馬國飛， 楊萬吉， 王曉菊， 莫家勇，熊歡歡，金膠膠， 趙寵南， 楊敬元*， 余輝亮*

(1. 神農(nóng)架國家公園管理局，湖北神農(nóng)架442421； 2. 神農(nóng)架金絲猴保育生物學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北神農(nóng)架442421)

生物多樣性的調(diào)查和監(jiān)測(cè)是自然保護(hù)地的重要工作內(nèi)容之一(吳遜濤等，2017)。各類自然保護(hù)地生物資源監(jiān)測(cè)工作的深入開展和合作交流，有助于推動(dòng)大尺度區(qū)域性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的立體式構(gòu)建，促進(jìn)區(qū)域性生物多樣性的全方位保護(hù)(Burtonetal.，2015)。

2015年國家開展國家公園體制試點(diǎn)，神農(nóng)架國家公園成為中國首批、湖北省唯一的國家公園體制試點(diǎn)區(qū)。國家公園是自然資源保護(hù)的一種重要而有效的管理發(fā)展模式。全面摸清生物資源家底，了解空間分布，通過建立全覆蓋的生物多樣性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系來動(dòng)態(tài)掌握資源變化情況，對(duì)提高神農(nóng)架國家公園對(duì)生物多樣性保護(hù)和管理能力，發(fā)揮保障國家生態(tài)安全功能，具有尤其深遠(yuǎn)的意義。

近年來，紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)作為一種新型的監(jiān)測(cè)手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國大中型野生動(dòng)物的物種調(diào)查、監(jiān)測(cè)研究和生境保護(hù)等方面，并已逐漸發(fā)展成地棲性大中型獸類和鳥類的常規(guī)監(jiān)測(cè)方法(O’Connelletal.，2011；李晟等，2014；肖治術(shù)等，2014；肖治術(shù)，2016)。相較于傳統(tǒng)的樣帶樣線法、糞便計(jì)數(shù)法、痕跡統(tǒng)計(jì)法、樣方法和訪問調(diào)查法等野生動(dòng)物資源調(diào)查方法(包欣欣，2017)，紅外相機(jī)調(diào)查技術(shù)因其取樣真實(shí)性、工作持續(xù)性、極低干擾性、良好隱蔽性、強(qiáng)大抗干擾性及稀有物種的有效記錄等特點(diǎn)，在野生動(dòng)物資源的調(diào)查、監(jiān)測(cè)及評(píng)估等方面具有更大的優(yōu)越性(O’Connelletal.，2011；李晟等，2014；張明明等，2019)。本研究于2017年9月—2019年12月，在神農(nóng)架國家公園轄區(qū)內(nèi)開展了針對(duì)大中型獸類和地棲型鳥類的紅外相機(jī)野外監(jiān)測(cè)，旨在為保護(hù)地之前獲得的生物多樣性本底數(shù)據(jù)進(jìn)行有效補(bǔ)充與佐證，同時(shí)也能夠?yàn)楹罄m(xù)的保護(hù)管理規(guī)劃、長期監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建和科研項(xiàng)目的開展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

神農(nóng)架國家公園(109°56′～110°42′E，31°18′～31°42′N)位于湖北省西北部的神農(nóng)架林區(qū)，總面積1 170 km2，是以亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)和川金絲猴Rhinopithecusroxellana、珙桐Davidiainvolucrata為代表的珍稀瀕危、古老孑遺物種為主要保護(hù)對(duì)象的自然保護(hù)地，在生物物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)類型、生物演化等方面是全球同緯度山地生態(tài)系統(tǒng)的典型代表，生物多樣性豐富。境內(nèi)有脊椎動(dòng)物729種，其中，哺乳動(dòng)物124種，包括川金絲猴、林麝Moschusberezovskii等國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物5種，黑熊Ursusthibetanus、中華鬣羚Capricornismilneedwardsii、黃喉貂Martesflavigula等國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物12種。截止目前已知鳥類達(dá)428種，其中有金雕Aquilachrysaetos、白肩雕Aquilaheliaca等國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類6種，白尾鷂Circuscyaneus、黃腳漁鸮Ketupaflavipes、鴛鴦Aixgalericulata等國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)鳥類68種(李春旺等，2020)。

1.2 紅外相機(jī)布設(shè)

2017年9月—2019年12月在國家公園轄區(qū)內(nèi)開展紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)野外調(diào)查。根據(jù)以往巡護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，選擇人為干擾少、植被條件好、野生動(dòng)物活動(dòng)痕跡較多的地點(diǎn)(獸徑、水源地、埡口等)布設(shè)相機(jī)?？紤]到拍攝照片的獨(dú)立性，紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)位點(diǎn)的間距≥500 m(李佳琦等，2018)，在實(shí)地放置紅外相機(jī)過程中，受地形、地貌、植被類型、政策及人類活動(dòng)區(qū)等因素限制，部分區(qū)域放置紅外相機(jī)位點(diǎn)根據(jù)野外實(shí)際情況做了相應(yīng)的調(diào)整。相機(jī)型號(hào)為東方紅鷹E1B和易安衛(wèi)士710，紅外相機(jī)參數(shù)設(shè)置上主要參考常規(guī)陸棲大中型獸類和鳥類監(jiān)測(cè)規(guī)范(肖治術(shù)等，2014)。相機(jī)安裝完成后，記錄相機(jī)編號(hào)、參與人員、日期、天氣、小地名、GPS位點(diǎn)、海拔、坡度、坡向、小生境、人為干擾等信息。第一批次相機(jī)位點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)長達(dá)到3個(gè)月后將相機(jī)換至另一批次位點(diǎn)，同時(shí)在檢查相機(jī)性能正常后更換儲(chǔ)存卡和電池。及時(shí)將卡內(nèi)數(shù)據(jù)拷貝至電腦并備份。

1.3 數(shù)據(jù)整理與鑒定分析

將回收數(shù)據(jù)重新整理并建立新的Excel進(jìn)行記錄，逐一仔細(xì)鑒別紅外相機(jī)獲取的照片和視頻，對(duì)曝光不足的圖像進(jìn)行提亮、銳化等操作協(xié)助鑒別。照片按獸類、鳥類、人類活動(dòng)、未辨識(shí)等信息分類，視頻作為用于協(xié)助物種鑒定等的輔助數(shù)據(jù)。鑒定結(jié)果按相機(jī)編號(hào)、拍攝日期、拍攝時(shí)間、工作天數(shù)、對(duì)象類別、物種名、動(dòng)物數(shù)量、性別、行為和備注等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，整理出紅外相機(jī)拍攝到的保護(hù)地野生動(dòng)物資源監(jiān)測(cè)信息表(肖治術(shù)等，2014)。其中，紅外相機(jī)拍攝到的視頻和照片中的物種鑒定主要參考《中國哺乳動(dòng)物多樣性》(蔣志剛等，2015)和《中國鳥類分類與分布名錄(第三版)》(鄭光美，2017)；保護(hù)級(jí)別的界定參考《國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》(國家林業(yè)和草原局，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，2021)和世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄(IUCN,2019)。由于嚙齒類動(dòng)物個(gè)體較小、而翼手目Chiroptera動(dòng)物多在夜間拍攝，個(gè)體的特征無法辨識(shí)和鑒定，統(tǒng)計(jì)時(shí)將其分別記錄為“小型嚙齒目動(dòng)物”和“小型翼手目動(dòng)物”。

將同一位點(diǎn)拍照間隔時(shí)間小于30 min的同一物種的連續(xù)照片或視頻作為1次獨(dú)立有效探測(cè)(O’Connelletal.，2011)；1個(gè)相機(jī)工作日以單臺(tái)紅外相機(jī)在野外持續(xù)工作24 h為標(biāo)準(zhǔn)(王曉寧等，2019)，每臺(tái)紅外相機(jī)有效工作日以該位點(diǎn)拍攝到的第一張野外工作照片(顯示有正確設(shè)置信息)和最后一張野外工作照片的日期間隔為有效工作日。使用相對(duì)多度指數(shù)(relative abundance index，RAI)評(píng)估研究區(qū)動(dòng)物相對(duì)種群數(shù)量(李晟等，2016)：RAI=(Ai/N)×1 000，其中，Ai代表第i種動(dòng)物的有效探測(cè)次數(shù)，N代表全部相機(jī)的總有效相機(jī)工作日。

2 結(jié)果與分析

2.1 監(jiān)測(cè)情況

調(diào)查期間共布設(shè)了507個(gè)紅外相機(jī)位點(diǎn)，其中，有效相機(jī)位點(diǎn)497個(gè)，覆蓋海拔558～2 927 m?？傁鄼C(jī)有效工作日為50 288 d，單個(gè)相機(jī)位點(diǎn)的平均有效工作日為101 d。此次調(diào)查共獲得照片為41 284份(視頻視為照片統(tǒng)一處理)，總有效探測(cè)數(shù)為11 707次，其中獸類有效探測(cè)數(shù)10 714次(91.52%)，鳥類787次(6.72%)，人為干擾、家畜等其他206次(1.76%)。本次調(diào)查共記錄到72種野生鳥獸，隸屬15目35科72種，并監(jiān)測(cè)到白化毛冠鹿Elaphoduscephalophus和白化小麂Muntiacusreevesi。

2.2 獸類物種多樣性與組成

對(duì)獸類有效照片鑒定結(jié)果顯示，紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)共記錄到獸類7目17科29種，占神農(nóng)架國家公園有記錄獸類總數(shù)的23.39%。從目級(jí)水平來看，食肉目Carnivora的物種數(shù)最多，共9種，占全部記錄獸類物種數(shù)的31.03%；嚙齒目Rodentia與鯨偶蹄目Cetartiodactyla次之，均記錄到7種；兔形目Lagomorpha、靈長目Primates均有2種；翼手目和勞亞食蟲目Eulipotyphla最少，均僅記錄到1種(表1)。從科級(jí)水平來看，鼬科Mustelidae的物種數(shù)最多，達(dá)到6種，占全部記錄獸類物種數(shù)的20.69%；松鼠科Sciuridae有4種；鹿科Cervidae有3種；猴科Cercopithecidae與?？艬ovidae各有2種(表1)。在記錄到的29種獸類中，包括國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物川金絲猴、林麝、東北梅花鹿Cervushortulorum3種，國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物獼猴Macacamulatta、黑熊、中華鬣羚、中華斑羚Naemorhedusgriseus、黃喉貂、豹貓Prionailurusbengalensis和毛冠鹿7種。被IUCN紅色名錄評(píng)估為瀕危(EN)級(jí)別的有川金絲猴、林麝、東北梅花鹿3種，易危(VU)有黑熊和中華斑羚，近危(NT)有豬獾A(chǔ)rctonyxcollaris、毛冠鹿、中華鬣羚和復(fù)齒鼯鼠Trogopterusxanthipes4種(表1)。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，小麂、野豬Susscrofa、東北梅花鹿和中華斑羚的有效探測(cè)數(shù)最多，分別為2 718次、2 159次、1 630次和1 136次，分別占獸類有效探測(cè)總數(shù)的25.37%、20.15%、15.21%和10.60%。其中，藏鼠兔Ochotonathibetana、復(fù)齒鼯鼠和黃腹鼬Mustelakathiah僅有1次有效探測(cè)數(shù)?？梢钥闯?，調(diào)查區(qū)域內(nèi)的獸類以小麂、野豬、東北梅花鹿和中華斑羚為優(yōu)勢(shì)物種，毛冠鹿、中國豪豬Hystrixhodgsoni、獼猴和中華鬣羚的數(shù)量也比較豐富，而東北刺猬Erinaceusamurensis、隱紋花松鼠Tamiopsswinhoei、中華竹鼠Rhizomyssinensis、藏鼠兔、復(fù)齒鼯鼠和黃腹鼬等物種則在轄區(qū)內(nèi)分布范圍有限，分布數(shù)量也相對(duì)稀少(表1)。

表1 神農(nóng)架國家公園2017—2019紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)獸類名錄Table 1 List of mammals photographed by infrared cameras in the Shennongjia National Park (2017-2019)

續(xù)表1

鯨偶蹄目是本次調(diào)查記錄到的野生獸類中相對(duì)多度指數(shù)最高的類群，且排名前5的都是鯨偶蹄目物種。在鯨偶蹄目中，相對(duì)多度指數(shù)最高的是小麂(RAI=54.05)，其次是野豬(RAI=42.93)和東北梅花鹿(RAI=32.41)；勞亞食蟲目是相對(duì)多度指數(shù)最低的類群，東北刺猬作為勞亞食蟲目唯一的記錄物種，相對(duì)多度指數(shù)僅為0.06。而本次調(diào)查記錄到的野生獸類中相對(duì)多度指數(shù)最低的是藏鼠兔、復(fù)齒鼯鼠和黃腹鼬(RAI=0.02)，均僅在1個(gè)位點(diǎn)上記錄到1次。

2.3 鳥類物種多樣性與組成

對(duì)鳥類的有效照片鑒定結(jié)果顯示，紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)共記錄到鳥類8目18科43種，占神農(nóng)架國家公園現(xiàn)有記錄鳥類總數(shù)的10.05%(表2)。從目級(jí)水平來看，雀形目Passeriformes物種最多，共計(jì)11科29種；雞形目次之，1科6種；雁形目Anseriformes、鴿形目Columbiformes、鵑形目Cuculiformes和鸮形目Strigiformes最少，均為1科1種(表2)。從科級(jí)水平來看，噪鹛科Leiothrichidae(7種)和雉科Phasianidae(6種)的物種數(shù)最多(表2)。在記錄到的43種鳥類中，包括國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物白冠長尾雉Syrmaticusreevesii和國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物紅腹角雉Tragopantemminckii、勺雞Pucrasiamacrolopha、紅腹錦雞Chrysolophuspictus、鳳頭蜂鷹Pernisptilorhyncus、日本松雀鷹Accipitergularis、灰林鸮Strixaluco、畫眉Garrulaxcanorus、眼紋噪鹛Garrulaxocellatus、橙翅噪鹛Garrulaxelliotii、紅嘴相思鳥Leiothixlutea和藍(lán)鹀Emberizasiemsseni(表2)。白冠長尾雉被IUCN紅色名錄評(píng)估為易危(VU)。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，紅腹角雉和紅腹錦雞這2種鳥的有效探測(cè)數(shù)最高，分別為238次和229次，占鳥類有效探測(cè)總數(shù)的30.24%和29.10%。與之相反，白冠長尾雉、斑胸鉤嘴鹛Erythrogenysgravivox和白眉鶇Turdusobscurus等16種鳥類，均僅有1次有效探測(cè)數(shù)。由此推斷，在國家公園內(nèi)的地棲性鳥類以紅腹角雉與紅腹錦雞為優(yōu)勢(shì)物種，松鴉Garrulusglandarius、紫嘯鶇Myophonuscaeruleus、灰頭鶇Turdusrubrocanus、灰翅鶇Turdusboulboul和勺雞等在轄區(qū)內(nèi)數(shù)量也比較豐富，而白冠長尾雉、白眉鶇、斑胸鉤嘴鹛等鳥類的分布相對(duì)稀少(表2)。

表2 神農(nóng)架國家公園2017—2019年紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)鳥類名錄Table 2 List of birds photographed by infrared cameras in the Shennongjia National Park (2017-2019)

續(xù)表2

雞形目是本次調(diào)查記錄到的野生鳥類中RAI最高的類群，且相對(duì)多度指數(shù)排名前2的紅腹角雉(RAI=4.73)和紅腹錦雞(RAI=4.55)都是雞形目物種。相對(duì)多度指數(shù)最低的鳥類類群有雁形目、鴿形目、鵑形目和鸮形目(RAI均為0.02)，而相對(duì)多度指數(shù)最低的鳥種則在除啄木鳥目Piciformes之外的所有目中均有分布。

2.4 白化動(dòng)物監(jiān)測(cè)情況

對(duì)紅外相機(jī)回收數(shù)據(jù)整理鑒定，發(fā)現(xiàn)記錄到白化毛冠鹿和白化小麂2種白化動(dòng)物。白化毛冠鹿于2018年5月4日10∶18和2018年5月10日11∶42被同一位點(diǎn)安裝的紅外相機(jī)抓拍到照片數(shù)據(jù)(圖2：a、b)；白化小麂則于2019年5月29日19∶24和2019年6月13日15∶03被同一位點(diǎn)安裝的紅外相機(jī)抓拍到視頻數(shù)據(jù)(圖2：c、d)。

3 討論

神農(nóng)架國家公園境內(nèi)野生動(dòng)物紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)始于2007年，中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所和原湖北神農(nóng)架國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)合作安裝架設(shè)了首批紅外相機(jī)。李廣良等(2014)利用紅外相機(jī)對(duì)原神農(nóng)架國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的野生動(dòng)物分布范圍和活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查，記錄到獸類19種和鳥類9種。李佳等(2015)基于紅外相機(jī)技術(shù)調(diào)查神農(nóng)架旅游公路對(duì)獸類活動(dòng)的影響中共拍攝到 20個(gè)獸類物種，隸屬5目12科。本次調(diào)查物種記錄較之前多，共記錄72種野生鳥獸，其中獸類7目17科29種，鳥類8目18科 43種。一方面是布設(shè)紅外相機(jī)位點(diǎn)數(shù)量的大幅增加使得物種被拍攝到的概率值提高。此次調(diào)查布設(shè)了507個(gè)紅外相機(jī)位點(diǎn)，其中有效相機(jī)位點(diǎn)為497個(gè)，達(dá)到之前數(shù)量的 5倍多；另一方面是布設(shè)紅外相機(jī)位點(diǎn)的空間分布擴(kuò)大增加了不同生境下物種活動(dòng)的記錄數(shù)。與原神農(nóng)架國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)相比，國家公園面積擴(kuò)大了近1倍，紅外相機(jī)位點(diǎn)的布設(shè)也由原來的沿公路線擴(kuò)大至部分核心區(qū)域。

國家公園現(xiàn)有獸類124種，而此次調(diào)查記錄到的獸類僅有29種?？赡茉斐傻脑蛴袔c(diǎn)：云豹Neofelisnebulosa、狼Canislupus、豺Cuonalpinus等在已有記錄中的大型食肉動(dòng)物未被拍到，推測(cè)這些物種在國家公園及周邊地區(qū)現(xiàn)存的種群密度已經(jīng)相當(dāng)?shù)停欢切⌒蛧X目物種難辨識(shí)，國家公園內(nèi)嚙齒目種類相當(dāng)豐富(45種)，其中，鼠科Muridae 18種，但因其個(gè)體偏小，且多在夜間活動(dòng)，很難通過紅外相機(jī)照片進(jìn)行準(zhǔn)確的物種鑒定，所以在分析時(shí)將所有鼠科物種按1種計(jì)數(shù)，導(dǎo)致本次調(diào)查的嚙齒目物種多樣性被低估；三是紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備布設(shè)不全面不均勻，受區(qū)域內(nèi)復(fù)雜地形和陡峭山勢(shì)以及野生動(dòng)物特有的習(xí)性影響，大片無人區(qū)少有人涉足，許多區(qū)域性分布的物種就很難被紅外相機(jī)記錄到；四是紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備野外工作時(shí)間不足，許多野生動(dòng)物對(duì)人類活動(dòng)具有極高的警覺性，人為干擾會(huì)導(dǎo)致野生動(dòng)物為逃離潛在的危險(xiǎn)躲避甚至轉(zhuǎn)移。據(jù)此，適當(dāng)延長紅外監(jiān)測(cè)設(shè)備在野外工作的時(shí)間，建議同一相機(jī)位點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)間不低于6個(gè)月(田成等，2018)。

國家公園鳥類多樣性十分豐富，紅外相機(jī)拍攝到鳥類的有效探測(cè)數(shù)普遍低于獸類，但種類較多。在探測(cè)數(shù)方面，在地面及林下層活動(dòng)的如雉科、鶇科Turdidae、畫眉科Timaliidae等森林鳥類成為紅外相機(jī)拍攝記錄到的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)類群(朱淑怡等，2017)。而許多鳥類的有效探測(cè)數(shù)值很低，這并不能說明其種群數(shù)量少或物種稀有，許多非地棲性鳥類因其偶然性地近地面取食或者避難時(shí)被紅外相機(jī)抓拍到，從而導(dǎo)致其有效探測(cè)數(shù)很小。紅外相機(jī)安裝在離地50～100 cm的高度上，是針對(duì)在地面活動(dòng)的野生動(dòng)物，而對(duì)于非地棲性鳥類的物種和豐富度則很難有效監(jiān)測(cè)，通過與傳統(tǒng)的調(diào)查方法配合能夠有效彌補(bǔ)對(duì)鳥類統(tǒng)計(jì)的不足(王曉寧等，2019)。

神農(nóng)架素以“白化動(dòng)物之鄉(xiāng)”聞名中外。曾發(fā)現(xiàn)白化黑熊、白化中華竹鼠Rhizomyssinensis、白化川金絲猴、白化大鯢Andriasdavidianus、白化喜鵲Picapica等。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的 2例白化動(dòng)物(白化毛冠鹿與白化小麂)均由紅外相機(jī)記錄，并獲取了有關(guān)白化動(dòng)物種類、行為、分布、生境利用以及與同類共處模式等信息。這為針對(duì)性地開展國家公園白化動(dòng)物資源監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)，也為其相對(duì)固定追蹤及科學(xué)研究提供了可能(馬國飛等，2021)。

本次調(diào)查中設(shè)置的紅外相機(jī)位點(diǎn)對(duì)國家公園內(nèi)的空間區(qū)域、海拔梯度、生境類型及時(shí)間尺度等方面的覆蓋仍較為有限，且大多為工作人員相對(duì)容易到達(dá)的片區(qū)，所記錄到的數(shù)據(jù)可能難以全面反映國家公園野生動(dòng)物的物種組成和空間分布。因此，通過建立覆蓋國家公園及周邊區(qū)域的系統(tǒng)性的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)體系開展常態(tài)化的野外監(jiān)測(cè)，并依據(jù)最新的監(jiān)測(cè)調(diào)查數(shù)據(jù)，及時(shí)動(dòng)態(tài)更新和豐富保護(hù)地生物多樣性本底數(shù)據(jù)，不斷提高國家公園對(duì)生物多樣性資源監(jiān)測(cè)保護(hù)力度和科學(xué)管理能力。

致謝：感謝神農(nóng)架國家公園管理局科學(xué)研究院各基地工作人員、各管理處管理人員及各管護(hù)中心野外巡護(hù)調(diào)查人員的辛苦付出和大力支持。