湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥獸資源紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)初報(bào)

付劍，漆俊，周林，段俊，甄愛國(guó)，，李藝迪，張保衛(wèi)*

（1.湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山管理局，湖北 黃岡438700；2.湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，湖北 黃岡438021；3.英山縣國(guó)有桃花沖林場(chǎng)，湖北 黃岡438712；4.英山縣國(guó)有吳家山林場(chǎng)，湖北 黃岡438706；5.安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥230601）

紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)（infrared triggered camera trapping）簡(jiǎn)稱紅外相機(jī)技術(shù)，是一種無人自動(dòng)拍攝技術(shù)，當(dāng)有恒溫動(dòng)物從裝置前方經(jīng)過時(shí)，動(dòng)物體溫與環(huán)境溫度造成的溫差引起相機(jī)周圍熱量的變化，這種溫度的變化被紅外傳感器接收后，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，從而觸發(fā)相機(jī)拍攝，借以得到野生動(dòng)物的照片。早在1927年國(guó)外就有利用紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物的報(bào)道，隨后的一個(gè)世紀(jì)里，紅外相機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于野生動(dòng)物研究中。與傳統(tǒng)的調(diào)查方法相比，紅外相機(jī)技術(shù)人為干擾因素少、隱蔽性極強(qiáng)，對(duì)動(dòng)物的影響較小，且受外界條件（溫度、降水等）干擾少，可以在研究對(duì)象不被干擾的情況下實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測(cè)；同時(shí)，對(duì)從事此項(xiàng)工作的調(diào)查人員的要求相對(duì)較低，且對(duì)物種的鑒定較為準(zhǔn)確。紅外相機(jī)能夠提供清晰的照片，有利于物種及個(gè)體的識(shí)別、動(dòng)物活動(dòng)范圍分析、分布區(qū)分析、生活習(xí)性分析等研究。目前該技術(shù)已成為野生動(dòng)物研究的利器，為森林生態(tài)系統(tǒng)中的哺乳動(dòng)物資源調(diào)查和監(jiān)測(cè)提供了新途徑。

湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山片區(qū)是在原省級(jí)國(guó)有吳家山林場(chǎng)和桃花沖林場(chǎng)基礎(chǔ)上建立而來。吳家山林場(chǎng)和桃花沖林場(chǎng)于上世紀(jì)六十年代開始建場(chǎng)，由于建場(chǎng)以來行政管理機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性和營(yíng)林保護(hù)措施的連續(xù)性，保證了國(guó)有森林資源50多年來沒有經(jīng)歷嚴(yán)重的人為破壞。同時(shí)，在林場(chǎng)長(zhǎng)期營(yíng)林管護(hù)措施影響下，周邊社隊(duì)村民愛林護(hù)林蔚然成風(fēng)，除部分人工林外，這一區(qū)域森林的生態(tài)系統(tǒng)一直處于自然演替之中。2002年，湖北省政府將吳家山林場(chǎng)劃出龍?zhí)逗右黄瑸橛⑸娇h龍?zhí)逗幼匀槐Ｗo(hù)區(qū)，桃花沖林場(chǎng)劃出李家寨一片為英山縣桃花沖自然保護(hù)區(qū)。2009年2月，湖北省人民政府批準(zhǔn)建立了湖北大別山省級(jí)自然保護(hù)區(qū)（含羅田、英山），將原有的保護(hù)小區(qū)進(jìn)行合并，面積有所擴(kuò)大。2014年12月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)成立湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。2018年，市、縣編委下文，正式組建湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山管理局。管理機(jī)構(gòu)的成立使得大別山自然保護(hù)區(qū)英山片區(qū)保護(hù)工作進(jìn)入了一個(gè)新階段。

2019年5月至2021年5月利用紅外相機(jī)技術(shù)對(duì)大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山片區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以期獲得該區(qū)域的獸類和鳥類資源現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)物種豐富度進(jìn)行分析，為后續(xù)保護(hù)區(qū)內(nèi)的物種資源管理、重點(diǎn)保護(hù)物種監(jiān)測(cè)等提供基礎(chǔ)資料。

1 研究區(qū)域概況

湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，位于大別山南麓，包括英山與羅田兩縣的北部區(qū)域；地理坐標(biāo)為115°31′08″～116°03′45″E，30°57′02″～31°12′45″N；保護(hù)區(qū)總面積為160.482 hm，其中英山片區(qū)面積為41.109 hm（核心區(qū)17.403 hm、緩沖區(qū)3.348 hm、實(shí)驗(yàn)區(qū)20.358 hm）。保護(hù)區(qū)英山片區(qū)下轄桃花沖、吳家山兩個(gè)區(qū)，各自建立管理站進(jìn)行管理。桃花沖區(qū)東、北向與安徽鷂落坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)相連，南接桃花沖林場(chǎng)，向西則與英山縣草盤地鎮(zhèn)、陶河鄉(xiāng)毗鄰，面積18.268 hm；吳家山區(qū)北與安徽省天馬國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)接壤，西與同屬湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的羅田天堂寨片區(qū)相連，南接吳家山林場(chǎng)，東鄰本縣石頭咀鎮(zhèn)，面積22.837 hm。

保護(hù)區(qū)最高峰位于英山縣境內(nèi)，海拔高度1 729 m。地形地貌自大別山主脈起向鄂東平原呈階梯狀坡降，依次為中山、低山和丘陵平原，并以中山山岳為地貌特征。保護(hù)區(qū)內(nèi)年平均氣溫12.5℃，年降雨量1 433.4 mm，是湖北省多雨地區(qū)之一，全年無霜期230 d。大別山為江淮分水嶺，是華東植物區(qū)系的交匯地，人為干擾破壞較少，仍然處于原生狀態(tài)，溝谷、山脊以及峭壁的森林和灌叢原生性較好，是難得的天然物種“基因庫”。

據(jù)《湖北大別山自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察報(bào)告》記載，保護(hù)區(qū)內(nèi)有獸類41種，隸屬7目18科。從種類數(shù)量來看，食肉目的種類最多，占總物種的34.41%；其次為嚙齒目，占26.34%；再次為翼手目，占19.51%；食蟲目和偶蹄目，分別占7.56%和7.31%；其他目所占比例均在3%以下。從區(qū)系分析，東洋界種21種，占總數(shù)的51.22%；古北界種9種，占總數(shù)的21.95%；廣布種11種，占總數(shù)的26.83%。國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的有6種，其中國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的有5種：金錢 豹（

Panthera pardus

）、安徽麝（

Moschus anhuiensis

）、小靈貓（

Viverricula indica

）、穿山甲（

Manis pentabactyla

）、豺（

Cuon alpinus

）；國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的有1種，為水獺（

Lutra lutra

）。被列入“三有動(dòng)物”名錄的獸類15種，被列入湖北省級(jí)保護(hù)獸類有11種。保護(hù)區(qū)有鳥類122種，隸屬于14目33科。在動(dòng)物區(qū)系中以東洋界物種占優(yōu)勢(shì)，共60種，占總數(shù)的49.59%；其次為廣布種，36種（29.75%）；最少的為古北界種，為26種（20.66%）。分布有國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類6種：金雕（

Aquila chrysaetos

）、東方白鸛（

Ciconia boyciana

）、白肩雕（

Aquila heliaca

）、白尾海雕（

Haliaeetus albicilla

）、白冠長(zhǎng)尾雉（

Syrmaticus reevesii

）、大鴇（

Otis tarda

）；國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物13種：白額雁（

Anser albifrons

）、黑鳶（

Milvus migrans

）、赤腹鷹（

Accipiter soloensis

）、普通鵟（

Buteo japonicus

）、白腹隼雕（

Aquila fasciata

）、禿鷲（

Aegypius monachus

）、白尾鷂（

Circus cyaneus

）、鵲鷂（

Circus melanoleucos

）、鶚（

Pandion haliaetus

）、灰背隼（

Falco columbarius

）、紅隼（

Falco tinnunculus

）、勺雞（

Pucrasia macrolopha

）、斑頭鵂鹠（

Glaucidium cuculoides

）。

爬行動(dòng)物3目8科32種。其中以游蛇科的物種數(shù)最多，共18種，占總種數(shù)的56.25%；其次，淡水龜科4種，占12.5%；再次，為石龍子科3種，占9.38%；蜥蜴科、眼鏡蛇科各2種（6.25%）；其他3科各1種（3.13%）。其區(qū)系成分以東洋界種占優(yōu)勢(shì)，廣布種次之，而古北界種最少，僅1種。

兩棲動(dòng)物2目6科13種。其中蛙科的種類最多，6種，占46.15%；其次是蠑螈科和蟾蜍科各2種（15.38%）；小鯢科、雨蛙科和姬蛙科各1種。在其區(qū)系成分中，以東洋界種類占優(yōu)勢(shì)，占69.23%；廣布種次之，占30.77%。在13種兩棲動(dòng)物中，有國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物2種：細(xì)痣棘螈（

Tylototriton asperrimus

）、虎紋蛙（

Hoplobatrachus chinensis

）。保護(hù)區(qū)內(nèi)有高等維管束植物195科763屬1 465種（包括種下分類群及栽培植物），分別占湖北省高等維管束植物總科數(shù)的80.91%、總屬數(shù)的52.55%、總種數(shù)的24.34%。其中，蕨類植物有27科49屬82種；裸子植物8科16屬22種；被子植物160科598屬1 361種。根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄（第一批）》《中國(guó)珍稀瀕危保護(hù)植物名錄（第一冊(cè)）》，保護(hù)區(qū)共有國(guó)家珍稀瀕危保護(hù)植物35種，其中國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物19種，一級(jí)2種：銀杏（

Ginkgo biloba

）、南方紅豆杉（

Taxus chinensis

var

.mairei

）；二級(jí)17種：金毛狗（

Cibotium barometz

）、大別山五針?biāo)桑?p>Pinus dabeshanensis

）、金錢松（

Pseudolarix amabilis

）等。國(guó)家珍稀瀕危保護(hù)植物27種，其中2級(jí)11種，如銀杏、大別山五針?biāo)傻龋?級(jí)16種，如穗花杉（

Amentotaxus argotaenia

）、青檀（

Pteroceltis tatarinowii

）、領(lǐng)春木（

Euptelea pleiospermum

）等。此外，保護(hù)區(qū)內(nèi)還栽培有國(guó)家珍稀瀕危植物紅豆杉（

Taxus

chinensis

）、水杉（

Metasequoia glyptostroboides

）等。2005年，《全國(guó)林業(yè)自然保護(hù)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》（2006—2030），將大別山自然保護(hù)區(qū)列為我國(guó)“陸地自然保護(hù)區(qū)優(yōu)先區(qū)域”；2010年，《中國(guó)生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》（2011—2030），又將其列為我國(guó)“生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域”。

2 研究方法

2.1 紅外相機(jī)布設(shè)

本研究使用紅外相機(jī)法對(duì)保護(hù)區(qū)的鳥獸進(jìn)行監(jiān)測(cè)。紅外相機(jī)分三批安裝，第一批布設(shè)于2019年5月至2021年5月，其中在吳家山區(qū)26臺(tái)、桃花沖區(qū)20臺(tái)；第二批于2019年9月至2021年5月布設(shè)，其中吳家山區(qū)、桃花沖區(qū)各20臺(tái)；第三批于2020年4月至2021年5月布設(shè)，吳家山區(qū)和桃花沖區(qū)各8臺(tái)。研究中累計(jì)在大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山片區(qū)安放紅外相機(jī)102臺(tái)次（見表1），共涉及86個(gè)拍攝位點(diǎn)，累計(jì)工作64 180個(gè)監(jiān)測(cè)日。

表1 大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（英山）紅外相機(jī)布設(shè)次數(shù)和時(shí)間

紅外相機(jī)安放要求：

（1）主要布置在山區(qū)的林間獸道、動(dòng)物留下痕跡的開闊地，以及獸類活動(dòng)頻繁的山脊分叉口、飲水地等地點(diǎn)。也可將相機(jī)布置在溪口，主要監(jiān)測(cè)調(diào)查區(qū)域的水鳥等。相鄰相機(jī)間隔距離大于1 km。

（2）將相機(jī)綁定在樹干上，根據(jù)布置的實(shí)際情況，保持相機(jī)鏡頭距離地面30～100 cm。

（3）鏡頭與地面基本保持水平，且鏡頭的方向盡量朝北向，以減少日光對(duì)相機(jī)拍攝的影響。

（4）將鏡頭前的樹枝、雜草等清理干凈，確保拍攝視野開闊，避免觸發(fā)相機(jī)拍攝。

（5）相機(jī)鏡頭前不放置任何誘餌來誘導(dǎo)野生動(dòng)物的活動(dòng)。

對(duì)每臺(tái)紅外相機(jī)和存儲(chǔ)卡進(jìn)行編號(hào)，并填寫紅外相機(jī)野外記錄表，記錄每臺(tái)相機(jī)位點(diǎn)地理坐標(biāo)信息、裝置時(shí)間、布置點(diǎn)海拔與生境類型及周圍的植被信息等。

2.2 紅外相機(jī)設(shè)置

本次研究所用的紅外相機(jī)型號(hào)為獵豹LTL6210型，照片像素設(shè)置為800萬像素，相機(jī)裝置12節(jié)5號(hào)南孚電池，使用16 G的SD存儲(chǔ)卡。相機(jī)工作模式設(shè)置為連拍3張，拍攝時(shí)間間隔30 s，全天監(jiān)測(cè)。每隔3個(gè)月對(duì)布置野外的相機(jī)進(jìn)行相關(guān)維護(hù)和巡查，以更換電池和存儲(chǔ)卡，同時(shí)收集已拍攝的照片。

2.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

2.3.1 物種數(shù)分析

將相機(jī)拍攝的照片導(dǎo)入電腦后，按照相機(jī)編號(hào)單獨(dú)建立文件夾存儲(chǔ)照片。在所獲得的照片中，去除同一動(dòng)物在連續(xù)拍攝的照片中的重復(fù)照片，如對(duì)于同一紅外相機(jī)拍攝的照片，時(shí)間間隔在30 min以內(nèi)的同一種物種的連續(xù)照片算一張有效照片。將照片按照獸類、鳥類、工作人員及其他進(jìn)行歸類。

2.3.2 物種的相對(duì)豐富度分析

武鵬峰等在2012年提出了根據(jù)有效照片計(jì)算相對(duì)豐富度指數(shù)（relative abundance index，RAI）的公式：RAI=A/N×100。其中，RAI代表物種相對(duì)豐富度；A代表第i類（i=1…）動(dòng)物出現(xiàn)的有效照片數(shù)；N代表有效照片總數(shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果

研究中共獲得獨(dú)立有效照片7 086張，其中獸類4 335張，占總數(shù)的61.18%；鳥類2 751張，占總數(shù)的38.82%。其中獸類10種，隸屬4目7科（表2）；鳥類13種，隸屬4目8科（表3）。獸類中以偶蹄目、食肉目物種最多，占總物種數(shù)的70%；鳥類中以雀形目物種最多，占總物種數(shù)的61.5%。研究中拍攝到國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物3種：安徽麝、小靈貓、白冠長(zhǎng)尾雉；國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物1種：勺雞。

3.2 各物種的相對(duì)豐富度

由表2可知，豐富度最高的5種獸類依次是小麂、野豬、巖松鼠、赤腹松鼠、豬獾（36.93%、29.83%、13.23%、10.27%、5.30%）。此外，果子貍的相對(duì)豐富度雖然不高，但它與排名前5的獸類一樣在多個(gè)拍攝機(jī)位均有拍攝到，提示該物種在保護(hù)區(qū)內(nèi)的分布范圍較為廣泛。而其他的獸類往往只限于某一些地點(diǎn)出現(xiàn)，一方面可能與其特有的生態(tài)位有關(guān)，如蒙古兔僅出沒在草叢、灌叢及林緣地帶；另一方面，種群數(shù)量特別的少的物種（如：安徽麝、小靈貓），監(jiān)測(cè)中僅有1張或者數(shù)張照片，也會(huì)出現(xiàn)這種情況。

表2 湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（英山）的獸類名錄及相對(duì)豐富度指數(shù)

由表3可知，相對(duì)豐富度指數(shù)最高的5種鳥類依次為白冠長(zhǎng)尾雉、勺雞、山斑鳩、紅嘴藍(lán)鵲、虎斑地鶇（25.16%、17.28%、15.24%、13.12%、9.61%）。總體來看，相機(jī)所監(jiān)測(cè)到的鳥類物種數(shù)有限，這是由于相機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)所致，大部分鳥類在林冠層活動(dòng)，紅外相機(jī)對(duì)它們的捕獲率低；另一方面也可能是有些物種的種群數(shù)量過少所致。

表3 湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)（英山）的鳥類名錄及相對(duì)豐富度指數(shù)

3.3 討論

本文首次將紅外相機(jī)技術(shù)應(yīng)用于湖北大別山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)英山片區(qū)，掌握了獸類及鳥類的資源現(xiàn)狀。拍攝到了大量照片，不僅為保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物多樣性提供了直接證據(jù)，而且豐富了保護(hù)區(qū)的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)手段，為野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)提供了第一手資料。

據(jù)報(bào)道，保護(hù)區(qū)內(nèi)有獸類41種，隸屬7目18科。本次研究共監(jiān)測(cè)到獸類有4目7科10種，其中偶蹄目的物種拍攝率達(dá)到了100%，遠(yuǎn)高其他目物種的拍攝率，可見紅外相機(jī)在對(duì)大型獸類的監(jiān)測(cè)中更有優(yōu)勢(shì)。

分析本次監(jiān)測(cè)結(jié)果，一方面受紅外相機(jī)技術(shù)的限制，如對(duì)于勞亞食蟲目類、翼手目、大部分嚙齒目物種拍攝效果不佳；另一方面是因?yàn)榇髣e山地區(qū)在過去幾十年間生態(tài)環(huán)境和動(dòng)物群落發(fā)生了巨大的變化，許多大中型獸類可能已經(jīng)在這里滅絕（如狼、豹等大型食肉類），或種群數(shù)量處于極低水平。

3.4 建議

本研究?jī)H為初步研究結(jié)果，為了更加全面地掌握該保護(hù)區(qū)的物種資源現(xiàn)狀，可能還需要增加紅外相機(jī)的布設(shè)數(shù)量，擴(kuò)大調(diào)查區(qū)域；調(diào)整紅外相機(jī)的布設(shè)時(shí)間，利用統(tǒng)計(jì)方法分析發(fā)現(xiàn)的物種數(shù)與相機(jī)工作日之間的關(guān)系，以檢驗(yàn)紅外相機(jī)布設(shè)強(qiáng)度是否充分。同時(shí)，考慮到現(xiàn)有的調(diào)查方式對(duì)林冠層的監(jiān)測(cè)較少，在接下來的監(jiān)測(cè)中，可以考慮更改相機(jī)布設(shè)方式，提高在林冠層等區(qū)域的物種發(fā)現(xiàn)率。

鑒于紅外相機(jī)對(duì)于小型獸類（如嚙齒類、食蟲類、翼手類等）的監(jiān)測(cè)效果有限，可以針對(duì)小型獸類發(fā)展多種監(jiān)測(cè)方法，如鋏夜法、陷阱法等，以期對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的野生動(dòng)物有更全面的了解。