬(8)、巖松鼠(8)、黑熊Ursusthibetanus(5)和豹貓Prionailurusbengalensis(5)。國家Ⅰ級重點保護野生動物3種：大熊貓、林麝Moschusberezovskii和川金絲猴；國家Ⅱ級重點保護野生動物5種：中華鬣羚Capricornismilneedwardsii、喜馬拉雅斑羚Naemorhedusgoral、黑熊、豹貓、黃喉貂Martesflavigula；林麝被IUCN列為瀕危(EN)物種，川金絲猴、毛冠鹿、中華鬣羚、大熊貓和黑熊被列為易危(VU)物種，喜馬拉雅斑羚被列為近危(NT)物種(表1)。

本次紅外相機調查拍攝到的18種野生鳥類，隸屬2目8科，其中，雀形目Passeriformes 15種，雞形目Galliformes 3種。雞形目鳥類的RAI和相機位點數均較高，尤其是紅腹錦雞Chrysolophuspictus(RAI為3.21，相機位點數為7)和紅腹角雉Tragopantemminckii(RAI為1.05，相機位點數為9)明顯高于其他物種；其次是雀形目中的噪鹛科Leiothrichidae鳥類。國家Ⅱ級重點保護野生動物3種：紅腹錦雞、紅腹角雉、血雉Ithaginiscruentus(表1)。岷山山系新記錄1種：灰翅鶇Turdusboulboul，該物種原記錄僅在四川南部有分布。

表1 四川千佛山國家級自然保護區紅外相機監測獲得的獸類和鳥類記錄Table 1 Mammals and birds recorded by infrared camera traps in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

物種Species國家保護等級NationalprotectedcategoryIUCN紅色名錄IUCNRed List相機位點Camerasites記錄頻次Recorded frequency視頻Videos照片Photos總計Total獨立有效記錄No. ofvalidrecords相對豐富度指數Relativeabundanceindex(四)牛科Bovidae喜馬拉雅斑羚Naemorhedus goralⅡNT110110.03中華鬣羚Capricornis milneedwardsiiⅡVU111210.03(五)豬科Suidae野豬Sus scrofa85157108391.17三 食肉目Carnivora(六)熊科Ursidae大熊貓Ailuropoda melanoleucaⅠVU21212230.09黑熊Ursus thibetanusⅡVU5661260.18(七)貓科Felidae豹貓Prionailurus bengalensisⅡ5641060.18(八)靈貓科Viverridae花面貍Paguma larvata212320.06(九)鼬科Mustelidae豬獾Arctonyx collaris445960.18伶鼬Mustela nivalisLC110110.03黃鼬Mustela sibiricaLC110110.03黃喉貂Martes flavigulaⅡLC111210.03黃腹鼬Mustela kathiahLC203330.09四 嚙齒目Rodentia(十)松鼠科Sciuridae巖松鼠Sciurotamias davidianusLC8352055341.02

注： IUCN紅色名錄等級： EN. 瀕危， VU. 易危， NT. 近危， LC. 無危

Notes： IUCN red list： EN. endangered， VU. vulnerable， NT. near threatened， LC. least concern

3 討論

本研究利用紅外相機在四川千佛山國家級自然保護區監測到的17種獸類和18種鳥類，分別為保護區2012年綜合科學考察記錄(未發表數據)的21.3%和10.4%。雖然本次監測拍攝的鳥獸物種數量不及之前傳統方法調查的結果，但也不乏新記錄物種(如灰翅鶇)，這表明紅外相機監測可以作為傳統調查方法的有益補充。同時，基于紅外相機技術獲得的獸類和鳥類的影像數據(照片和視頻)，可以作為物種真實存在的有力證據。

研究發現該地區原來分布的一些重要珍稀物種在本次監測中未被記錄到，包括豹Pantherapardus、四川羚牛、馬麝Moschussifanicus、藏酋猴Macacathibetana、獼猴Macacamulatta、豺Cuonalpinus、小熊貓Ailurusfulgens、小靈貓Viverriculaindica、大靈貓Veverrazibethaashtoni、水獺Lutralutra、金貓Felistemmincki、巖羊Pseudoisnayaur等。這可能與調查方法、物種受環境影響的變化以及相機布設情況等有關。首先，保護區物種的原始記錄大多來自傳統的樣線法、痕跡法、訪問法等，由于缺乏實體標本，數據的準確性有待考證；其次，歷史記錄的物種因多年來環境的變化以及人為活動干擾等影響，數量可能減少甚至地域性滅絕；最后，本次紅外相機監測僅限于保護區的部分核心區域，相機布設沒有覆蓋整個保護區，取樣量分析也表明本次紅外相機監測在獸類和鳥類的取樣上均不夠充分，因此，為了更加準確研究區內物種情況，尤其是豹、金貓等數量稀少且活動范圍較大的物種還需要擴大監測范圍并增加監測時長。

在野生動物紅外相機監測研究中，針對某些特定物種，相機安放可以進行特殊處理，如余梁哥等(2013)在調查云南省屏邊縣大圍山倭蜂猴Nycticebuspygmaeus、蜂猴N.bengalensis及同域獸類時，將紅外相機安放在離地面4～6 m的大樹上；楊子誠等(2018)在研究亞洲象Elephasmaximus個體識別和種群數量時，將紅外相機安放高度設為1.5 m和3～4 m。一般情況下紅外相機安放高度距離地面0.5～1 m，拍攝范圍局限于地面，雖然偶爾來林下活動的鳥類也會被紅外相機捕捉，但是大多數鳥類的活動空間在林冠層，因此，本文基于紅外相機監測數據分析出的不同鳥類豐富度的差異可能并非是真實的差異。這是紅外相機的拍攝對象主要為大中型獸類和地棲性鳥類，而對于難以辨識的小型獸類和非地棲性鳥類則難以進行有效探測的重要原因，這也是紅外相機自身的局限性(劉芳等，2012；李晟等，2014)。

研究發現不同動物的活動家域大小不同，體型越大的動物個體需要越大的家域面積以滿足自身對食物的需求，并且野生動物的活動往往會因食物資源的時空變化而存在季節性差異(Kelt & Van，2001；Mysterudetal.，2001)，因此，短時間內小范圍的紅外相機監測可能無法完全捕捉整個保護區內的物種情況。雖然紅外相機監測效果會受監測面積、監測時長、相機穩定性、相機布設密度、相機安放的生境、海拔、拍攝角度等因素的影響(肖治術等，2014a，2014b；張履冰等，2014)，且實際工作中不同安放人會因經驗的不同也會出現拍攝效果上的差異，但是理論上，只要相機安放正確，在足夠長的時間內同樣有拍到在該區域活動的物種的可能(肖治術等，2014b)。因此，接下來的監測工作應該充分考慮野生動物的活動家域范圍、保護區實際生境情況、食物資源狀況、野外工作的強度和可行性等，增加紅外相機數量，擴大監測面積和監測時長，同時采用多種調查方法相結合以獲得更加全面、科學、有效的調查結果，以期更加全面掌握保護區野生動物多樣性狀況。

致謝：四川千佛山國家級自然保護區工作人員黃興田、張龍成、范進貴、陳統富、代珍乾、范昌龍、陳正東、彭才富、彭言友等人參加了紅外相機的野外安裝和數據回收，在此一并致謝！