紅外相機(jī)技術(shù)在我國野生動物研究與保護(hù)中的應(yīng)用與實(shí)踐探索

趙德縉 向子軍 瞿萬學(xué) 陳紹林

（1.湖北巴東金絲猴國家級自然保護(hù)區(qū)沿渡河保護(hù)管理站，湖北巴東 444300；2.湖北巴東金絲猴國家級自然保護(hù)區(qū)溪丘灣保護(hù)管理站，湖北巴東 444300；3.利川市林業(yè)局，湖北巴東 444300；4.湖北星斗山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，湖北巴東 444300）

1 紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物研究中的應(yīng)用

1.1 野生動物本底調(diào)查 紅外相機(jī)有著較強(qiáng)的隱蔽性，能對野生動物的活動動態(tài)進(jìn)行觀察與探測。我國在前期調(diào)查普遍存在著數(shù)據(jù)缺陷這類問題，并未全面調(diào)查野生動物的本地資源，這導(dǎo)致了相關(guān)研究人員在某區(qū)域?qū)σ吧鷦游锵嚓P(guān)信息方面的了解嚴(yán)重不足。而紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對珍稀野生動物的探測與記錄有較強(qiáng)的推動作用，能有效對夜行性珍稀動物的實(shí)際活動情況進(jìn)行監(jiān)測[1]。據(jù)相關(guān)資料顯示，紅外相機(jī)在調(diào)查自然保護(hù)區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)生物多樣性領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，能對該區(qū)域中的獸類及鳥類生活狀況進(jìn)行記錄，所記錄的獸類高達(dá)100 余種，鳥類高達(dá)150 余種，充分說明了紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物本底調(diào)查中發(fā)揮了重要作用。

1.2 研究動物行為學(xué) 由于紅外相機(jī)儲能巨大，能持續(xù)不斷地在野外活動中工作，因此將其應(yīng)用到野生動物行為學(xué)的研究中，能對小型食肉等動物實(shí)際活動情況進(jìn)行正確評估。工作人員選擇一個特定的時間監(jiān)測這類野生動物，可根據(jù)紅外相機(jī)所拍攝的照片來明確該物種活動強(qiáng)度指數(shù)，判定其基本活動規(guī)律。同時，能深入研究部分大型動物標(biāo)記領(lǐng)地這一行為，對巢食肉動物與食腐動物的區(qū)分也能提供理論上的參考。

1.3 評估野生動物種群參數(shù) 紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能正確評估野生動物的種群數(shù)量及基本密度。具體流程主要是，利用紅外相機(jī)所構(gòu)建的標(biāo)記模型及重捕模型獲取野生動物的體表特征，并通過相應(yīng)的軟件深入分析相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲取種群數(shù)量和密度。在對野生動物個體進(jìn)行識別的過程中，可從野生動物自身特征入手，如貓科動物體表斑紋等，也可根據(jù)人為標(biāo)記完成識別，如耳飾及項(xiàng)圈等。此外，紅外相機(jī)還可應(yīng)用至自然特點(diǎn)特體識別動物中，對于東北虎、雪豹這類大型貓科動物的評估有著重要的指導(dǎo)作用。紅外相機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合了傳統(tǒng)非空間封閉種群模型和描述點(diǎn)模型，可根據(jù)不同野生動物之間的差異建立相應(yīng)的等級模型，通過葉貝斯方法累計(jì)模型所輸出的數(shù)據(jù)，能有效評估野生動物的物種密度[2]。但紅外相機(jī)技術(shù)所構(gòu)建的標(biāo)記和重捕模型僅能適用于較少的物種類型，無法利用影片結(jié)果來對缺乏個體特異性的野生動物物種進(jìn)行評估。為了有效解決這一問題，相關(guān)專家學(xué)者給出了運(yùn)動物體移動相機(jī)探測理念，通過分析動物移動速度及優(yōu)化相機(jī)設(shè)置，構(gòu)建一個氣體分子碰撞率模型，由此實(shí)現(xiàn)對單體或群體野生動物的監(jiān)測。

2 紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 保護(hù)區(qū)監(jiān)測 我國建立不同級別自然保護(hù)區(qū)的初衷在于增強(qiáng)生物多樣性，做好保護(hù)區(qū)動物的監(jiān)測工作，是保護(hù)野生動物體系的重要組成部分。目前，大部分野生動物保護(hù)區(qū)均采取了數(shù)量及痕跡統(tǒng)計(jì)這一監(jiān)測方式，通過紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能給相關(guān)管理人員開展監(jiān)測工作提供充足的技術(shù)支撐。例如，針對荒漠生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)區(qū)，可通過紅外相機(jī)技術(shù)來監(jiān)測該區(qū)域中的水源地，進(jìn)而根據(jù)水源地分布調(diào)查實(shí)際動物物種，以獲取較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，為荒漠地區(qū)水資源管理提供數(shù)據(jù)參考。不同于傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)，紅外相機(jī)技術(shù)能提供精準(zhǔn)程度較高的數(shù)據(jù)信息，如野生動物出現(xiàn)時間、社會結(jié)構(gòu)等[3]。相關(guān)工作人員可整合紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)和傳統(tǒng)監(jiān)測方式，從而有效提升工作效率，確保工作質(zhì)量。目前，我國四川、陜西、吉林等地已陸續(xù)應(yīng)用了紅外相機(jī)技術(shù)進(jìn)行大中型野生動物監(jiān)測，且不單單涉及到某一個保護(hù)區(qū)，同時也和周圍保護(hù)區(qū)產(chǎn)生了緊密聯(lián)系，形成了一個完善的監(jiān)督管理網(wǎng)絡(luò)，為紅外相機(jī)技術(shù)在野生動物保護(hù)區(qū)監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.2 保護(hù)地監(jiān)測 我國自然保護(hù)地種類繁多，各類森林公園層出不窮，在對這類保護(hù)地進(jìn)行管理時，通過應(yīng)用紅外相機(jī)技術(shù)能及時獲取野生動物的實(shí)際分布情況，并利用模型的構(gòu)建、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析對野生動物數(shù)量、分布狀態(tài)進(jìn)行正確的評估，進(jìn)而為保護(hù)地管理方針的制定提供數(shù)據(jù)上的支持[4]。紅外相機(jī)技術(shù)能對不同野生動物分布的多維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)查，有效分析該區(qū)域中的大中型獸類群落，根據(jù)野生動物種群參數(shù)來判定在該保護(hù)地中采取的相應(yīng)保護(hù)措施是否具備可行性。

3 野外布置紅外相機(jī)使用注意事項(xiàng)

（1）工作人員應(yīng)順著陽光照射的方向水平放置紅外相機(jī)鏡頭，究其原因主要是因?yàn)槟婀猸h(huán)境下的紅外相機(jī)只能捕捉到黑色動物圖像，無法判定野生動物的花紋、顏色、斑點(diǎn)這類體表特征。

（2）工作人員應(yīng)確保動物行走方向與拍照方向保持一致，不能呈垂直關(guān)系，主要是由于野生動物移動速度較快，紅外相機(jī)所拍攝的影像存在1 ～2 s 的延遲，只有一致的方向才能保證不遺漏任何一個細(xì)節(jié)。

（3）紅外相機(jī)布設(shè)應(yīng)盡可能選擇動物利用的獸徑和水源附近。

（4）相關(guān)工作人員應(yīng)對紅外相機(jī)鏡頭前1 ～4 m 處的環(huán)境進(jìn)行處理。觸發(fā)紅外相機(jī)探測器開關(guān)的條件主要包含適當(dāng)?shù)臏囟燃耙苿拥奈矬w，但陽光、晃動的樹葉、灌木、樹枝等也能滿足這2 個條件，從而使紅外相機(jī)誤觸，由此所獲取的影像資料并無參考價(jià)值[5]。因此，工作人員應(yīng)充分考慮到這類因素所帶來的不利影響，在布置紅外相機(jī)的過程中應(yīng)對可移動雜物進(jìn)行清理，這樣才能最大化地減小誤觸概率。

4 結(jié)語

目前，我國科學(xué)技術(shù)水平有了長足進(jìn)步，野生動物監(jiān)測研究也取得了一定成效。要想讓所獲取的野生動物相關(guān)數(shù)據(jù)信息更為精準(zhǔn)，則應(yīng)加強(qiáng)紅外相機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，并將其有機(jī)結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)測方式，探究野生動物在群落的成長情況及動物群落維持結(jié)構(gòu)等問題，從而構(gòu)建我國野生動物紅外線監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)記長期計(jì)劃，對技術(shù)培訓(xùn)及數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以提升我國生物學(xué)及生態(tài)學(xué)水平。