基于紅外相機對寧夏羅山國家級自然保護區(qū)鳥獸多樣性初報

李 濤 孟德懷 滕麗微，3 司雨蕙 高 惠 劉振生，3*

(1.寧夏羅山國家級自然保護區(qū)管理局，紅寺堡，751900；2.東北林業(yè)大學野生動物與自然保護地學院，哈爾濱，150040；3.國家林業(yè)和草原局野生動物保護學重點實驗室，哈爾濱，150040)

開展生物多樣性監(jiān)測是生物多樣性資源管理的基本步驟，監(jiān)測的信息能夠反映某地區(qū)生物多樣性在某一時間內(nèi)的變化情況[1-3]，可以為種群現(xiàn)狀評估、區(qū)域規(guī)劃和生物多樣性保護等宏觀決策提供科學依據(jù)[4]。了解生物多樣性，對保護區(qū)內(nèi)資源的現(xiàn)狀保護與研究有重要意義，可為后期開展科學研究、實施保護計劃等提供基礎資料[5]。

羅山國家級自然保護區(qū)位于寧夏中部荒漠與半荒漠過渡地帶，是寧夏三大天然林區(qū)之一，保護區(qū)成立以來陸續(xù)開展了野生動物資源調查，2013年《寧夏羅山脊椎動物》系統(tǒng)記錄了鳥類16目46科168種，獸類6目14科36種[6]。由于近幾年區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境的治理改善，區(qū)內(nèi)野生動物資源可能發(fā)生改變。為了更全面地了解羅山國家級自然保護區(qū)的野生動物資源現(xiàn)狀，本研究首次利用紅外相機調查技術結合傳統(tǒng)調查方法樣線、樣點法，對區(qū)內(nèi)獸類及鳥類資源進行初步調查。以往對野生動物資源調查大多采用樣線法、痕跡觀察法等傳統(tǒng)方法，無法全面反映野生動物資源現(xiàn)狀[7-8]。本研究使用的紅外相機技術具有全天候、無損傷、隱蔽性強、周期長、成本低、抗環(huán)境干擾強以及受研究人限制干擾小等特征，使其在野生動物研究中擁有天然優(yōu)勢。目前被廣泛應用于野生動物本底資源調查[9-11]、種群及群落參數(shù)估算[12-14]、生物多樣性的監(jiān)測、保護管理[15-17]、野生動物通道監(jiān)測與道路交通影響[9，18-20]、動物行為學研究等幾個領域[21-22]。利用紅外相機可以拍攝到大量珍稀鳥獸野外照片和視頻，樣線樣點法可以觀察到動物實體和痕跡。將兩者方法結合可以充分了解區(qū)內(nèi)野生動物活動和分布情況，為監(jiān)測保護野生動物多樣性和野生動物動態(tài)變化提供第一手資料。

1 研究地區(qū)概況

寧夏羅山國家級自然保護區(qū)位于寧夏回族自治區(qū)中部干旱帶，處于鄂爾多斯高原西部與黃土高原北部的銜接地帶。保護區(qū)由南北走向的大、小羅山兩個山體構成，南北長36 km，東西寬18 km，總面積33 710 hm2。氣候屬溫帶干旱大陸性氣候，氣溫年、日差較大，年平均氣溫8.8℃。降水量少而集中且年際變化大，冷暖干濕四季分明，呈冬春長、夏秋短的特點[23]，保護區(qū)處于蒙新區(qū)和華北區(qū)的交界處，自然景觀多樣，地質地貌屬中生代，屬于荒漠與半荒漠過渡性地帶，山上森林植被較好[24]。已知區(qū)內(nèi)脊椎動物有4綱25目67科141屬218種，其中屬于國家Ⅰ級重點保護動物為金雕(Aquilachrysaetos)1種，國家Ⅱ級重點保護動物有猞猁(Lynxlynxisabellinus)、荒漠貓(Felisbietichutuchta)、石貂(Martesfoinaintermedia)等29種。根據(jù)羅山不同海拔、植物組成和人類干擾程度，可把獸類和鳥類的生境劃分為5種類型(1)山地荒漠草地。(2)淺山灌叢。(3)林地。(4)廢棄村莊。(5)水域。

2 研究方法

2.1 樣線法

2018年10月至2019年10月在保護區(qū)內(nèi)根據(jù)地形、地貌及植被狀況，選擇代表性的路線設定為樣線，布設以林區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的護林小道、巡護便道以及能夠行走穿越的山脊、山澗、溝道為基礎，盡量穿越調查區(qū)內(nèi)各種生境類型，原則上不得相交，間距500 m以上，對樣線上可觀察到動物或痕跡進行記錄。樣線共14條，長度為5 km以上，走向依據(jù)該樣區(qū)地形及可行性情況確定。用GPS記錄起點和終點坐標，調查過程中，記錄整個調查路線的航跡。

2.2 紅外相機、樣點布設

沿樣線前進，重點在樣線上發(fā)現(xiàn)的活動痕跡(糞便、足跡、臥跡等)區(qū)域(獸徑、水源點等處)布設紅外相機位點。本次在羅山國家級自然保護區(qū)大水溝、廟兒溝、柳樹溝、滴水溝、龔家?guī)X溝、楊柳溝、永清寺、東大口子溝、西大口子、大冰溝、紅廟、冷水溝、干柴溝、馬長溝14個溝道共布設了43個紅外相機位點，14條樣線，43個樣點。沿樣線每隔500 m左右架設一臺相機，共布設43臺紅外相機(型號：LtlAcorn-6210 MC)(圖1)。將紅外相機設置為全天工作，每次拍攝2張照片并錄取15 s視頻，時間間隔為1 min。相機豎直架設在樹干上，距離地面30—100 cm，與地面大致平行且鏡頭垂直于獸道或水源方向，保持前方無樹枝、葉等遮擋[25-26]。研究期間，每隔1—2個月檢查相機工作狀態(tài)，更換相機電池和內(nèi)存卡，回收數(shù)據(jù)，并記錄相機編號。

每一個相機布設的網(wǎng)格同時也是進行樣點調查的網(wǎng)格。樣點半徑為30 m，到達樣點位置的相對高點，安靜1 min后，對半徑100 m范圍內(nèi)用雙筒望遠鏡進行觀察，記錄觀察到的鳥類、獸類種類或活動痕跡等具體信息，對于不易辨別種類的鳥或獸再用單筒望遠鏡輔助觀察以辨別物種。

2.3 數(shù)據(jù)整理與分析

將樣線、樣點記錄的信息和回收的紅外相機內(nèi)存卡數(shù)據(jù)導出，整理拍攝到的照片、視頻，根據(jù)拍攝內(nèi)容歸為6類：獸類、鳥類、工作人員、無關人員、無效照片、其他，統(tǒng)計獸類和鳥類的獨立有效照片數(shù)(number of independent valid photos)，獨立有效照片的確定標準為同一相機位點含同種個體的相鄰有效照片，間隔時間至少為30 min[27]。樣線、樣點記錄的物種和痕跡由研究人員第一時間辨認，對于如嚙齒目(Rodentia)或小型鳥類等辨認不清的動物或痕跡，我們拍攝或記錄重要特征尋找當?shù)叵驅Щ驅I(yè)人士解答。匯總整理出獸類和鳥類名錄，獸類分類主要參考《中國哺乳動物多樣性及地理分布》，鳥類分類主要參考《中國鳥類分類與分布名錄(第三版)》，并列出其保護級別、分布型、相對多度指數(shù)等參數(shù)[6，28-31]。所有的數(shù)據(jù)均利用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行分析。

利用相對多度指數(shù)(relative abundance index，RAI)來衡量羅山保護區(qū)獸類和鳥類的相對種群數(shù)量：

3 結果

3.1 監(jiān)測情況

在5 160個相機工作日內(nèi)拍攝到野生動物照片17 158張，視頻8 580份，除工作人員外并無其他人為活動出現(xiàn)。共確定獨立有效照片1 015張，其中獸類獨立有效照片582張(57.3%)，鳥類獨立有效照片433張(42.7%)。可確定的獸類4目8科11種，鳥類4目12科22種。樣線、樣點法共記錄獸類7目13科18種，鳥類9目20科49種。綜合記錄陸生野生脊椎動物16目37科79種。其中，獸類7目13科21種；鳥類9目24科58種。

大鵟(Buteohemilasius)、兔猻(Felismanul)等12種列入國家Ⅱ級重點保護動物；列入IUCN物種紅色名錄的共有11種，近危(NT)的有黑頭(Sittavillosa)、狗獾(Melesmeles)、赤狐(Vulpesvulpes)、麻雀(Passermontanus)、喜鵲(Picapica)、蒙古百靈(Melanocoryphamongolica)等；易危(VU)的有豹貓(Prionailurusbengalensis)、豬獾(Arctonyxcollaris)等；瀕危(EN)的有兔猻、鵝喉羚(Gazellasubgutturosa)、獵隼(Falcocherrug)等。列入國家三有野生動物名錄有豹貓、赤狐、花鼠(Tamiassibiricus)等49種。另有，山噪鹛(Garrulaxdavidi)為中國特有種。

3.2 物種組成

在記錄到的21種獸類中嚙齒目種類最多(7種)，占獸類物種數(shù)的33%；其次是食肉目(Carnivora)6種29%；猬形目(Erinaceomorpha)、兔形目(Lagomorpha)、偶蹄目(Artiodactyla)各2種10%；翼手目(Chiroptera)和鼩鼱目(Soricomorpha)各1種5%。在記錄到的58種鳥類中雀形目(Passeriformes)種類最多35種，占鳥類物種數(shù)的60.3%；其次是鷹形目(Accipitriformes)和鴿形目(Columbiformes)各5種8.6%；雞形目(Galliformes)4種6.9%；隼形目(Falconiformes)3種5%；啄木鳥目(Piciformes)和鸮形目(Strigiformes)(各2種)3.4%；鵑形目(Cuculiformes)和犀鳥目(Bucerotiformes)各1種1.7%。

從分布型上看，比例最高的是古北型(23種)29%，其次是中亞型(14種)18%，不易歸類的分類(12種)15%，全北型(10種)13%，東北型(8種)10%，喜馬拉雅-橫斷山脈(4種)5%，東洋型(3種)4%，東北-華北型(2種)3%，華北型、高地型、季風區(qū)型各占(各1種)1%。

獸類相對多度指數(shù)較高的前5位依次為：草兔(Lepuscapensis，4.70)、赤狐(4.03)、豹貓(1.78)、狗獾(1.03)、野豬(Susscrofa，0.21)；鳥類相對多度指數(shù)較高的前5位依次為：石雞(Alectorischukar，1.84)、紅嘴山鴉(Pyrrhocoraxpyrrhocorax，1.55)、星鴉(Nucifragacaryocatactes，1.24)、環(huán)頸雉(Phasianuscolchicus，1.24)、燕雀(Fringillamontifringilla，1.05)(表1)。

表1 羅山國家級自然保護區(qū)鳥類獸類名錄Tab.1 List of birds and mammals recorded in Luoshan National Nature Reserve，Ningxia using camera trap

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

4 討論

本研究利用紅外相機技術、樣線法和樣點法對寧夏羅山國家級自然保護區(qū)的鳥獸進行初步調查，記錄野生動物16目37科79種。其中，獸類7目13科21種，占保護區(qū)已知獸類記錄的58%(36種)，鳥類9目24科58種占保護區(qū)已知鳥類記錄的35%(168種)[6，33]，與以往保護區(qū)鳥類名錄相比發(fā)現(xiàn)了2種保護區(qū)新紀錄種：星鴉、錫嘴雀(Coccothraustescoccothraustes)。物種組成(獸類中嚙齒目種類最多，其次是食肉目；鳥類中雀形目種類最多，其次是鷹形目)和分布型(古北型最多，其次是中亞型)上與保護區(qū)以往調查結果基本一致，表明了本次研究結果的可靠性和準確性。該地區(qū)內(nèi)分布有一些重要珍稀動物如石貂、荒漠貓、猞猁、狼(Canislupus)、金雕等未被拍攝和記錄到。由當?shù)亓謽I(yè)部門得知，保護區(qū)內(nèi)狼的最近一次發(fā)現(xiàn)距今已大約30年，可能已經(jīng)極度瀕危或局部滅絕，值得注意的是紅外相機在保護區(qū)內(nèi)拍攝到了集群的家犬，盡管沒有拍攝到家犬捕食野生動物的照片，但是其對野生動物造成的危害不可忽視，可能會與保護區(qū)內(nèi)食肉目動物存在競爭，對嚙齒目、兔形目動物構成威脅，甚至可能會傳播疫病。如何防止和減少家犬、家畜等活動對野生動物的影響，值得保護區(qū)管理者深思[34]。

紅外相機拍攝物種與樣線樣點法記錄物種相比較少，其原因可能與本次調查方法、調查季節(jié)、調查時間有關。(1)紅外相機的布設因對實際環(huán)境的考慮，并沒有完全按照保護區(qū)均勻架設，主要集中架設在核心區(qū)域。(2)調查時間較短，主要是夏、冬兩季，調查地區(qū)有限。(3)紅外相機調查技術適合于拍攝地棲性的大中型獸類和鳥類，而對非地棲的獸類(如翼手目)、體型較小的獸類和鳥類(如嚙齒目和猬形目、雀形目)并不是一種有效的調查手段[35]。(4)在野生動物調查中紅外相機應針對某些動物進行特殊的處理，相機的高度應根據(jù)調查目標動物的個體大小適當調整[36]，如調查云南省屏邊縣山倭蜂猴(Nycticebuspygmaeus)、蜂猴(Nycticebusbengalensis)及同域獸類時，將紅外相機架設在離地面4—6 m的大樹上[37]，在研究亞洲象(Elephasmaximus)個體識別和種群數(shù)量時，將紅外相機架設在離地面1.5 m和3—4 m[38]。除此之外還要考慮相機的架設角度、周圍環(huán)境、相機固定物的穩(wěn)定性等一些細節(jié)問題。而相比紅外相機的不足，利用樣線樣點法可以很好地填補紅外相機缺陷，將紅外相機和樣線樣點法結合可以更完整的展示區(qū)內(nèi)的動物資源情況，可以對保護區(qū)鳥獸類多樣性系統(tǒng)編目和修訂提供最直接有效的幫助，并為后續(xù)的保護管理和科研項目提供科學依據(jù)和本底數(shù)據(jù)。隨著近年來我國在生態(tài)保護和生態(tài)文明建設方面投入的加大，各地自然保護區(qū)的數(shù)量在迅速增加。本研究中所設計的調查方案和建立起的數(shù)據(jù)整理、分析流程，可以為保護區(qū)野生動物本底調查和生物多樣性編目工作提供參考和借鑒。