紀樹志，麻守仕，姜 源，馬海濤

（甘肅敦煌陽關國家級自然保護區(qū)管理局，甘肅 敦煌 736200）

紅外相機（infrared camera）主要通過照片和視頻來記錄并獲取鳥類的種類及其群體大小、分布區(qū)域、行為活動、生活環(huán)境生境等數(shù)據(jù)。這些信息有助于從種群、分布和行為等方面分析鳥類在監(jiān)測區(qū)域的基本特征[1，2]。然而，獲得這些數(shù)據(jù)必須建立標準的紅外相機調(diào)查規(guī)范，科學、合理、有效的獲取圖像數(shù)據(jù)，分析野生動物的種群數(shù)量、分布、組成、行為等基礎信息，從而為保護區(qū)的資源開發(fā)利用和野生動物保護與管理提供理論依據(jù)。

1 布設方案

紅外相機的布設必須具有典型性和代表性。明確監(jiān)測目標，確定監(jiān)測樣地、抽樣方法，明確分析方法，才有可能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享性和可對比性研究。

1.1 研究區(qū)概況

陽關保護區(qū)位于甘肅省最西端的敦煌市陽關鎮(zhèn)境內(nèi)[3]。保護區(qū)位于中亞候鳥遷徙路線上，已是諸多鳥類遷徙的重要驛站和棲息地[4]?，F(xiàn)已監(jiān)測到過境鳥類80多種，其中國家Ⅰ級保護鳥類有黑鸛(Ciconianigra)、大鴇(Otistarda)等6種，Ⅱ級保護鳥類有大天鵝(Cygnuscygnus)、蓑羽鶴(Anthropoides virgo)等20多種[5]。

1.2 監(jiān)測目標

鳥類群落和種群的動態(tài)變化監(jiān)測是陽關保護區(qū)生物多樣性監(jiān)測的主要目標，為生物多樣性保護管理和資源利用提供基礎數(shù)據(jù)。

1）全面了解保護區(qū)鳥類的種類及種群變化，充實保護區(qū)的本底資料，首先對每一個監(jiān)測區(qū)的鳥類進行清查，初步掌握他們的物種豐富度、物種分布、活動規(guī)律等，建立物種名錄及其分布數(shù)據(jù)庫。

2）長時間序列的對每個監(jiān)測區(qū)進行監(jiān)測，充分掌握物種豐富度、分布區(qū)域和活動規(guī)律的變化，并進行鳥類與周邊環(huán)境相關性分析。

1.3 抽樣方法

通過動物活動信息的基礎資料及鳥類的活動范圍和分布情況，本文采用公里網(wǎng)格抽樣法。該方法在每個監(jiān)測區(qū)域建立漁網(wǎng)，相機布設密度為1km2/每臺[1]。監(jiān)測周期為30d，一個周期后輪換到下一個監(jiān)測區(qū)域。每個相機位點的布設可根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的地形、道路、水域和安全性等綜合考慮。

布設相機前對監(jiān)測區(qū)借助ArcGIS創(chuàng)建長度1km2的漁網(wǎng)，將漁網(wǎng)的中心點作為相機預設點，打印在地圖上，將相機預設點的坐標信息輸入GPS，通過GPS導航找到預設相機點位，根據(jù)預設點位的實際地理情況進行微調(diào)，在20m為半徑的圓內(nèi)尋找最適合的相機架設位置，并將相機架設點位的坐標及海拔信息輸入相機。

1.4 注意事項

布設相機時盡可能選擇濕地、水域等鳥類活動頻繁的地點放置紅外相機[6]；相機前無障礙物，要求地面灌草較少，尤其在植被生長季節(jié)需要考慮到植被的生長，盡量避免陽光的直射；相機架設離地高20～50cm，相機鏡頭平行于地面；安裝和拆卸時要確定相機能夠正常工作，并記錄好相機的工作狀態(tài)和點位信息；生物多樣性監(jiān)測時相機前不得投放實物，相機布設時注意相機的隱蔽和偽裝，防止相機被盜和設備對動物的干擾；數(shù)據(jù)的采集過程中需要嚴格記錄相機是否正常工作；對每臺相機、存儲卡和支架進行編號，相同編號設備配套使用；架設相機時做到避免對植被破壞，保持原貌，極大限度的減少人為干擾。

1.5 參數(shù)設置（見表1）

表1 紅外相機參數(shù)設置表

2 數(shù)據(jù)的采集與管理

2.1 數(shù)據(jù)的采集

為了延長相機的使用壽命、防止數(shù)據(jù)的覆蓋丟失，每30天派專人進行數(shù)據(jù)的采集，采集的照片數(shù)據(jù)和相機點位信息上傳到CANGLUV1.6.3紅外檢測儀數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。CANGLUV1.6.3可對同一相機點位的所有照片2s內(nèi)進行自動分組。這樣，每一個照片組表示為某一動物個體或某一群動物經(jīng)過相機時所拍攝的一張有效照片?？梢酝瓿刹杉掌奈锓N識別和相關數(shù)據(jù)信息的挖掘，由系統(tǒng)直接導出統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析[7]，如圖1所示。

圖1 紅外監(jiān)測儀數(shù)據(jù)處理界面

2.2 數(shù)據(jù)管理

照片和視頻所記錄的內(nèi)容主要包括物種、分布區(qū)域、行為和生境，紅外相機監(jiān)測數(shù)據(jù)量龐大，幾個月下來，1個相機可能產(chǎn)出幾百張相片，如果不能妥善管理這些數(shù)據(jù)信息，無疑是巨大的資源浪費。通過紅外相機所獲取的大量圖像數(shù)據(jù)需要建立規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一存檔管理[8]；為了達到這個目的首先需要將所有照片放入一個文件夾內(nèi)，文件夾按照照片回收的日期月份命名，如2020年5月份回收的1號相機的照片可命名為2020-8-yg001；文件夾命名后，將所有照片拷入該文件夾，命名規(guī)則為2020-8-yg001-鳥類種類-鳥類名稱-編號。

2.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

將照片信息提取和挖掘后，對相關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，把有價值的照片和數(shù)據(jù)整理成新聞報道、科研論文、科普宣傳材料進行發(fā)表。目前野生動物多樣性調(diào)查分析模型主要有隨機相遇模型、占域模型、圖片指數(shù)和標記-重捕模型[9]，根據(jù)本文的研究目標，選取隨機相遇模型來分析種群大小及分布區(qū)域。

該模型假設動物隨機運動，動物并與相機接觸率與物種種群密度、運動速度、相機布設時間、相機監(jiān)測面積成正比[10，11]。種群密度（D）為：

式中r是相機拍攝距離，t為監(jiān)測時間，v為動物移動速度，y是照片數(shù)，θ 為相機拍攝的最大角度。