白建偉，王建軍，弓曉敏

(1.山西沃成生態(tài)環(huán)境研究所，山西 太原 030012;2.山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，山西 侯馬 043000)

紅外自動(dòng)相機(jī)技術(shù)在野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
——以歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)為例

白建偉1，王建軍2，弓曉敏1

(1.山西沃成生態(tài)環(huán)境研究所，山西 太原 030012;2.山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，山西 侯馬 043000)

筆者于2014年5月至2014年11月在歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，采用紅外自動(dòng)相機(jī)拍攝技術(shù)對(duì)野生動(dòng)物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在65個(gè)樣區(qū)運(yùn)用130臺(tái)紅外相機(jī)共拍攝到照片資料44 688張。其中，野生動(dòng)物照片8 838張，共鑒定出29種動(dòng)物，拍攝率高的野生動(dòng)物有豬獾、狍、野豬、獼猴等;保護(hù)區(qū)瀕危等級(jí)最高的金錢(qián)豹實(shí)體照片66張，首次發(fā)現(xiàn)紅腹錦雞在山西省境內(nèi)分布。最后討論了紅外自動(dòng)相機(jī)技術(shù)在保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)中存在的一些問(wèn)題，旨在為野生動(dòng)物的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū);紅外自動(dòng)相機(jī)技術(shù);野生動(dòng)物;監(jiān)測(cè);拍攝率

在傳統(tǒng)的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)調(diào)查中，由于大部分野生獸類(lèi)在夜間或晨昏時(shí)活動(dòng)，人們很難對(duì)其進(jìn)行觀察。即使是晝行動(dòng)物，也會(huì)受到濃密植被遮蔽或不利地形遮擋等，無(wú)法直接觀察和記錄野生獸類(lèi)的活動(dòng)。紅外自動(dòng)相機(jī)作為一種新型的監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物活動(dòng)的拍攝工具，具有人為因素限制少、對(duì)動(dòng)物影響較小、物種鑒定準(zhǔn)確、可24 h持續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)。目前，紅外觸發(fā)相機(jī)已被廣泛地應(yīng)用于野生動(dòng)物種群監(jiān)測(cè)、多樣性調(diào)查、種群密度評(píng)估等工作。筆者于2014年5月至2014年11月，利用Ltl6210被動(dòng)式數(shù)碼紅外觸發(fā)相機(jī)，結(jié)合日常巡護(hù)監(jiān)測(cè)，以歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的野生動(dòng)物為監(jiān)測(cè)對(duì)象，探索利用紅外相機(jī)開(kāi)展野生動(dòng)物資源監(jiān)測(cè)的方法，以期為保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物的行為生態(tài)學(xué)研究和管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局位于山西省翼城、垣曲、陽(yáng)城、沁水四縣交界處，地理坐標(biāo)東經(jīng)111°51'10″～112°5'35″，北緯 35°16'30″～35°27'20″，面積24200 hm2.南臨黃河谷地，北倚汾渭地塹，以陡峻的高山和較平緩的低山丘陵為主;也有剝蝕堆積的地形，是南緩北陡的單面山;山峰頂部多為平臺(tái)狀，如，舜王坪、皇姑幔、云蒙山等。年均氣溫8℃～12℃，年均相對(duì)濕度70%，年降水量600 mm～800 mm，且集中于7月份和8月份。自然植被以溫帶、暖溫帶落葉、闊葉、針葉林和落葉灌木為主，植物生長(zhǎng)茂盛，素有“山西植物資源寶庫(kù)”之稱(chēng)，共有種子植物1 000余種。保護(hù)區(qū)有陸棲脊椎動(dòng)物222種，其中，鳥(niǎo)類(lèi)有金雕、雀鷹、勺雞等151種，約占全省陸棲脊椎動(dòng)物的54%;獸類(lèi)有獼猴、金錢(qián)豹、麝等45種，其中，獼猴是中國(guó)北方唯一的猴類(lèi)動(dòng)物。在歷山保護(hù)區(qū)的七十二混溝內(nèi)，還發(fā)現(xiàn)了一處面積為800 hm2的原始森林。保護(hù)區(qū)地處亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡地帶，氣候溫暖，雨量充沛，自然條件優(yōu)越，主要保護(hù)對(duì)象為暖溫帶森林植被和珍稀動(dòng)物。

2 研究方法

2.1 安置相機(jī)區(qū)域設(shè)計(jì)

在山西歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)全境內(nèi)劃分2 km×2 km的調(diào)查樣區(qū)80塊。在不影響調(diào)查精度的情況下，去除15塊歷山保護(hù)區(qū)邊界部分不足1 km2的樣區(qū)，調(diào)查樣區(qū)最終確定為65塊。在每塊調(diào)查樣區(qū)內(nèi)至少布設(shè)2臺(tái)紅外線自動(dòng)數(shù)碼照相機(jī)的紅外陷阱監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共使用紅外線自動(dòng)數(shù)碼照相機(jī)130臺(tái)。

2.2 紅外相機(jī)設(shè)置

紅外線自動(dòng)數(shù)碼照相機(jī)為紅外三探頭、12節(jié)電池的Ltl6210被動(dòng)式數(shù)碼紅外觸發(fā)相機(jī)系列。所有布設(shè)的紅外自動(dòng)數(shù)碼相機(jī)連續(xù)拍攝的有效時(shí)間不少于90 d.為便于野生動(dòng)物個(gè)體識(shí)別，相機(jī)盡量設(shè)置為照片拍攝模式(高清相機(jī)可設(shè)置成高清視頻拍攝模式)。將相機(jī)布設(shè)在樣區(qū)內(nèi)同一監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)獸道兩側(cè)，2臺(tái)相機(jī)架設(shè)間距為5 m～10 m.考慮相機(jī)均勻布設(shè)原則，2個(gè)樣區(qū)間相機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置相距1.75 km～2.15 km.

將相機(jī)布設(shè)在動(dòng)物痕跡(糞便、足跡和取食痕跡等)較多的地點(diǎn)(必經(jīng)點(diǎn)、水源點(diǎn)、尸體殘骸點(diǎn)等)，固定于離地面30 cm～100 cm(視具體地形而定)的樹(shù)干上或埋伏于亂石堆中，要求相機(jī)架設(shè)牢固、取景合理。相機(jī)鏡頭應(yīng)與地面平行，避免陽(yáng)光直射鏡頭。相機(jī)統(tǒng)一設(shè)置拍攝模式、拍攝日期、拍攝間隔和閃光燈等參數(shù)，同時(shí)記錄相機(jī)放置的日期、GPS位點(diǎn)、海拔、坡度、坡向、動(dòng)物痕跡、植被類(lèi)型及人為干擾等信息。監(jiān)測(cè)前應(yīng)反復(fù)測(cè)試，確保相機(jī)正常工作。

2.3 數(shù)據(jù)整理與分析

監(jiān)測(cè)完畢后，將紅外自動(dòng)相機(jī)拍攝的照片下載到計(jì)算機(jī)，按照編號(hào)分別將每臺(tái)相機(jī)每個(gè)位點(diǎn)上所拍攝的照片存入對(duì)應(yīng)的文件夾。對(duì)于同一個(gè)地點(diǎn)上的紅外相機(jī)拍攝的照片，將時(shí)間間隔小于1 min的同一種動(dòng)物的連續(xù)照片算作1張，作為1次探測(cè)，將照片按野生動(dòng)物、人類(lèi)活動(dòng)等進(jìn)行歸類(lèi)。以動(dòng)物的拍攝率作為其相對(duì)多度的指標(biāo)，計(jì)算公式為:拍攝率(%)=照片數(shù)/(相機(jī)天數(shù)×相機(jī)數(shù))×100.

3 結(jié)果與分析

2014年5月至2014年11月，在65個(gè)位點(diǎn)共放置130臺(tái)紅外相機(jī)，每臺(tái)相機(jī)在每個(gè)位點(diǎn)放置6個(gè)月，共獲得野外照片44 688張。其中，動(dòng)物類(lèi)照片8 838張，其余為人類(lèi)活動(dòng)及無(wú)效照片。對(duì)動(dòng)物類(lèi)照片進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1.

表1 紅外相機(jī)拍攝到的野生動(dòng)物名錄

續(xù)表1

由表1可知，在動(dòng)物類(lèi)照片中，可辨別出的動(dòng)物有29種。拍攝率高的野生動(dòng)物有豬獾、狍、野豬、獼猴、草兔等，這些動(dòng)物在歷山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)里分布廣泛。拍攝率較低的動(dòng)物有巖松鼠、勺雞、豹貓等，這些動(dòng)物分布也比較廣泛。

金錢(qián)豹和紅腹錦雞的發(fā)現(xiàn)在生物研究和保護(hù)方面具有重要的意義。金錢(qián)豹為瀕危動(dòng)物，此次在22個(gè)位點(diǎn)共拍攝到實(shí)體照片66張，對(duì)比其它野生動(dòng)物的拍攝率屬于中等偏低。但考慮到金錢(qián)豹的生物特性(食物鏈頂端、領(lǐng)域、行動(dòng)隱蔽等)，說(shuō)明金錢(qián)豹的分布也較為可觀。紅腹錦雞的發(fā)現(xiàn)是山西省鳥(niǎo)類(lèi)1個(gè)物種的新紀(jì)錄，此次在27個(gè)位點(diǎn)拍攝到實(shí)體照片113張。可以看出，紅腹錦雞在歷山自然保護(hù)區(qū)的分布區(qū)域較大。

在拍攝的動(dòng)物類(lèi)照片中，鳥(niǎo)類(lèi)照片共1 436張，除分布較廣的勺雞、雉雞、紅腹錦雞外，其它以水域附近夏季鳥(niǎo)類(lèi)居多。從表1中可以看出，大多數(shù)鳥(niǎo)類(lèi)發(fā)現(xiàn)位點(diǎn)不多，說(shuō)明這些鳥(niǎo)類(lèi)的分布比較集中，同時(shí)也與布設(shè)相機(jī)的位置和時(shí)間段有關(guān)。

4 小結(jié)與討論

4.1 小結(jié)

此次研究利用紅外自動(dòng)相機(jī)拍攝技術(shù)，獲取了大量的野生動(dòng)物圖片和視頻資料。到截稿為止，共鑒定出29種野生動(dòng)物。紅外相機(jī)適用于調(diào)查大、中型獸類(lèi)和部分鳥(niǎo)類(lèi)資源，特別是在地形復(fù)雜的山區(qū)林地和一些夜行性動(dòng)物的監(jiān)測(cè)調(diào)查中應(yīng)用效果明顯。本研究中野生動(dòng)物的拍攝率與日常巡護(hù)監(jiān)測(cè)的記錄基本一致。其中，拍攝到的金錢(qián)豹與紅腹錦雞給專(zhuān)項(xiàng)研究帶來(lái)了首要資料。同時(shí)，紅腹錦雞也填補(bǔ)了山西省該鳥(niǎo)類(lèi)的空白。保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)監(jiān)測(cè)照片不多，監(jiān)測(cè)到的種類(lèi)與已有動(dòng)物名錄相比還差很多?？赡苁羌t外相機(jī)固定于距離地面30 cm～100 cm的樹(shù)干上，鏡頭與地面基本平行的原因。

4.2 討論

此次研究在保護(hù)區(qū)全境設(shè)置相機(jī)點(diǎn)位，調(diào)查照片相對(duì)全面、詳盡。人為活動(dòng)的照片數(shù)量較多，一方面與全境設(shè)置有關(guān)，另一方面說(shuō)明人為活動(dòng)頻繁，人為干擾嚴(yán)重。在監(jiān)測(cè)中，共丟失相機(jī)8臺(tái)，在拍攝的照片中，個(gè)別相機(jī)出現(xiàn)一些未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)動(dòng)物或人員的空白照片，分析其原因主要有:

1)相機(jī)前光照或溫度驟然發(fā)生變化，包括陽(yáng)光本身的變化、相機(jī)前遮蔽物晃動(dòng)或反光等。

2)系統(tǒng)反應(yīng)速度慢，即動(dòng)物快速?gòu)呐臄z范圍經(jīng)過(guò)，觸發(fā)了紅外感應(yīng)器，但在相機(jī)快門(mén)按下前離開(kāi)了拍攝范圍。

3)動(dòng)物在感應(yīng)范圍內(nèi)，但超出閃光燈照亮范圍或拍攝范圍。

通過(guò)此次紅外相機(jī)的監(jiān)測(cè)應(yīng)用，可以看出，紅外自動(dòng)相機(jī)技術(shù)通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)能夠獲得更多直觀、準(zhǔn)確的野生動(dòng)物物種信息，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式的不足，為制訂適宜的監(jiān)測(cè)和保護(hù)策略提供了充分的依據(jù)。

［1］ 馬世來(lái)，里查德·何里來(lái)(Richard B.Harris).自動(dòng)感應(yīng)照像系統(tǒng)在野生動(dòng)物調(diào)查中的應(yīng)用［J］.動(dòng)物學(xué)研究，1996，17(4):360.

［2］ 封 托，王 靜，張洪峰，等.自動(dòng)照相系統(tǒng)在野生動(dòng)物調(diào)查中的應(yīng)用［J］.野生動(dòng)物，2010(3):161-163.

［3］ 胡天華，李元?jiǎng)?紅外觸發(fā)相機(jī)在賀蘭山自然保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究［J］.寧夏農(nóng)林科技，2013，54(8):57-59

［4］ 何佰鎖，袁朝暉，張希明，等.紅外線觸發(fā)數(shù)碼相機(jī)陷阱技術(shù)在大熊貓監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.西北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)網(wǎng)絡(luò)版，2009(7):1-5.

［5］ 武鵬峰，劉雪華，蔡 瓊，等.紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)在陜西觀音山自然保護(hù)區(qū)獸類(lèi)監(jiān)測(cè)研究中的應(yīng)用［J］.獸類(lèi)學(xué)報(bào)，2012，32(1):67-71.

［6］ 史密斯(美)，解 炎，汪 松，等.中國(guó)獸類(lèi)野外手冊(cè)［M］.長(zhǎng)沙:湖南教育出版社，2009.

［7］ 約翰·馬敬能，卡倫·菲利普斯，何芬奇.中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)野外手冊(cè)［M］.長(zhǎng)沙:湖南教育出版社，2000.

Application of Automatic Infrared Camera Technology on Wild Animal Monitoring——A case in Lishan National Nature Reserve

Bai Jianwei1，Wang Jianjun2，Gong Xiaomin1
(1．Shanxi Wocheng Institute of Ecological Enviroment，Taiyuan 030012，China; 2．Lishan National Nature Reserve of Shanxi，Houma 043000，China)

May to November 2014，monitoring research on wild animal by automatic infrared camera technology was studied in Lishan National Nature Reserve，in 65 plots，44 688 pieces of photographs were shot using 130 sets of infrared cameras，including 8 838 pieces of wild animal photos，identified a total of 29 animals.Shoot high rate of wild animals included badgers，roe deer，wild boar，macaques.66 pieces of photos of Panthera pardus as the highest level of endangermol category，also found that the distribution of Chrysolophus pictus in Shanxi.Finally，we discussed some problems of automatic infrared camera technology in monitoring in Nature Reserve to provide reference to animal protection.

Lishan National Nature Reserre;Automatic infrared camera technology;Wild animal;Monitoring;Shooting rate

Q95

A

1007-726X(2015)03-0004-03

2015-06-15

白建偉(1983— )，男，山西興縣人，2006年畢業(yè)于重慶交通大學(xué)，工程師。