基于衛星追蹤技術對黃河三角洲人工救助丹頂鶴活動范圍和生境利用研究

張樹巖，蓋凌云，車純廣，孫 嬌，于秋陽，李東來*

（1.黃河三角洲國家級自然保護區黃河口管理站，山東 東營 257091；2.遼寧大學生命科學院，遼寧 沈陽 110036）

丹頂鶴屬鶴形目、鶴科、鶴屬，是國家一級保護鳥類，被世界自然保護聯盟瀕危物種紅皮書列為瀕危物種。近些年的研究表明，中國丹頂鶴越冬種群數量急劇下降，以每年50—150 只的速度從原來的1100 余只下降至目前不足500 只[1,2]。黃河三角洲自然保護區是丹頂鶴遷徙期的重要中途停歇地和越冬地。根據在黃河三角洲的監測發現，丹頂鶴春季遷徙期的種群數量由2009年的325 只[3]下降到目前的100 只左右，且還有持續下降的趨勢。在這種特殊情況下，研究丹頂鶴對停歇地的棲息地利用和生境選擇就尤為重要。

生境利用，包括覓食和休息地(夜宿)生境利用，在鳥類的生活史，特別是遷徙期的能量補給中發揮著重要的作用。鳥類如何進行生境選擇及空間利用，尤其是珍稀瀕危鳥類的生境選擇及空間利用研究已成為保護生物學的重要研究方向[4,5]。前期研究發現，黃河三角洲地區濱海河口翅堿蓬灘涂和潮間帶泥灘是丹頂鶴的主要棲息地，60 %～70 %的丹頂鶴個體出現在這些生境，主要取食灘涂上的螃蟹，僅有30 %～40 %的丹頂鶴個體利用內陸地蘆葦沼澤濕地[6,7]。然而，近些年，該保護區內翅堿蓬灘涂濕地面臨嚴重的退化和互花米草入侵的威脅，導致丹頂鶴可利用的灘涂生境減少，而濕地恢復工程促進了大量蘆葦沼澤濕地的出現。在這種明顯生境變化情況下，丹頂鶴的生境利用是否發生變化值得關注。

本研究通過衛星跟蹤定位技術對一只救護的丹頂鶴進行監測，以期望了解丹頂鶴在黃河三角洲遷徙停歇期的生境利用、活動范圍及夜宿地選擇，同時，通過跟蹤位點的連續監測，隨時了解丹頂鶴的人工救護效果。

1 研究地概況

黃河三角洲國家級自然保護區(37°35′—38°12′ N，118°33′—119°20′ E)位于山東省東營市境內，是典型的濱海河口濕地，擁有面積廣大的灘涂濕地、蘆葦沼澤、水塘等多種濕地類型，是水鳥遷徙過程中的重要中途停歇地和覓食地。黃河三角洲屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，境內年平均日照時數2590～2830 h，年平均氣溫11.7～12.8 ℃，年無霜期206 d，年平均降水量530～630 mm，但降水分布不均勻，70 %集中在夏季[8]。黃河每年攜帶大量泥沙入海，在海陸交匯處，由于長期受河水和海水的雙重影響，使黃河三角洲地區形成了獨特的濕地生態系統，為魚、蝦、蟹等水生生物的生存繁殖提供了天然的場所，給水鳥提供了豐富的食物資源和棲息環境，使黃河三角洲自然保護區成為東北亞內陸和環西太平洋鳥類遷徙的重要中轉站、越冬棲息地和繁殖地[9]。

2 研究方法

本研究跟蹤丹頂鶴為黃河三角洲自然保護區黃河口管理站在2017年2月末人工救助的一只受傷丹頂鶴。保護區工作人員在保護區外圍進行日常巡邏時，發現一只丹頂鶴由于中毒，趴在稻田地中，經過緊急注射解藥和灌水施救等搶救后送于保護站專人喂養，經過一個月的治療，逐漸康復。該鶴于2021年3月29日放飛，并為其佩戴中國湖南環球信士科技有限公司生產的HQBP5038 型號的背式衛星追蹤器，其規格為65 mm×35 mm×50 mm，重量為38g，定時數據周期為1 h。衛星追蹤器采用GPS 定位，并由太陽能供電續航，數據獲取是在網絡客戶端下載跟蹤數據。定位數據分為有效位點和無效位點，有效位點分為A、B、C、D，4 個不同的精度等級，精度分別為5 m、10 m、20 m 和100 m。追蹤器共獲取739 個位點數據，剔除其中無法確定經緯度的116 個無效位點，獲得623 個有效位點，精度A、B、C 和D 的數據位點分別為327 個、229 個、60 個和7 個。將有效位點數據導入ArcGIS10.2 軟件中，通過ArcGIS10.2 軟件來測量丹頂鶴每日活動的最大范圍，并對每個位點的生境類型進行分析。本次研究將丹頂鶴每日活動數據點的最大多邊形面積作為日活動范圍，面積測量及生境類型劃分則在實地觀測的基礎之上，根據Landsat8 系列衛片進行活動面積計算，通過ArcGIS10.2 軟件生成。丹頂鶴的生境選擇根據每日丹頂鶴有效位點所處的各種生境類型所占的比例進行表示，夜宿地利用選取的是每日18：00 到次日6：00 時范圍內的有效位點在各生境類型中所占比例。數據統計和分析在SPSS 21.0 上進行。

3 研究結果

3.1 丹頂鶴的日活動范圍

本次研究共得到31 天丹頂鶴活動時間，623 個有效活動位點，主要覓食棲息地點6 處（圖1A）。丹頂鶴的日活動范圍具有一定的變化，95 %的置信水平上置信區間為14.62～50.55 hm2。在0～10 hm2范圍內的有13天，其中4月7日的日活動范圍最小，僅為0.32 hm2（圖1D）；10～20 hm2范圍內的有6 天；20～30 hm2范圍內的有4 天；＞50 hm2范圍內的有8 天，其中4月22日的日活動范圍最大，為218.30 hm2（圖1C）。從放飛后丹頂鶴日活動范圍大小變化來看，放飛初期日活動范圍較小，而后在4月1日有一個較大的波動，然后活動范圍變小并趨于平穩，之后在4月22日活動范圍又有一個較大波動后降低并保持穩定（圖2）。

圖1 丹頂鶴在黃河三角洲自然保護區內的Figure 1 Red-Crowned Cranes in Yellow River Delta Nature Reserve

圖2 丹頂鶴日活動范圍的動態變化（ha）Figure 2 Dynamic change of daily home range of the redcrowned cranes (ha)

3.2 生境選擇

在本次記錄的丹頂鶴活動范圍中，其主要生境類型為蘆葦沼澤、近海灘涂、水產養殖塘和農田。其中蘆葦沼澤是丹頂鶴最偏好的生境，在記錄的31 天中均有利用，總利用率為88.76 %；其次是近海灘涂，記錄到8 天，利用率為6.59 %，主要出現在放飛后的第19—26 天；然后是水產養殖塘，共記錄到5 天，利用率為2.73%，主要出現在放飛后的第4—6天和10—11 天。農田生境共記錄到2 天，利用率僅為1.92 %（圖3）。

圖3 丹頂鶴每日活動中所在各種生境類型比例Figure 3 Change in the proportion of the habitats that the GPS location of the Red-Crowned Cranes in the daily activities

本次研究共記錄到30 天的有效夜宿時間，共獲得丹頂鶴有效夜宿位點269 個，主要夜宿地點4 處 （圖1B），出現在蘆葦沼澤、近海灘涂和農田3 種生境類型中。其中蘆葦沼澤生境記錄到28 天253 個有效夜宿位點（94.05%），近海灘涂生境記錄到3 天11 個有效夜宿位點（4.09%），農田生境記錄到1 天5 個有效夜宿位點（1.86%）。

4 討論

近年來，衛星追蹤技術在野生動物保護研究工作中逐漸被廣泛應用。在國內已有專家學者將衛星追蹤器應用于大熊貓[10]、麋鹿[11]、雙峰駝[12]、白鶴[13]以及其它珍稀瀕危野生動物。衛星定位技術具有覆蓋范圍廣、精度高的優勢，不受時間、地點、氣候、地理環境等限制的優點，無論被跟蹤的動物生活環境多么險峻，行為多么隱蔽，衛星定位裝置基本不受影響[14]。通過衛星追蹤技術獲得的數據較為精確，而且不會影響動物的正?；顒樱瑢σ吧鷦游锏娜粘顩r可以進行實時掌握，既能降低實地考察的難度，又不會對其產生人為干擾。

從本次研究來看，放飛的丹頂鶴身體恢復良好，可以很快適應當地環境，能夠根據自身需要去選擇適合自己的棲息地。丹頂鶴的活動范圍較為穩定，一般在14.62～50.55 hm2的范圍內，丹頂鶴選擇停留棲息的時間一般在4～5 天，之后便會尋找新的覓食環境，這說明丹頂鶴對覓食棲息環境要求較高，當周圍環境不適合時便會尋找新的覓食棲息地。但是，在放飛后的第17—23 天，丹頂鶴的活動范圍明顯增大，這也可能是由于臨近遷徙末期，在獲得足夠的能量補給后，丹頂鶴有了遷徙沖動。但是，野外調查發現，這段時間多數丹頂鶴已經遷走，被跟蹤的丹頂鶴最終沒有找到鶴群開始遷徙，因為有研究表明丹頂鶴主要以集群形式進行遷徙。

活動范圍變大的幾個時期主要是因為丹頂鶴在保護區黃河口管理站、大汶流管理站和一千二管理站3個地點之間的徘徊。這可能是因為丹頂鶴在經過幾天的覓食休息之后，尋找新的更適宜的覓食棲息環境。另一方面，從31 天的活動范圍變化可以發現，丹頂鶴對其周圍的棲息環境要求較高，活動相對頻繁，當本身所處環境不適宜時便會尋找新的有利環境，以供自己覓食棲息。

黃河三角洲由于其特殊的地理位置及自然條件，擁有沼澤濕地、近海灘涂、農田、養殖塘、河流、林地等多種生境類型。但本次研究發現，丹頂鶴在黃河三角洲最適宜的覓食棲息環境是蘆葦沼澤，這與扎龍[15]、鹽城[16]、以及遼寧雙臺河口保護區的研究結果[2]一致，而后是水產養殖塘、[17]近海灘涂和農田，這種生境選擇可能與生境中食物豐富度[6,16]、隱蔽度[17]和人為干擾強度[18,19]有關。在夜宿地研究中發現，丹頂鶴在黃河三角洲春季遷徙期最適宜的夜宿地類型為蘆葦沼澤，偶爾也會選擇近海灘涂和農田。這與丹頂鶴的覓食棲息地的研究結果基本一致，說明丹頂鶴在黃河三角洲沒有明顯的覓食地和夜宿地差異，蘆葦沼澤是丹頂鶴最喜好利用的生境。相對于其它3 種生境來說，蘆葦沼澤生境由于蘆葦的存在可能給丹頂鶴提供相對隱蔽的棲息環境，同時，蘆葦沼澤生境中相對豐富的食物資源也是丹頂鶴選擇蘆葦濕地的一個重要原因。水產養殖塘、近海灘涂和農田雖然食物資源也較為豐富，但是人為干擾活動較多，致使丹頂鶴在此地覓食時需要不斷觀察周圍環境，降低了覓食效率。本次研究發現丹頂鶴在翅堿蓬灘涂生境的利用較少，這與前期的研究結果存在較大差異[6,7,17]。這可能是由于近幾年來保護區內互花米草大范圍入侵，翅堿蓬灘涂嚴重退化，已經不再適合丹頂鶴的棲息利用，致使丹頂鶴逐漸偏向于內陸濕地。但是，由于設備在運行1月后停止工作，導致收集的數據較少，不能全面地反映丹頂鶴活動范圍和生境利用的季節變化，未來將進一步開展丹頂鶴的衛星跟蹤研究，以獲得更詳細的活動范圍和生境利用數據。