李健威, 李玉霞, 張勘, 駱偉, 蘭琦, 何流洋, 唐博*, 楊志松

1. 西華師范大學(xué)，四川 南充 637000；

2. 四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 石棉 625400；

3. 石棉縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 石棉 625400；

4. 四川貢嘎山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)石棉管理處，四川 石棉 625400；

5. 四川省大熊貓科學(xué)研究院，四川 成都 610000

紅外相機(jī)以其工作持續(xù)、抗干擾性、非損傷性、監(jiān)測(cè)范圍廣、可獲取行為隱蔽性物種以及夜行性物種的活動(dòng)信息等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，現(xiàn)已廣泛用于生物多樣性調(diào)查、人類干擾因素調(diào)查、監(jiān)測(cè)生物多樣性現(xiàn)狀等保護(hù)管理工作[3-4]。

四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)成立于2003 年，是以保護(hù)大熊貓等珍稀野生動(dòng)物及其生態(tài)環(huán)境為主要保護(hù)對(duì)象的國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。根據(jù)四川栗子坪自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察報(bào)告（西華師范大學(xué)珍稀動(dòng)植物研究所，2012），栗子坪自然保護(hù)區(qū)有獸類76 種，隸屬27 科；鳥(niǎo)類186 種，隸屬47 科。然而，在此之后，關(guān)于栗子坪獸類的調(diào)查近乎沒(méi)有，目前人們對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)獸類的物種數(shù)量及其生存現(xiàn)狀的了解急劇欠缺。四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)具有豐富鳥(niǎo)類多樣性，最新研究顯示，保護(hù)區(qū)內(nèi)共有鳥(niǎo)類260，隸屬53 科[5]。為了了解保護(hù)區(qū)內(nèi)生物多樣性現(xiàn)狀，本研究應(yīng)用紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)，于2018—2019 對(duì)四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大中型獸類和林下鳥(niǎo)類進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)查，以期深入了解該保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物資源狀況, 為保護(hù)區(qū)保護(hù)和管理工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

四川栗子坪自然保護(hù)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“保護(hù)區(qū)”）位于全球 34 個(gè)生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一橫斷山區(qū)東緣部分、四川盆地西南緣大渡河中上游，貢嘎山東南面石棉縣境內(nèi)，地理位置處于東經(jīng)102°10′—102°29′，北緯28°51′—29°08′之間。保護(hù)區(qū)南北長(zhǎng)約23 km，東西寬約17.8 km，總面47 940 hm2。保護(hù)區(qū)整個(gè)地貌以中高山為主，兼有部分低山和河谷階地。整個(gè)地勢(shì)由西南向東北傾斜，地形切割破碎，起伏跌宕，垂直高差大。保護(hù)區(qū)內(nèi)最高海拔為4 551 m，最低海拔1 330 m，平均相對(duì)高差大于2 000 m。保護(hù)區(qū)是亞熱帶季風(fēng)為基帶的山地氣候，年均氣溫11.7～14.4 ℃，年均降水量800～1 250 mm。屬四川盆地亞熱帶濕潤(rùn)森林土壤區(qū)，土壤pH 值為4.5～7.5。植被垂直帶譜明顯，由低山到高山，漸次可見(jiàn)闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢、草甸、高山稀疏植被[5-6]。

1.2 相機(jī)布設(shè)

根據(jù)保護(hù)區(qū)工作人員經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物活動(dòng)頻繁的樣區(qū)及人為活動(dòng)干擾等因素進(jìn)行調(diào)查，選取3 個(gè)監(jiān)測(cè)樣區(qū)(見(jiàn)圖1)，3 塊樣地植被類型均為常綠、落葉闊葉混交林，共設(shè)置相機(jī)56 臺(tái)。首先將保護(hù)區(qū)劃分成1 km×1 km 的網(wǎng)格，然后在每個(gè)樣區(qū)內(nèi)按照生境類型和海拔梯度選擇網(wǎng)格，其次在網(wǎng)格中選擇野生動(dòng)物容易出現(xiàn)的地點(diǎn)(水源地、獸路、埡口等)布設(shè)相機(jī)，兩個(gè)監(jiān)測(cè)位點(diǎn)紅外相機(jī)間距離至少在500 m 以上[7]，海拔范圍2 500～3 500 m。紅外相機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)tl ACORN 6 511，編號(hào)后固定在距離地表40～80 cm 高的樹(shù)干上，首次布設(shè)參數(shù)設(shè)置為三連拍+1 視頻模式，錄像10 s，間隔時(shí)間5 s。監(jiān)測(cè)時(shí)間為2018 年1 月至2019 年12 月，期間每隔4 個(gè)月更換電池和儲(chǔ)存卡，同時(shí)檢測(cè)相機(jī)的性能。

圖1 四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)位點(diǎn)分布圖Fig. 1 Location distribution of infrared cameras in Liziping National Nature Reserve

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

獲取的紅外相機(jī)數(shù)據(jù)按照相機(jī)位點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)命名，將拍攝到的照片存儲(chǔ)于對(duì)應(yīng)的編號(hào)的文件夾中，刪除其中無(wú)效的照片。將紅外相機(jī)數(shù)據(jù)錄入四川自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)數(shù)據(jù)管理信息化平臺(tái)(http://www.datawild.cn:9090/Bioplatform/)，利 用 Camera Data Management System 對(duì)錄入照片按獸類、鳥(niǎo)類、其它動(dòng)物、工作人員及其他人員進(jìn)行分類，并對(duì)鳥(niǎo)類和獸類的照片進(jìn)行物種鑒定，整理獸類和鳥(niǎo)類名錄，最后導(dǎo)出Excel 數(shù)據(jù)表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。將同一臺(tái)相機(jī)30 min 內(nèi)拍攝到的同一物種或同一個(gè)體的連續(xù)照片作為一次獨(dú)立有效數(shù)據(jù)[8]，一臺(tái)相機(jī)連續(xù)工作24 h 記為1 個(gè)相機(jī)工作日（Trap day）[9]。

動(dòng)物識(shí)別參考《中國(guó)獸類野外手冊(cè)》[10]《中國(guó)哺乳動(dòng)物多樣性》[11]和《中國(guó)鳥(niǎo)類分類與分布名錄(第三版)》[12]。保護(hù)級(jí)別界定參考《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》(http://www.forestry.gov.cn)、IUCN紅色名錄(https://www.iucnredlist.org/)。

使用相對(duì)豐度指數(shù)(Relative abundance index，RAI) 評(píng)估四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)物種相對(duì)種群數(shù)量成，公式如下：

其中, Ai為紅外相機(jī)所拍攝到的第i 個(gè)物種的獨(dú)立事件總數(shù), T 為所有相機(jī)位點(diǎn)的相機(jī)日總合。

2 結(jié)果

56 個(gè)位點(diǎn)累積監(jiān)測(cè)17 074 個(gè)相機(jī)工作日，有效照片15 746 張，其中2018 年工作日為9 749，有效照片數(shù)為8 991，2019 年工作日為7 325，有效照片數(shù)為6 755。本次調(diào)查共記錄到物種34 種，其中鳥(niǎo)類16 種，獸類18 種，隸屬5 目19 科，包括2 種國(guó)家一級(jí)和9 種國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種，與保護(hù)區(qū)2012 年的科考調(diào)查記錄相比，鳥(niǎo)類和獸類分別占保護(hù)區(qū)已有記錄的8.6%和23.68%（附錄1）。國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物有大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）、林麝（Moschus berezovskii）；國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物有白腹錦雞（Chrysolophus amherstiae）、紅腹角雉（Tragopan temminckii）、血雉（Ithaginis cruentus）、獼猴（Macaca mulatta）、藏酋猴（Macaca thibetana）、中華鬣羚（Capricornis milneedwardsii）、黑熊（Ursus thibetanus）、小熊貓（Ailurus fulgens）、黃喉貂（Martes flavigula）等9 種，共計(jì)占到監(jiān)測(cè)物種的32.35%。按照IUCN 物種紅色名錄統(tǒng)計(jì)，有瀕危（EN）物種林麝；近危（NT）2 種，分別為藏酋猴、豬獾（Arctonyx collaris）；易危（VU）5 種，分別為毛冠鹿（Elaphodus cephalophus）、中華鬣羚、黑熊、小熊貓，共計(jì)占到監(jiān)測(cè)物種的23.53%（附錄1）。

相對(duì)豐富度指數(shù)（RAI）分析結(jié)果顯示，2018年獸類排在前三位的是毛冠鹿（3.680）、藏酋猴（3.142）、野豬（2.713）；2019 年獸類排在前三位的是毛冠鹿（2.909）、藏酋猴（2.662）、野豬（1.802）；獸類2019 年與2018 年的結(jié)果相似，但2018 年獸類相對(duì)豐富度指數(shù)均高于2019 年（附錄1）。相對(duì)豐富度指數(shù)2018 年鳥(niǎo)類排在前三位的是血雉（0.918）、紅腹角雉（0.369）、白腹錦雞（0.256）；相對(duì)豐富度指數(shù)2019 年鳥(niǎo)類排在前三位的是血雉（0.846）、紅腹角雉（0.256）、白腹錦雞（0.177）；鳥(niǎo)類2019 年與2018 年的結(jié)果相似，但2018 年鳥(niǎo)類相對(duì)豐富度指數(shù)均高于2019 年（附錄1）。

調(diào)查顯示人為干擾主要有5 種，包括：家狗、家馬、家狗、牦牛和人類活動(dòng)。通過(guò)2018 年相對(duì)豐富度分析發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)最高（0.145）；其次是黃牛（0.123）、家狗（0.051）、家馬（0.031）、牦牛（0.021）。2019 年相對(duì)豐富度分析發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)最高（0.177）；其次是黃牛（0.068）、家狗（0.109）、牦牛（0.109）。從相機(jī)拍攝點(diǎn)位看，人類活動(dòng)2018 年（11 個(gè)）和2019 年（8 個(gè)）均最高（附錄1）。

3 討論

四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)初步監(jiān)測(cè)共記錄到物種34 種，其中鳥(niǎo)類16 種，獸類18 種，隸屬5 目19 科，包括國(guó)家一級(jí)2 種和國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種9 種。與2012 年的科考調(diào)查記錄相比，鳥(niǎo)類和獸類分別占保護(hù)區(qū)已有記錄的8.6%和23.68%。保護(hù)區(qū)的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)主要集中關(guān)鍵走廊帶和重要集中分布區(qū)，覆蓋的面積有限，相機(jī)數(shù)量有限，拍攝的物種較少。本次調(diào)查中，觀測(cè)的鳥(niǎo)類大多數(shù)屬于林下鳥(niǎo)類，獸類則為大中型獸類，說(shuō)明紅外相機(jī)對(duì)地面活動(dòng)的大中型獸類和鳥(niǎo)類監(jiān)測(cè)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，由于紅外相機(jī)在布設(shè)位點(diǎn)的選擇上有一定的局限性，相機(jī)在安裝時(shí)需要選擇不易移動(dòng)的物體如樹(shù)干等，這使得紅外相機(jī)的拍攝范圍減小，對(duì)于行動(dòng)敏捷和林間活動(dòng)的動(dòng)物拍攝具有一定的局限性[13]。另外在本次調(diào)查所收集到的照片中，有些照片僅拍攝到動(dòng)物的局部，或者由于視野太暗而無(wú)法辨認(rèn)，因此紅外相機(jī)檢測(cè)法應(yīng)與傳統(tǒng)的調(diào)查法如樣線法[14]、樣方法和訪問(wèn)法[15]等相結(jié)合起來(lái)，以便于更好的調(diào)查和了解保護(hù)區(qū)的物種組成。

雖然紅外相機(jī)調(diào)查法存在以上的一些缺陷，但是它的優(yōu)點(diǎn)是不容忽視的。首先，從紅外相機(jī)中所獲取的照片和視頻，具有一定的準(zhǔn)確性，為保護(hù)區(qū)物種調(diào)查稀有物種存在提供了確鑿的證據(jù)，同時(shí)也可以觀察到珍稀物種的現(xiàn)狀，為保護(hù)區(qū)內(nèi)科研保護(hù)提供有力的科學(xué)依據(jù)[16]。同時(shí)紅外相機(jī)能夠連續(xù)24h 工作，能很好的監(jiān)測(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)的物種，可以直觀的為科研研究提供物種的分布范圍及活動(dòng)規(guī)律，以便于更好的研究物種，為保護(hù)區(qū)的保護(hù)工作提供有力的科研支撐[17]。同時(shí)在本次紅外相機(jī)調(diào)查中，通過(guò)影像資料能有效的掌握干擾因子的種類、具體分布以及發(fā)生的具體時(shí)間，能為保護(hù)區(qū)有針對(duì)性的開(kāi)展巡護(hù)管理、宣傳教育、社區(qū)勸導(dǎo)等相關(guān)工作提供直觀的數(shù)據(jù)支撐，有助于促進(jìn)保護(hù)區(qū)的保護(hù)工作。目前，基于紅外相機(jī)數(shù)據(jù)分析共發(fā)現(xiàn)了黃牛、牦牛、狗、馬和人等5 種干擾因子，主要分為放牧和人為獲取自然資源的社區(qū)活動(dòng)（如采藥、打筍），說(shuō)明栗子坪保護(hù)區(qū)周邊存在一定的人為干擾，栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局仍需采取相應(yīng)管理措施，進(jìn)一步提高周邊居民的保護(hù)意識(shí)、促進(jìn)保護(hù)區(qū)周邊社區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

目前保護(hù)區(qū)的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)工作還未做到全網(wǎng)格覆蓋，監(jiān)測(cè)工作主要圍繞大熊貓重點(diǎn)區(qū)域、大熊貓放歸區(qū)域和廊道監(jiān)測(cè)來(lái)開(kāi)展。相機(jī)布設(shè)上局部集中而整體不均勻，目前尚有大面積區(qū)域沒(méi)有被紅外相機(jī)覆蓋，這些區(qū)域的本底資源信息缺失。從本底資源清查、物種科學(xué)研究、保護(hù)管理科學(xué)發(fā)展等角度考慮，建議保護(hù)區(qū)以全網(wǎng)格化紅外監(jiān)測(cè)為目標(biāo)編制一套紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)規(guī)劃方案，識(shí)別出可布設(shè)紅外相機(jī)的位點(diǎn)，逐步建立保護(hù)區(qū)全網(wǎng)化標(biāo)準(zhǔn)紅外監(jiān)測(cè)體系。同時(shí)加強(qiáng)紅外監(jiān)測(cè)專業(yè)人員能力建設(shè)，協(xié)調(diào)保護(hù)區(qū)用于紅外監(jiān)測(cè)方面的保護(hù)資金穩(wěn)定投入，最終實(shí)現(xiàn)紅外監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期而持續(xù)的開(kāi)展，最終促進(jìn)保護(hù)區(qū)的保護(hù)管理工作。

致謝

本研究得到四川省林業(yè)和草原局與四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局大力支持和協(xié)助；感謝成都興艾信息技術(shù)有限公司多為工作人員參與了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，在此一并致謝！

附錄 Supplementary Materia

表 S1 四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)調(diào)查記錄獸類和鳥(niǎo)類物種名錄Tab. S1 List of mammals and birds recorded by infrared camera traps in Liziping National Nature Reserve

附圖 S1 四川栗子坪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)所拍攝到的重要獸類和鳥(niǎo)類照片F(xiàn)ig. S1 Photographs of important mammals and birds recorded by infrared cameras in Liziping National Nature Reserve