申 錦,李言闊*,李佳琦,萬雅瓊,曹 銳,樓智明,舒特生,涂 磊,陳亮亮,張朝輝

(1.江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330022;2.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所,江蘇 南京 210042;3.江西九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局,江西 靖安 330600)

0 引言

野生動物資源調(diào)查不僅能夠促進(jìn)中國動物編目工作的開展，也有利于掌握野生動物資源的動態(tài)變化，為評估保護(hù)成效和制定保護(hù)對策提供科學(xué)依據(jù)[1].紅外相機(jī)技術(shù)經(jīng)過20多年的快速發(fā)展已經(jīng)成為野生動物調(diào)查、監(jiān)測以及動物行為學(xué)研究中的常規(guī)技術(shù)[2],被廣泛應(yīng)用于野生動物物種多樣性調(diào)查與監(jiān)測[3-5]、珍稀瀕危野生動物監(jiān)測[6-7]、動物行為學(xué)研究[8-9]、個體識別[10]、種群及群落參數(shù)估算[11]等領(lǐng)域中.與傳統(tǒng)的調(diào)查方法相比，紅外相機(jī)監(jiān)測具有能夠在野外持續(xù)工作、不驚擾動物等優(yōu)點，非常適用于監(jiān)測珍稀、隱秘的物種[12].近年來，隨著紅外相機(jī)價格的下降和性能的提升，紅外相機(jī)技術(shù)在中國自然保護(hù)區(qū)物種多樣性調(diào)查或物種監(jiān)測工作中得到普及.目前中國已經(jīng)從不同層面(包括國家層面、省級層面和自然保護(hù)區(qū)層面)建立了多個紅外相機(jī)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)[13-14].

江西省九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)地處九嶺山脈與幕阜山脈的腹地，迄今為止有關(guān)該自然保護(hù)區(qū)野生動物資源的調(diào)查或研究極少，主要是在晉升國家級自然保護(hù)區(qū)時開展的綜合科學(xué)考察[15]和保護(hù)區(qū)外圍的鳥類多樣性調(diào)查[16].這些調(diào)查大多數(shù)是調(diào)查周期短、調(diào)查面積小，高度依賴過去的文獻(xiàn)記載及周邊地區(qū)的動物記錄，調(diào)查結(jié)果無法客觀全面地反映該保護(hù)區(qū)目前的動物資源狀況.為了進(jìn)一步摸清九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)野生動物資源狀況，本研究采用紅外相機(jī)技術(shù)對保護(hù)區(qū)內(nèi)的大中型獸類和林下鳥類資源多樣性開展了為期約870 d的連續(xù)監(jiān)測.通過分析物種多樣性、相對數(shù)量和空間分布，進(jìn)一步摸清該區(qū)大中型獸類和地棲型鳥類的資源狀況，完善該保護(hù)區(qū)物種編目，掌握野生動物資源現(xiàn)狀，為該區(qū)野生動物保護(hù)管理提供數(shù)據(jù)支撐.

1 研究方法

1.1 研究地點

九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)位于江西省靖安縣境內(nèi)，地處九嶺山脈與幕阜山脈的腹地，地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°03′25″～115°24′23″，北緯28°49′06″～29°3′19″,總面積為11 541 hm2，區(qū)內(nèi)最高海拔為1 333.2 m，最低海拔為81.5 m.該區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明，無霜期長，雨量充沛，光照充足.年平均氣溫為14.4～27.0 ℃，年平均降雨量為1 653.0 mm，年平均蒸發(fā)量為1 053.3 mm,年平均無霜期為266 d，年平均日照時數(shù)為1 872.8 h.地貌景觀以中山為主，呈現(xiàn)為西北部地勢高聳、東南部較低的特點.區(qū)內(nèi)河流屬于修水水系，共有大小支流20多條，主要河流有北潦河的南北2條支流.該區(qū)的地帶性植被類型是亞熱帶常綠闊葉林，主要的植被類型為常綠闊葉林(分布于海拔400 m以下)、針闊混交林(400～1 000 m)、竹林(100～800 m)、竹林和常綠闊葉混交林(500～1 000 m)[15].

1.2 紅外相機(jī)野外設(shè)置

借助地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS),以公里網(wǎng)格法將九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)及其周邊劃分為119個1 km×1 km的網(wǎng)格，并在九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置了2個樣區(qū),在保護(hù)區(qū)外設(shè)置了1個樣區(qū)，在每個樣區(qū)中各設(shè)置20臺紅外相機(jī)開展24 h不間斷監(jiān)測(見圖1).本研究選用獵科Ltl6210型和東方紅鷹E1B型紅外相機(jī)，在目標(biāo)網(wǎng)格中選擇動物痕跡(足跡、糞便、取食痕跡、棲臥痕跡等)較多的地點放置相機(jī)，原則上每個網(wǎng)格布設(shè)1臺相機(jī)，若個別網(wǎng)格因為地形復(fù)雜無法到達(dá)，則相鄰2個相機(jī)位點之間的距離不低于500 m.將相機(jī)固定在樹干上，距離地面高約50～80 cm,確保鏡頭前無喬木枝條、小灌木或草本植物，以免遮擋鏡頭;確保鏡頭前的地面無直接暴露在陽光下的砂石或大型巖石，以避免陽光照射干擾相機(jī)正常工作.相機(jī)固定牢固后現(xiàn)場調(diào)試:將工作模式設(shè)置為“拍照+視頻”,拍攝時間間隔為1 s,靈敏度為“中”,時間設(shè)置為當(dāng)前時間[14].記錄相機(jī)放置的日期、相機(jī)編號、GPS位點、海拔、植被類型等信息.每隔3～4個月檢查1次,更換補(bǔ)充損壞或遺失的相機(jī)、電池和相機(jī)存儲卡，確保在整個監(jiān)測過程中一直有60臺紅外相機(jī)正常工作.監(jiān)測時間為2017年2月—2019年7月.

圖1 九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)位置示意圖及紅外相機(jī)布設(shè)點

1.3 數(shù)據(jù)處理

將采集的照片/視頻按照相機(jī)編號存儲于對應(yīng)的文件夾中，使照片/視頻與記錄的相機(jī)信息表格相對應(yīng).對所有照片/視頻逐一檢查，根據(jù)《中國鳥類分類與分布名錄》[17]和文獻(xiàn)[18]對監(jiān)測到的鳥類與獸類進(jìn)行鑒定，確定其分類地位；根據(jù)《國家重點保護(hù)野生動物名錄》(http://www.forestry.gov.cn)確定物種保護(hù)級別；根據(jù)IUCN瀕危物種紅色名錄(https://www.iucnredlist.org/)確定物種瀕危等級.由于小型嚙齒目動物個體較小，且多為夜間拍攝，個體特征難以鑒別，所以為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在統(tǒng)計時并未將其計入獸類多樣性目錄中.

對照片/視頻進(jìn)行去重處理，對于同一相機(jī)位點在30 min內(nèi)拍攝的同一物種的照片/視頻，只保留1張照片作為該物種的獨立有效照片[19].單臺相機(jī)在野外工作24 h視為一個有效相機(jī)工作日[20].

采用相對多度指數(shù)(relative abundance index,RAI)評估九嶺山野生動物的種群相對數(shù)量[21],計算公式為RAI=Ai/N×100,其中Ai為物種i出現(xiàn)的獨立有效照片數(shù),N為全部相機(jī)的總有效工作日.

2 調(diào)查結(jié)果

本次調(diào)查共持續(xù)監(jiān)測25 428個有效相機(jī)工作日，拍攝到獸類照片14 498繞,鳥類照片16 541張.對獲取的照片進(jìn)行去重處理后共提取出獨立有效照片9 802張,其中獸類獨立有效照片4 376張(占44.64%),鳥類獨立有效照片5 426張(占55.36%).

物種累積曲線顯示:獸類監(jiān)測物種數(shù)在0～2 000個相機(jī)工作日區(qū)間內(nèi)快速增長，隨后趨于平緩；鳥類監(jiān)測物種數(shù)在0～4 000個相機(jī)工作日區(qū)間

內(nèi)快速增長，隨后逐漸趨緩，但仍保持較為明顯的增長趨勢(見圖2).這表明:在本次監(jiān)測中，獸類的監(jiān)測取樣較為充分，而鳥類的豐富度隨監(jiān)測時間的延長還存在增加的可能.

圖2 鳥獸物種累積曲線

2.1 獸類物種多樣性與組成

經(jīng)鑒定，本研究共監(jiān)測到野生獸類12種，隸屬于5目9科.其中食肉目4科7種，偶蹄目2科2種，靈長目1科1種，嚙齒目1科1種，兔形目1科1種(見表1).

表1 九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)監(jiān)測到的獸類物種

相對多度指數(shù)排列前5的獸類依次為小麂(Muntiacusreevesi,RAI=10.12)、野豬(Susscrofa,RAI=2.28)、鼬獾(Melogalemoschata,RAI=0.92)、獼猴(Macacamulatta,RAI=0.91)、食蟹獴(Herpestesurva,RAI=0.84)(見圖3).網(wǎng)格數(shù)分布最廣的前5種獸類依次為小麂(CS=58個)、野豬(CS=45個)、鼬獾(CS=31個)、花面貍(Pagumalarvata,CS=26個)、豬獾(Arctonyxcollaris,CS=25個).其中國家Ⅰ級保護(hù)動物1種，占本次監(jiān)測獸類物種總數(shù)的8.3%,為小靈貓(Viverriculaindica)；國家Ⅱ級保護(hù)動物2種，占本次監(jiān)測獸類物種總數(shù)的16.7%，分別為獼猴和豹貓(Prionailurusbengalensis).在IUCN物種紅色名錄中被評為近危(NT)的物種有4種，占本次監(jiān)測獸類物種總數(shù)的33.3%，分別為鼬獾、花面貍、豬獾和黃腹鼬(Mustelakathiah)，其他8種均被評為低危(LC)物種.

圖3 九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)監(jiān)測到的獸類優(yōu)勢種的相對多度指數(shù)

2.2 鳥類物種多樣性與組成

表2 九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)監(jiān)測到的鳥類物種

表2(續(xù))

相對多度和網(wǎng)格分布排列前5的鳥類依次為白鷴(Lophuranycthemera,RAI=18.57,CS=60個)、紫嘯鶇(Myophonuscaeruleus,RAI=0.55,CS=20個)、虎斑地鶇(Zootheradauma,RAI=0.42,CS=19個)、灰背鶇(Turdushortulorum,RAI=0.26,CS=17個)和白頸長尾雉(Syrmaticusellioti,RAI=0.17,CS=17個) (見圖4).其中國家I級重點保護(hù)動物1種，占本次監(jiān)測鳥類物種總數(shù)的2.1%,為白頸長尾雉；國家Ⅱ級保護(hù)動物10種，占20.8%，分別為白鷴、勺雞(Pucrasiamacrolopha)、松雀鷹(Accipitervirgatus)、鳳頭鷹(Accipitertrivirgatus)、斑頭鵂鹠(Glaucidiumcuculoides)、褐林鸮(Strixleptogrammica)、紅角鸮(Otussunia)、畫眉(Garrulaxcanorus)和紅嘴相思鳥(Leiothrixlutea).此外，白頸長尾雉被IUCN評估為近危(NT)物種，其他均被評為無危(LC)物種.

圖4 九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)監(jiān)測到的鳥類優(yōu)勢種的相對多度

3 結(jié)論與討論

本次調(diào)查監(jiān)測到獸類12種、鳥類48種，分別占保護(hù)區(qū)已有記錄總數(shù)的20.0%和23.2%.推測其比例較低的原因可能有:(i)雖然拍攝到大量的小型嚙齒類動物，但由于其體型小、行動快且在夜間活動，紅外相機(jī)拍攝到的影像質(zhì)量較差，物種特征不明顯，所以無法進(jìn)行物種鑒定;(ii)紅外相機(jī)監(jiān)測技術(shù)主要適用于調(diào)查地棲性的獸類與鳥類，對于非地棲性的獸類(如翼手目)和鳥類(如雀形目)較難監(jiān)測到.因此，后續(xù)還要對九嶺山國家級自然保護(hù)區(qū)開展專項調(diào)查，以此來補(bǔ)充紅外相機(jī)監(jiān)測技術(shù)的不足之處.

基于紅外相機(jī)監(jiān)測技術(shù)的長期監(jiān)測能夠補(bǔ)充修正自然保護(hù)區(qū)物種資源編目[14].本次調(diào)查為九嶺山自然保護(hù)區(qū)新增鳥類記錄12種，占鳥類監(jiān)測總數(shù)的25.0%，分別為紅角鸮、鳳頭鷹、白眉鶇(Turdusobscurus)、白腹鶇(T.pallidus)、灰頭鶇(T.rubrocanus)、寶興歌鶇(T.mupinensis)、橙頭地鶇(Zootheracitrina)、白額燕尾(Enicurusleschenaulti)、紅喉姬鹟(Ficedulaalbicilla)、斑胸鉤嘴鹛(Pomatorhinuserythrocnemis)、褐頂雀鹛(Alcippemorrisonia)和白眉鹀(Emberizatristrami).其中，紅角鸮為夜行性動物，采用常規(guī)的日間樣線調(diào)查通常無法觀察到.保護(hù)區(qū)早期關(guān)于白頸長尾雉、勺雞和豹貓等物種的記錄主要來自附近地區(qū)的動物歷史資料，本次紅外相機(jī)監(jiān)測用影像資料確定了這些物種在保護(hù)區(qū)中的分布.這表明在野生動物本底資源調(diào)查中紅外相機(jī)監(jiān)測法是樣線法等傳統(tǒng)調(diào)查方法的有力補(bǔ)充，尤其在夜行性、種群稀少且回避人類的珍稀瀕危動物調(diào)查中具有重要的意義[4,6].

從物種累積曲線來看，獸類與鳥類的物種數(shù)在前期快速增長.隨著相機(jī)工作日的增加，獸類的物種數(shù)已經(jīng)穩(wěn)定，而鳥類的物種數(shù)依舊在緩慢增長，這種現(xiàn)象在其他研究中也是常見的[5].筆者認(rèn)為這主要與該區(qū)森林結(jié)構(gòu)和鳥類的習(xí)性有關(guān).首先，在保護(hù)區(qū)內(nèi)大部分鳥類主要棲息于樹冠層，其被林下紅外相機(jī)監(jiān)測具有較大的偶然性，而獸類主要活動在林下，故鳥類物種需要更長的監(jiān)測時長;其次，九嶺山自然保護(hù)區(qū)位于九嶺山脈與幕阜山脈的腹地，是很多遷徙鳥類的通道，紅外相機(jī)工作覆蓋范圍有限，對旅鳥的拍攝具有較大的偶然性，對這些物種的記錄依賴于監(jiān)測時間的增加或監(jiān)測力度的加大.

大中型食肉動物的種類和數(shù)量通常作為衡量生態(tài)系統(tǒng)健康程度的評價指標(biāo)之一，其缺失可能會導(dǎo)致食草類動物種群數(shù)量過大，進(jìn)而對在生態(tài)系統(tǒng)中植被的結(jié)構(gòu)和更新產(chǎn)生影響[22].在本次調(diào)查中，只監(jiān)測到小靈貓、花面貍、豹貓等小型的食肉動物，而歷史文獻(xiàn)記載的狼(Canislupus)、豺(Cuonalpinus)、貉(Nyctereutesprocyonoides)、豹(Pantherapardus)、云豹(Neofelisnebulosa)等大中型食肉動物均未被發(fā)現(xiàn).大中型食肉動物是易受滅絕威脅的動物類群，該類群活動范圍大、種群密度低等特點導(dǎo)致其對生境破碎化、人為捕獵等因素更為敏感，在生態(tài)系統(tǒng)受威脅時通常最先消失[23].筆者推測這些物種可能已在九嶺山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)消失、滅絕或僅存少數(shù)個體.在未來，應(yīng)當(dāng)加大對該動物類群的監(jiān)測力度，以確認(rèn)在保護(hù)區(qū)內(nèi)大中型食肉動物是否還有分布，進(jìn)而對保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的健康程度進(jìn)行評估.

在本次監(jiān)測投入的紅外相機(jī)中，每次采集數(shù)據(jù)時均有少量相機(jī)遺失，在監(jiān)測期間也曾多次拍攝到周邊居民，這種現(xiàn)象在國內(nèi)并不少見[22,24].本次調(diào)查期間相機(jī)丟失現(xiàn)象主要發(fā)生在保護(hù)區(qū)外，這說明保護(hù)區(qū)周邊居民的環(huán)境保護(hù)意識有待提高.同時，紅外相機(jī)在九嶺山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)也多次記錄了家畜和人類活動，這說明紅外相機(jī)在監(jiān)測保護(hù)區(qū)內(nèi)人類和家畜活動方面也有較好的應(yīng)用價值.