紅外相機在中國保護區野生動物監測的應用現狀

李榮生，肖家亮，鐘慧聰，莊禮鳳，魏懿鑫

1.廣東始興南山省級自然保護區管理處，廣東韶關 512521；

2.廣州林芳生態科技有限公司，廣東廣州510520

1 野生動物多樣性概述

所有生物種類和遺傳變異及其生存環境的形成生態復合體為生物多樣性[1]，生物多樣性中非常重要的一部分——野生動物多樣性，為生物多樣性的研究提供客觀依據[2]。

由于中國地形地貌的特殊性和氣候條件的復雜多樣，孕育了多樣的植被類型及豐富的野生動物資源。中國是世界上物種、遺傳資源、特有物種較豐富的國家之一[3]。隨著人口的增長和經濟的發展，人類由原來的物質需求轉為精神需求，活動足跡不斷擴大并延伸至自然保護區，使得生物多樣性受到了越來越嚴重的威脅，因此，中國也是生物多樣性受威脅較嚴重的國家之一[4]。自然保護區是為保護生物多樣性及保持生態平衡，依法劃定并予以特殊保護和管理的區域[5]。野生動物資源是保護區的保護對象之一，進行野生動物資源監測是自然保護常態化的工作職責，野生動物監測的開展有助于摸清自然保護區內野生動物資源的本底，掌握野生動物種群數量動態、分布及活動規律，人為干擾對野生動物多樣性的影響及野生動物與周圍環境之間的動態關系，也是評估生物多樣性保護成效的重要方式[6]。

2 紅外相機技術原理概述

紅外相機技術即應用紅外感應設備自動拍攝靜態和動態影像的技術，目前廣泛應用于自然保護區野生動物的實時監測[7]。

紅外相機的兩種模式分別為主動式和被動式，其中，當移動的物體經過，引發紅外相機拍攝的即為主動式；當恒溫動物的體溫與環境溫度產生溫差，觸發相機拍攝[8-9]的即為被動式。被動式因可固定時間間隔拍攝以及觸發式拍攝應用更為廣泛。主動式常用以觀察并記錄高頻次出現的個別動物或者動物家庭的行為；被動式大多用出現頻率不高的研究對象，例如，記錄鳥巢掠食者以及大型獸類行為等[10-11]。

國內前期的動物調查，由于技術限制，對野生動物本底調查不夠清晰，許多調查數據存在缺陷。因紅外相機具隱蔽性，對觀察野生動物活動干擾小、不易受環境因子的限制、可全天候收集準確數據等優點，已被廣泛應用于自然保護區野生動物生態學和保護學研究中。

中國自然保護區大多利用紅外相機技術進行野生動物多樣性調查、動物行為研究、種群動態監測，客觀記錄自然保護區獸類和鳥類的本底情況[12]，獲取的大量野生動物影像資料不僅可以為保護區保護管理提供決策依據，也為野生動物的科研宣教提供素材資料。因此，紅外相機技術在應用探測及記錄珍稀野生動物中具有重要價值[13]。

表1 近年中國主要自然保護區紅外相機監測珍稀野生動物物種名錄Tab.1 List of rare wildlife species monitored by infrared camera in China's major nature reserves in recent years

近年來，利用紅外相機的獨特優勢進行珍稀瀕危野生動物監測取得不少新進展：2019 年，蔣忠軍監測到灰翅鶇新記錄物種[12]；佛坪保護區的紅外相機拍攝到金錢豹等12 種食肉動物，為該區物種群間關系研究提供了珍貴資料[14]，并為及時更新和修訂保護區物種名錄提供一手資料[15-16]。2020 年，吳沛樺在馬邊大風頂保護區監測到隱蔽性較高、不易被發現的四川山鷓鴣[17]；同年，劉鵬在江西金盆山自然保護監測到白眉山鷓鴣、斑林貍等新記錄物種[18]。有研究表明：紅外相機監測到的鳥、獸物種數量與監測時間呈正相關，建立長期的紅外相機監測網絡對掌握區內的野生動多樣性動態變化規律的研究具重要意義[19]。

3 紅外相機監測野生動物的方法

自然保護區一般采用網格方式進行紅外相機位點的布設，實際相機安裝位點還應結合自然生境和監測物種的生活習性、水源點、獸徑等因素來選擇安全可靠的點位，確保監測物種的有效拍攝[28]。2020年，馬亦生重點針對大熊貓分布特點，在動物活動的通道、水塘等附近的活樹干上高50cm～120cm[16]的位置布設相機。

紅外相機的參數設置和擺放方式直接影響監測數據的可靠性，一般需要考慮架設的角度、周圍的環境、固定物的穩定性等因素，如直接捆綁在離地面1m～1.2m 高度的樹干上，鏡頭垂直，相機前方無樹葉等雜物遮擋[29-30]。由于紅外相機對猬目等小型獸類及雀形目鳥類監測的局限性，需結合區域內的前期調查資料，根據監測對象、監測目的進行針對性的相機布設，以獲得最準確的結果[31]。已有研究表明：紅外相機的布設應選擇較粗的樹木綁相機，減少因刮風、降雨等造成錯誤觸發；避免相機鏡頭正對陽光，以免降低拍攝質量；定期清理紅外相機鏡頭前的雜物，定期清理、擦拭紅外相機鏡頭，避免因誤觸、灰塵聚積影響拍攝質量[27]。

表2 2018 年～2020 年中國自然保護區紅外相機監測野生動物的方法Tab.2 2018～2020 methods of infrared camera monitoring wildlife in nature reserves

4 紅外相機監測野生動物應用

隨著“3S”技術、數碼影像技術的不斷更新，紅外相機廣泛用于野生動物的監測與研究中[29]，紅外相機對敏感性較高和體型較大野生動物的長期種群動態監測及大、中型具潛在的危險獸類調查有一定優勢，無法對冷血變溫動物蛇類和一些小型野生動物調查[38]。根據研究需要，紅外相機監測技術也可和動物樣線法相結合，以填補紅外相機缺陷，最大限度摸清野生動物資源本底現狀，更全面地掌握保護區動物活動節律及生境選擇規律[39-40]。

由于紅外相機丟失情況較為嚴重，工作人員需加強保護區內巡護和對當地民眾進行保護宣傳工作，及時注意相機工作狀態，適時對相機進行更換增補以及維修，保障監測工作的正常進行[21-22]。紅外相機監測技術可以在不干擾生物情況下，更真實捕捉到動物的生活狀信息，隨著近年來中國對生態保護和生態文明建設的重視，自然保護地數量迅速增加，對野生動物等的保護意識的提高，諸如紅外相機監測等先進技術勢必會得到更為廣泛的應用[23，41]。