何剛， 郭松濤， 金學(xué)林， 張河， 石智慧， 劉羿辰， 李東群，賈康勝， 鄭鵬斌， PAN Ruliang， 6， 李保國(guó)， 7*

(1. 西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 西安710069； 2. 西北大學(xué)陜西省秦嶺珍稀瀕危動(dòng)物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710069； 3. 陜西省動(dòng)物研究所，西安710032； 4. 陜西周至老縣城國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，西安710400；5. 陜西省珍稀野生動(dòng)物搶救飼養(yǎng)研究中心，西安710402； 6. The University of Western Australia， Western Australia 6907， Australia；7. 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物進(jìn)化與遺傳前沿交叉卓越中心，昆明650223)

大型水利工程建設(shè)在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的同時(shí)，往往對(duì)工程所在地區(qū)周圍的環(huán)境產(chǎn)生較為顯著的影響，如水生生物生境破碎、區(qū)域氣候環(huán)境改變、植被退化和物種多樣性喪失等一系列生態(tài)安全問題(趙清賀等，2011；Liuetal.，2013)，特別是工程作業(yè)區(qū)影響最明顯(夏萍娟，陳芳清，2013)。陜西省引漢濟(jì)渭工程屬大型跨流域調(diào)水工程，對(duì)合理配置區(qū)域水資源，維持陜西省關(guān)中-天水經(jīng)濟(jì)區(qū)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。工程貫穿秦嶺腹地，在施工期和運(yùn)行期，工程作業(yè)區(qū)植被的破壞和人為干擾活動(dòng)的增多可能對(duì)區(qū)內(nèi)秦嶺瀕危物種的生存產(chǎn)生潛在的、長(zhǎng)期的影響。因此，需要通過設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)來了解區(qū)內(nèi)獸類種群動(dòng)態(tài)變化，揭示水利工程建設(shè)期陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的演變過程，為消除工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響提供科學(xué)依據(jù)。

目前，紅外相機(jī)技術(shù)已發(fā)展成為陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)獸類動(dòng)物的重要方法(Rowcliffe & Carbone，2008；O’Connelletal.，2011)。該方法通過相機(jī)系統(tǒng)觸發(fā)或定時(shí)拍攝等模式來獲取野生動(dòng)物的照片或視頻，通過圖像數(shù)據(jù)分析物種分布、種群數(shù)量等重要信息，同時(shí)還具備野外持續(xù)采集數(shù)據(jù)、不驚擾動(dòng)物等特點(diǎn)(肖治術(shù)，2014)。已有多個(gè)將紅外相機(jī)應(yīng)用于野生動(dòng)物資源調(diào)查和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工作的案例，為生物多樣性、種群動(dòng)態(tài)研究和保護(hù)策略的制定提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(Kawanishi & Sunquist，2004；肖文宏等，2014；李晟等，2016)。因此，本研究利用紅外相機(jī)技術(shù)監(jiān)測(cè)引漢濟(jì)渭工程作業(yè)區(qū)獸類種群的變化。

1 研究區(qū)域

引漢濟(jì)渭工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐、黃池溝配水樞紐及秦嶺輸水隧洞4個(gè)部分組成(圖1)，前3個(gè)施工作業(yè)區(qū)分別位于秦嶺南坡的洋縣黃金峽鎮(zhèn)(107.950 424°E，33.210 875°N，海拔412 m)和佛坪縣大河壩鄉(xiāng)(108.052 879°E，33.342 926°N，海拔546 m)、秦嶺北坡的周至縣樓觀鎮(zhèn)(108.219 273°E，34.055 996°N，海拔537 m)，秦嶺輸水隧洞則穿越秦嶺主脊。因此，項(xiàng)目作業(yè)區(qū)分散在秦嶺南北坡，跨度達(dá) 98.3 km。秦嶺地處我國(guó)亞熱帶的西北邊緣，是長(zhǎng)江和黃河兩大水系的分水嶺，在動(dòng)物地理區(qū)劃中是古北界與東洋界的分界線，域內(nèi)獸類動(dòng)物包括7目30科95屬138種另14亞種，呈現(xiàn)出東洋界和古北界混雜過渡的特征(鄭生武，宋世英，2010)，是世界范圍內(nèi)的生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，秦嶺分布的獸類包括大熊貓Ailuropodamelanoleuca、川金絲猴Rhinopithecusroxellana、秦嶺羚牛Budorcasbedfordi等7種國(guó)家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物，13種國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物，11種陜西省重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物(李先敏等，2006；王開峰，鄭生武，2006)。

引漢濟(jì)渭工程于2010年開工建設(shè)，在漢江干流黃金峽及其支流子午河分別修建黃金峽水利樞紐和三河口水利樞紐蓄水，通過黃金峽抽水泵站抽提漢江干流水入黃三隧洞輸至三河口水利樞紐，經(jīng)聯(lián)合調(diào)蓄后，由三河口的秦嶺隧洞輸水進(jìn)入關(guān)中地區(qū)。工程存在的干擾包括：漢江干流、支流部分河道、濕地被淹沒，部分陸生動(dòng)物的棲息地永久性喪失；秦嶺隧洞4#、5#支洞布置在保護(hù)區(qū)內(nèi)，這些作業(yè)區(qū)均存在道路修建、挖掘、渣土堆放等工程，局部區(qū)域的自然景觀將存在永久或臨時(shí)性的改變，造成局部森林植被、森林資源損失，生態(tài)服務(wù)功能弱化；另外，工程建設(shè)中形成的泥沙和污水可能造成施工區(qū)局部河流水體輕度污染；施工噪音、人為活動(dòng)增加等直接干擾野生動(dòng)物。

2 研究方法

2.1 監(jiān)測(cè)時(shí)間

監(jiān)測(cè)時(shí)間為2015年1月—2016年12月。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

在黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐、黃池溝配水樞紐和秦嶺隧道5#支洞設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分別代表了供水區(qū)、受水區(qū)和輸水沿線在施工期、運(yùn)行期對(duì)秦嶺生態(tài)環(huán)境直接產(chǎn)生影響的區(qū)域(圖1)。以監(jiān)測(cè)點(diǎn)中心位置為圓心、3 km為半徑確定監(jiān)測(cè)范圍，并在不同方向選擇獸類的典型生境、動(dòng)物通道等14處位點(diǎn)，編號(hào)為G1-1、G1-2、G1-3、G1-4、G2-1、G2-2、G2-3、G3-1、G3-2、G3-3、G4-1、G4-2、G4-3和G4-4。在每處位點(diǎn)設(shè)置2臺(tái)紅外相機(jī)(夜鷹SG-008，創(chuàng)世夏漢)。相機(jī)固定于粗壯喬木樹干離地高度超過100 cm的位置，朝向與獸道呈銳角或正對(duì)水源和動(dòng)物有可能的活動(dòng)場(chǎng)所；用GPS手持機(jī)(Garmin etrex 201x)記錄坐標(biāo)和海拔。對(duì)紅外相機(jī)設(shè)置如下：(1)拍攝方式為照片+視頻；(2)觸發(fā)間隔為5 min；(3)記錄日期及時(shí)間(張晉東等，2015)。

2.3 監(jiān)測(cè)對(duì)象

選取工程作業(yè)區(qū)可能分布的秦嶺大中型獸類中的保護(hù)動(dòng)物作為監(jiān)測(cè)對(duì)象(鄭生武，宋世英，2010)。

選取遇見率和遇見頻次作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)。遇見率一定程度上反映了物種的數(shù)量，遇見率高表明該物種的數(shù)量相對(duì)較多。遇見頻次是實(shí)際拍攝到動(dòng)物的次數(shù)，同一時(shí)間段頻次直接反映了同一生境動(dòng)物的分布密度，不同時(shí)間段的頻次變化反映了可能存在的干擾因素對(duì)動(dòng)物的影響。

遇見率：Di=Ni/Nij，式中，Ni為某個(gè)物種在第i次調(diào)查中的遇見頻次，Nij為在第i次調(diào)查中所有物種的總遇見頻次。

平均遇見率：D=∑Di/n，式中，n為調(diào)查次數(shù)。

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示(張洪峰等，2011)。

圖1 引漢濟(jì)渭工程的監(jiān)測(cè)點(diǎn)Fig. 1 Monitoring sites in Han-Wei water diversion project

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

3.1 物種組成

2015年1月—2016年12月，共拍攝到可識(shí)別的動(dòng)物照片5 038張，其中有效的監(jiān)測(cè)照片432張。共鑒定出9種獸類保護(hù)動(dòng)物，遇見頻次從高到低依次為：野豬Susscrofa、黃鼬Mustelasibirica、豹貓Prionailurusbengalensis、中華鬣羚Capricornismilneedwardsii、小麂Muntiacusreevesi、中華斑羚Naemorhedusgriseus、秦嶺羚牛Budorcasbedfordi、林麝Moschusberezovskii、川金絲猴Rhinopithecusroxellana。在調(diào)查期間，各物種平均遇見率存在差異，其中，野豬(39.63%±9.88%)和黃鼬(21.21%±3.53%)較常見；豹貓(13.11%±3.12%)、小麂(11.00%±3.56%)、中華斑羚(8.25%±3.45%)、中華鬣羚(5.31%±2.54%)和秦嶺羚牛(1.24%±0.81%)較少；而林麝(0.16%±0.10%)和川金絲猴(0.09%±0.08%)為偶見。

3.2 物種動(dòng)態(tài)變化情況

動(dòng)物遇見頻次有季節(jié)差異，冬、春季動(dòng)物的遇見頻次占全部監(jiān)測(cè)結(jié)果的69.5%，明顯高于夏、秋季(30.5%)。

各監(jiān)測(cè)點(diǎn)動(dòng)物遇見頻次也存在差異，其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)4的動(dòng)物遇見頻次最高，共計(jì)260次，高于其他3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(χ2=4.511，P<0.05)；各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均遇見頻次趨勢(shì)一致(圖2)。

圖2 不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)物遇見頻次Fig. 2 Appearing frequencies of animals at monitoring sites

從動(dòng)物遇見頻次的動(dòng)態(tài)變化來看，2016年比2015年監(jiān)測(cè)到的物種數(shù)少2種(圖3)，遇見頻次從275次減少到157次(圖4)，降幅為42.9%。其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的降幅最大，從2015年的68次降到2016年的3次，降幅為95.6%；監(jiān)測(cè)點(diǎn)2、3、4的降幅分別為40.0%、15.2%和25.5%(圖4)。

4 討論

各類大型工程建設(shè)(鐵路、公路、水利等)都會(huì)改變施工區(qū)域的景觀，包括地表植被的破壞、野生動(dòng)物棲息地的分割與侵占、原始生態(tài)系統(tǒng)的改變等，這將威脅物種生存，影響區(qū)域生態(tài)安全(陳利頂?shù)龋?007)。以往有關(guān)大型工程建設(shè)中野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)和研究的報(bào)道多見于公路、鐵路建設(shè)(裘麗，馮祚建，2004；殷寶法等，2006；李耀增等，2008；馬武昌，宋子煒，2008；張光源，2017)，對(duì)水利工程中野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)則較少。韓書權(quán)等(2001)采用樣線法對(duì)山西萬(wàn)家寨引黃工程沿線進(jìn)行了為期31個(gè)月的野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)工程區(qū)內(nèi)植被破壞、野生動(dòng)物棲息地喪失，給野生動(dòng)物造成非常嚴(yán)重的影響，但該研究監(jiān)測(cè)對(duì)象主要針對(duì)野生鳥類。

本次研究以秦嶺山地分布的大中型獸類保護(hù)動(dòng)物為監(jiān)測(cè)對(duì)象，共發(fā)現(xiàn)9種動(dòng)物，以有蹄類和食肉類為主，其中，野豬和黃鼬是監(jiān)測(cè)區(qū)域的優(yōu)勢(shì)物種；豹貓的遇見頻次相對(duì)較多，占全部記錄的18.5%；而小麂、中華鬣羚、中華斑羚、秦嶺羚牛相對(duì)較少，分別占10.4%、10.9%、6.9%和3.0%；林麝、川金絲猴則僅有偶然記錄。除野豬和黃鼬外，其他物種不是在所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均能發(fā)現(xiàn)，且遇見率年間變化較大。從季節(jié)監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，春季動(dòng)物的遇見頻次最高，夏季最低。這個(gè)結(jié)果與山區(qū)動(dòng)物的遷移習(xí)性有關(guān)。在冬、春季，動(dòng)物一般先從高海拔區(qū)域向低海拔區(qū)域移動(dòng)，待天氣轉(zhuǎn)暖又從低向高遷移，另外，冬、春季食物資源匱乏，動(dòng)物覓食范圍也相應(yīng)擴(kuò)大(Lietal.，2000)，導(dǎo)致這兩季動(dòng)物的遇見頻次升高；而夏、秋季許多動(dòng)物在高海拔區(qū)域活動(dòng)(麻奎太等，2001)，動(dòng)物因食物豐富而收縮活動(dòng)范圍，所以遇見頻次較低。

圖3 不同動(dòng)物在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的遇見頻次Fig. 3 Appearing frequencies of the recorded animals at monitoring sites

圖4 2015年和2016年不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的動(dòng)物遇見頻次Fig. 4 Animal appearing frequencies at different monitoring sites between 2015 and 2016

不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果差異與其所在位置的特點(diǎn)有關(guān)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)4動(dòng)物遇見頻次明顯高于其他3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，這主要是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)點(diǎn)4位于保護(hù)區(qū)內(nèi)，其野生動(dòng)物棲息地相對(duì)連續(xù)且人類干擾少，與監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、3長(zhǎng)期存在的人類活動(dòng)干擾、棲息地斑塊化嚴(yán)重的情況形成鮮明對(duì)比。另外，監(jiān)測(cè)結(jié)果還顯示，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、3遇見的物種數(shù)量少于監(jiān)測(cè)點(diǎn)4，這與物種分布的海拔有關(guān)，如秦嶺羚牛、川金絲猴等珍稀動(dòng)物在秦嶺分布的海拔下限都超過了1 000 m(宋延齡，曾治高，1999；Lietal.，2000)。

在監(jiān)測(cè)期間，遇見動(dòng)物的種類和頻次均發(fā)生了變化，與2015年相比，2016年各監(jiān)測(cè)點(diǎn)動(dòng)物遇見頻次均呈降低趨勢(shì)。對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行逐一分析：①在監(jiān)測(cè)期間黃金峽庫(kù)區(qū)建設(shè)正式開工，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的干擾性質(zhì)從一般農(nóng)業(yè)干擾變化工程建設(shè)干擾，一方面施工噪音對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生嚴(yán)重的驚嚇，另一方面作業(yè)區(qū)的人為活動(dòng)增加以及工程對(duì)當(dāng)?shù)鼐坝^的改變，驅(qū)使動(dòng)物遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)點(diǎn)動(dòng)物遇見頻次明顯降低；物種的變化更為明顯，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)2016年僅發(fā)現(xiàn)2種動(dòng)物，比2015年減少4種。②在監(jiān)測(cè)開始時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)2已經(jīng)開始了4年大范圍的水利施工，配套的公路建設(shè)、橋梁建設(shè)、居民動(dòng)遷也在同步進(jìn)行，并且該監(jiān)測(cè)點(diǎn)臨近高速樞紐，人類活動(dòng)干擾嚴(yán)重，因此，動(dòng)物種類最少、遇見頻次最低。③監(jiān)測(cè)點(diǎn)3位于淺山地帶，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)開發(fā)干擾明顯，但是相機(jī)布設(shè)位點(diǎn)均遠(yuǎn)離工程作業(yè)區(qū)(該施工范圍僅限制在山地溝口)，因此，動(dòng)物受到的仍然是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)干擾(挖藥、放牧、養(yǎng)殖)，動(dòng)物的遇見頻次年間變化較小。④監(jiān)測(cè)點(diǎn)4在所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)中生境和干擾都比較獨(dú)特，一方面其位于秦嶺腹地，且屬于保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，此處動(dòng)物種類多、數(shù)量多、活動(dòng)頻繁，遇到動(dòng)物的幾率相對(duì)較高；另一方面，當(dāng)?shù)氐膭?dòng)物棲息地自然連接，動(dòng)物在受到干擾后，可以向保護(hù)區(qū)深處遷移。雖然該監(jiān)測(cè)點(diǎn)動(dòng)物豐富度最高，但是隨著工程進(jìn)展，環(huán)境壓力增大，動(dòng)物的遇見頻次和種類仍呈下降趨勢(shì)。2016年沒有監(jiān)測(cè)到川金絲猴與林麝，其他物種的遇見頻次則有升有降，但總體呈下降趨勢(shì)。整體上動(dòng)物的種類和數(shù)量均呈減少趨勢(shì)，主要有3個(gè)原因：(1)施工改變自然景觀的整體結(jié)構(gòu)、綠色生命廊道的連續(xù)性，減少局部地塊的生物量與生產(chǎn)力，影響其景觀生態(tài)功能，使局域生物多樣性降低；(2)施工機(jī)械噪聲對(duì)獸類產(chǎn)生明顯的驅(qū)趕作用，尤其對(duì)有蹄類、食肉類等的驅(qū)趕作用較大，使原分布區(qū)的動(dòng)物數(shù)量暫時(shí)減少而改變其在該區(qū)域內(nèi)的分布格局；(3)作業(yè)區(qū)人員活動(dòng)的增加、工程生產(chǎn)生活廢污水的排放等，這些人為干擾都直接或間接影響動(dòng)物的選擇性分布、生境狀況以及動(dòng)物利用溝谷走廊帶的遷移活動(dòng)。

引漢濟(jì)渭工程對(duì)所在區(qū)域的秦嶺獸類種群產(chǎn)生了不利影響，在監(jiān)測(cè)區(qū)域存在獸類被驅(qū)趕、遷移的趨勢(shì)，以及動(dòng)物活動(dòng)減少的現(xiàn)象，這將進(jìn)一步影響動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和種群空間分布，應(yīng)該引起工程建設(shè)管理部門的注意。

5 保護(hù)對(duì)策

為了保護(hù)本區(qū)的野生動(dòng)物，維護(hù)本區(qū)的生態(tài)平衡，并在引漢濟(jì)渭工程完工以及項(xiàng)目運(yùn)行期，使工程沿線的生態(tài)系統(tǒng)盡快得到恢復(fù)和向良性循環(huán)的方向發(fā)展，建議采取以下措施，對(duì)工程區(qū)內(nèi)的野生動(dòng)物進(jìn)行保護(hù)。

5.1 加強(qiáng)動(dòng)物種群變化監(jiān)測(cè)

及時(shí)掌握動(dòng)物種群的動(dòng)態(tài)變化是保護(hù)受工程影響的瀕危物種的前提。引漢濟(jì)渭工程的建設(shè)和運(yùn)行周期長(zhǎng)、范圍廣，對(duì)區(qū)內(nèi)的瀕危物種生存及生態(tài)系統(tǒng)安全可能產(chǎn)生潛在的和長(zhǎng)期的影響，建議在工程施工區(qū)涉及范圍內(nèi)的村莊和農(nóng)戶重新調(diào)整社區(qū)共管體系，建立新的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，以滿足保護(hù)工作的需要。

5.2 減少動(dòng)物棲息地破壞，做好恢復(fù)工程

野生動(dòng)物保護(hù)重在棲息地的保護(hù)。建議在工程期間，一方面對(duì)森林、濕地植被做好保護(hù)；另一方面應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)展情況及時(shí)對(duì)工程生態(tài)創(chuàng)傷面進(jìn)行修復(fù)或重建，以保證主要保護(hù)對(duì)象棲息地的安全性和生態(tài)系統(tǒng)的完整性。對(duì)于臨時(shí)性占地可以對(duì)表層熟化土予以收集保存，為植被的恢復(fù)奠定基礎(chǔ)；選擇當(dāng)?shù)卦参镞M(jìn)行恢復(fù)。對(duì)于永久性占地應(yīng)選擇合適的地點(diǎn)進(jìn)行異地重建規(guī)劃，恢復(fù)面積應(yīng)不少于原森林及濕地面積。另外要做好渣場(chǎng)的覆土綠化和復(fù)墾利用，減少土壤流失。

5.3 加強(qiáng)動(dòng)物保護(hù)宣傳，減少人為干擾

人為干擾是引漢濟(jì)渭工程對(duì)動(dòng)物影響的主要因子，特別是增加的流動(dòng)人口加大了當(dāng)?shù)匾吧鷦?dòng)物管理的難度。因此，在項(xiàng)目實(shí)施期間要進(jìn)一步加大野生動(dòng)物保護(hù)法的宣傳力度，提高作業(yè)人員和當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)野生動(dòng)物的保護(hù)意識(shí)，從嚴(yán)打擊捕殺野生動(dòng)物的不法行為，杜絕獵殺保護(hù)動(dòng)物的現(xiàn)象。在施工進(jìn)度安排時(shí)還應(yīng)充分考慮野生動(dòng)物的生活習(xí)性，盡可能避開野生動(dòng)物活動(dòng)頻繁的季節(jié)和時(shí)段，嚴(yán)禁在覓食期、繁殖期和主要活動(dòng)期施工。

致謝：感謝陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公司各位領(lǐng)導(dǎo)與員工給予的幫助與便利；衷心感謝參與野外監(jiān)測(cè)工作的工作人員的辛苦付出。