鄭偉成,鄭子洪,劉菊蓮,王 宇,楊曉君,黃林平,肖燕
(浙江九龍山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理中心,遂昌,323300)
日活動(dòng)節(jié)律指動(dòng)物應(yīng)對(duì)晝夜更替的長期適應(yīng)而逐漸形成的在一天中不同時(shí)間段下的活動(dòng)強(qiáng)度和變化規(guī)律[1?2]。伴隨著季節(jié)更替及其所帶來的生態(tài)因子改變,動(dòng)物會(huì)改變自身的活動(dòng)模式,呈現(xiàn)出日活動(dòng)節(jié)律的季節(jié)變化[3?4],以平衡收益與成本[5]。季節(jié)性垂直遷移現(xiàn)象被認(rèn)為受食物資源分布的季節(jié)變化影響[6],主要表現(xiàn)為動(dòng)物在地形因子選擇上的季節(jié)變化(如坡度、坡位和海拔等)[7],是山地物種適應(yīng)生境變化的策略之一[8]。研究動(dòng)物日活動(dòng)節(jié)律和垂直遷移現(xiàn)象在時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)變化,能全面客觀地揭示某一物種的行為策略[9]。
黑麂(Muntiacus crinifrons)隸屬鯨偶蹄目(Cetar?tiodactyla)鹿科(Cervidae)麂屬(Muntiacus),為我國特有的亞熱帶山地物種,是國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物,已被《中國脊椎動(dòng)物紅色名錄》列為瀕危(EN)物種[10]?;诜N群調(diào)查[11]和模型預(yù)測(cè)[12?13]的結(jié)果,均表明黑麂棲息地呈島嶼狀分布于浙江、福建、安徽和江西4 省的狹小丘陵山區(qū),遂昌山區(qū)是其重要分布區(qū)或潛在高適生區(qū)中心之一。近年來,因盜獵、人為活動(dòng)及棲息地被破壞、破碎化等因素,導(dǎo)致窄域分布的黑麂種群數(shù)量受到嚴(yán)重威脅,野外種群數(shù)量不斷減少[14]。
近幾年,隨著紅外線觸發(fā)自動(dòng)數(shù)碼相機(jī)陷阱技術(shù)(以下簡稱紅外相機(jī)技術(shù))的開發(fā),越來越多的紅外相機(jī)技術(shù)被運(yùn)用于地棲鳥獸的基礎(chǔ)性研究[15]。黑麂生性機(jī)警,活動(dòng)隱秘,不易被傳統(tǒng)調(diào)查方法所觀測(cè)。紅外相機(jī)技術(shù)能不間斷地長期監(jiān)測(cè),在獲得動(dòng)物影像資料的同時(shí)能夠詳細(xì)記錄活動(dòng)的具體時(shí)間與時(shí)長,能全面客觀反映出動(dòng)物活動(dòng)節(jié)律的變化規(guī)律[16?17]。通過在不同地形因素中布設(shè)紅外相機(jī)并結(jié)合不同位點(diǎn)所監(jiān)測(cè)到動(dòng)物活動(dòng)頻次的差異,可探討動(dòng)物對(duì)地形因子選擇的規(guī)律[13]。目前浙江九龍山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(以下簡稱九龍山保護(hù)區(qū))黑麂相關(guān)研究多集中于資源調(diào)查[18]、棲息地評(píng)價(jià)[19]和種群遺傳多樣性[20?21]等研究,活動(dòng)節(jié)律相關(guān)研究匱乏,針對(duì)黑麂棲息地選擇的研究多采用樣線法[6?7],無法準(zhǔn)確全面地了解黑麂日活動(dòng)節(jié)律和某些棲息地生態(tài)因子選擇的季節(jié)變化。基于此,于2017年10月—2021年2 月,在九龍山保護(hù)區(qū)網(wǎng)格化布設(shè)63 臺(tái)紅外相機(jī)對(duì)黑麂進(jìn)行監(jiān)測(cè),以探究其日活動(dòng)節(jié)律和垂直遷移的季節(jié)變化,有助于全面客觀地了解黑麂的行為策略,并為黑麂的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
九龍山保護(hù)區(qū)位于武夷山系仙霞嶺山脈分支(28°19′10″—28°24′43″ N,118°49′38″—118°55′3″ E),海拔420~1 724 m,是我國生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)浙閩山地的重要組成部分[22]。保護(hù)區(qū)內(nèi)植被保存完整、植被類型多樣,分布有黑麂、黃腹角雉(Tragopan caboti)、白頸長尾雉(Syrmaticus ellioti)、亞洲黑熊(Ursus thibetanus)、伯樂樹(Bretschneidera sinensis)和長序榆(Ulmus elongata)等珍稀野生動(dòng)植物資源[22?24]。
2017 年10 月—2021 年2 月,以九龍山保護(hù)區(qū)地形圖為基礎(chǔ),將整個(gè)保護(hù)區(qū)按照1 km × 1 km 的網(wǎng)格布設(shè)紅外相機(jī)對(duì)黑麂進(jìn)行網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)。保護(hù)區(qū)面積為55.24 km2,共跨63個(gè)網(wǎng)格。在每個(gè)網(wǎng)格隨機(jī)選取1 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)1 臺(tái)Ltl-6201 MC 紅外相機(jī),共布設(shè)63臺(tái),保證各相機(jī)間距大于500 m。每隔4個(gè)月檢查紅外相機(jī)并更新SD 卡和電池。紅外相機(jī)多固定于大型喬灌木上,距地面40~80 cm。相機(jī)鏡頭與地面大致平行,測(cè)試方向保持在30°之內(nèi),以確保視野的開闊性和能感應(yīng)并拍攝到黑麂活動(dòng),相機(jī)前方均不放置任何誘餌。紅外相機(jī)統(tǒng)一設(shè)置,包括拍攝模式(照片+視頻)、靈敏度(中)、連拍(3 張)和時(shí)間間隔(1 s)等,記錄相機(jī)布設(shè)點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔、坡度、坡位和喬木層樹種等生態(tài)因子。
參照陳智強(qiáng)等[13]研究方法提取獨(dú)立有效照片,降低同一物種照片的自相關(guān)性。根據(jù)《浙江動(dòng)物志:獸類》[25]的描述對(duì)黑麂等進(jìn)行照片判定,錄制的視頻用于輔助物種鑒定。每張獨(dú)立有效照片視為1 次有效探測(cè),并匯總照片的位點(diǎn)、拍攝日期、拍攝時(shí)間和環(huán)境溫度等生態(tài)因子。
各生態(tài)因子劃分標(biāo)準(zhǔn)如下:季節(jié)劃分為春季(3—5 月)、夏季(6—8 月)、秋季(9—11 月)和冬季(12—翌年2 月);坡度劃分為4 個(gè)等級(jí),分別為0°~5°、5°~20°、20°~40°和大于40°;坡位劃分為坡上位(山崗和坡上部)、坡中位(山腰和坡中部)和坡下位(山谷和坡下部);海拔劃分為低海拔(<900 m)、中海拔(900~1 300 m)和高海拔(>1 300 m)。
參照宛新榮等[26]的晝行性指數(shù)(diurnalnocturnal index,DNI)來判別動(dòng)物晝行性或夜行性,若DNI值接近13/24(約為0.54),表示黑麂活動(dòng)沒有明顯的晝夜差別;DNI值>13/24,表示以晝行性為主;DNI值<13/24,表示以夜行性為主。晝行性指數(shù)計(jì)算公式如下:
式中:i為記錄時(shí)間點(diǎn)數(shù)目,全天24 h 拍攝黑麂的日活動(dòng)模式,間隔為1 h,i=1,2,3,…,24,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)i對(duì)應(yīng)的時(shí)段為ti,如06:00—07:00 的時(shí)間點(diǎn)數(shù)為6(i=6),相應(yīng)的ti為06:00—07:00;rti為黑麂在ti時(shí)段的相對(duì)活動(dòng)強(qiáng)度;pti為ti時(shí)段拍攝到黑麂的有效探測(cè)次數(shù);A為觀察期間黑麂的總有效探測(cè)次數(shù)。
用SPSS 18.0 分析數(shù)據(jù)。用G檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有統(tǒng)計(jì)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,顯著性水平設(shè)置為0.05。
監(jiān)測(cè)期間,紅外相機(jī)共拍攝到352 張黑麂的可辨認(rèn)照片,共提取到243 次有效探測(cè);有效探測(cè)次數(shù)在不同季節(jié)間存在顯著差異(G=17.58,df=3,p<0.05),次數(shù)從大到小依次為夏季(81 次)、秋季(69次)、春季(55次)和冬季(38次)。
根據(jù)DNI 值計(jì)算結(jié)果可知,黑麂為晝行性動(dòng)物(四季的DNI 值為0.73~0.86)。黑麂在一天的不同時(shí)間段出現(xiàn)的頻次存在顯著差異(G=103.31,df=23,p<0.05),主要有2 個(gè)日活動(dòng)高峰,時(shí)間為06:00—07:00 和15:00—18:00。黑麂的日活動(dòng)高峰期時(shí)間和數(shù)量在不同季節(jié)存在一定差異。春秋兩季,黑麂主要存在晨昏2個(gè)日活動(dòng)高峰,清晨的活動(dòng)高峰基本一致(06:00—07:00),黃昏的活動(dòng)高峰會(huì)隨季節(jié)更替而變化(春季為16:00—18:00,秋季為15:00—17:00)。夏冬兩季,黑麂的日活動(dòng)節(jié)律為明顯的單峰型,夏季日活動(dòng)高峰主要集中在清晨(06:00—07:00),冬季日活動(dòng)高峰主要集中在午后(15:00—18:00)(圖1)。
圖1 黑麂四季的日活動(dòng)節(jié)律Fig.1 Daily activity rhythm of Muntiacus crinifrons in four seasons
季節(jié)內(nèi)比較顯示,黑麂在不同坡度的活動(dòng)頻率均存在顯著差異(p<0.05),主要選擇在坡度為20°~40°區(qū)域內(nèi)活動(dòng)。季節(jié)間比較顯示,黑麂的坡度選擇在不同季節(jié)間無顯著差異(χ2=28.91,df=9,p>0.05)(圖2A)。
季節(jié)內(nèi)比較顯示,黑麂在3 個(gè)海拔的活動(dòng)頻率存在顯著差異(p<0.05),主要選擇在中海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng)。季節(jié)間比較顯示,黑麂的海拔選擇存在季節(jié)差異(χ2=26.57,df=6,p<0.05),春季主要在中海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng),但低海拔也占較大比例;夏秋兩季減少在低海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng),而增加在高海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng);冬季則減少在低海拔和高海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng),集中在中海拔區(qū)域內(nèi)活動(dòng)(圖2B)。
季節(jié)內(nèi)比較顯示,春季黑麂在不同坡位的活動(dòng)頻率無顯著差異(G=1.04,df=2,p>0.05);其余3 個(gè)季節(jié)均存在顯著差異(p<0.05)。季節(jié)間比較顯示,黑麂在不同坡位的活動(dòng)頻率存在季節(jié)差異(χ2=24.23,df=6,p<0.05),春季在不同坡位的活動(dòng)頻率無差異;夏季主要選擇在坡中位區(qū)域活動(dòng),但坡上位也占較大比例;秋季減少在坡中位區(qū)域內(nèi)活動(dòng),以坡上位區(qū)域內(nèi)活動(dòng)為主;冬季以坡上位和坡中位區(qū)域內(nèi)活動(dòng)為主(圖2C)。
圖2 黑麂四季中對(duì)地形因子選擇的差異性Fig.2 Differences in selection of terrain factors of Muntiacus crinifrons in four seasons
在長期的自然選擇中,動(dòng)物為適應(yīng)環(huán)境因子的周期性變化而會(huì)逐漸形成獨(dú)特的最優(yōu)活動(dòng)節(jié)律[1,27],許多有蹄類動(dòng)物均具有晨昏活動(dòng)的習(xí)性[28]。本研究結(jié)果顯示,九龍山保護(hù)區(qū)黑麂是典型的晨昏雙峰型晝行性動(dòng)物,與浙江古田山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和臨近的遂昌牛頭山國有林場(chǎng)黑麂的日活動(dòng)節(jié)律研究結(jié)論[3,13]類似,這種日活動(dòng)節(jié)律模式有利于黑麂在清晨的嫩葉或草上獲取露水,減少中午活動(dòng)時(shí)體內(nèi)的水分散失以及降低因搜尋水源而被捕食的風(fēng)險(xiǎn)[29]。
動(dòng)物的日活動(dòng)節(jié)律受多種內(nèi)源性和外源性因素的共同作用,而季節(jié)是重要的外源性因素[30]。動(dòng)物會(huì)根據(jù)季節(jié)更替來調(diào)整自身的日活動(dòng)節(jié)律,最終形成日活動(dòng)節(jié)律在季節(jié)間的差異[4,28,31]。本研究表明,黑麂的活動(dòng)強(qiáng)度、日活動(dòng)高峰時(shí)間和數(shù)量存在季節(jié)差異,推測(cè)這種日活動(dòng)節(jié)律差異是適應(yīng)自然環(huán)境條件因子(包括食物資源、氣溫等)季節(jié)更替的策略之一。黑麂作為典型的晨昏活動(dòng)物種,日活動(dòng)高峰期時(shí)間在不同季節(jié)存在提前或延后現(xiàn)象,以適應(yīng)日出日落時(shí)間的季節(jié)性變化(圖1)。黑麂的食性接近嫩食[11],夏季植物生長旺盛,嫩葉較多,可提供豐富的食物資源和良好的隱蔽條件。夏季黑麂集中于清晨活動(dòng),可在覓食的同時(shí)攝入水分,以減少夏季因?qū)ふ宜炊黾拥谋徊妒筹L(fēng)險(xiǎn)。冬季氣溫低、食物匱乏且光照時(shí)間短,黑麂減少活動(dòng)頻次并僅選擇氣溫相對(duì)較高的時(shí)間段作為唯一的日活動(dòng)高峰,以減少活動(dòng)時(shí)維持體溫的能量支出。黑麂的冬季活動(dòng)高峰期改變策略與章書聲等[3]的研究結(jié)果類似。
生境是動(dòng)物維持正常生命活動(dòng)所必需的各種生態(tài)因子的總和[32]。動(dòng)物個(gè)體會(huì)在不同季節(jié)進(jìn)行區(qū)域遷移,在不同適應(yīng)度功能的生境中選擇期望適應(yīng)度最大化的生境,進(jìn)而達(dá)到在某一地區(qū)長期生存與繁榮的目的[33]。坡度可間接地反映棲息地隱蔽條件等特征,棲息地食物資源和氣候等生態(tài)因子可通過坡位、海拔等來反映[6]。
黑麂海拔、坡位選擇存在季節(jié)性垂直遷移現(xiàn)象,從春季到冬季依次為中低海拔(坡位無差異)、中高海拔(坡上位和坡中位)、中高海拔(坡上位)和中海拔(坡上位和坡中位)。溫度被認(rèn)為是影響黑麂活動(dòng)的重要生態(tài)因子[13]。春冬兩季,海拔較低的棲息地溫度較高,且中上坡位因陽光照射時(shí)間較長,地面溫度較高,使活動(dòng)時(shí)所需體溫調(diào)節(jié)的能量消耗降低,故此時(shí)黑麂多集中在中低海拔的坡上位和坡中位區(qū)域內(nèi)活動(dòng)。秋季,南五味子(Kadsura longipeduncu?lata)、甜櫧(Castanopsis eyrei)和栗(Castanea mollis?sima)等果實(shí)已成熟,在九龍山保護(hù)區(qū)內(nèi),這些植物主要分布于中高海拔的針闊葉混交林和針葉林中。黑麂秋季棲息地的選擇策略有利于獲得豐富的食物資源,為過冬儲(chǔ)存能量。陳良等[7]認(rèn)為夏季的食物資源豐富,故隱蔽條件是黑麂夏季棲息地選擇的主要影響因素。因此,黑麂在夏季會(huì)傾向選擇隱蔽條件更好的較高海拔的坡上位和坡中位作為棲息地。在不同季節(jié)的坡度選擇中,黑麂均偏好棲息于坡度為20°~40°的棲息地,這可能更有利于獲取食物和降低外來因素干擾。
黑麂的棲息地呈島嶼狀破碎化分布在華東四省,目前我國對(duì)黑麂的種群資源調(diào)查和生態(tài)學(xué)特征研究主要集中于各保護(hù)區(qū)內(nèi),在非保護(hù)區(qū)地區(qū)研究十分匱乏。因此,基于本研究提出建議:(1)建立生態(tài)廊道。應(yīng)在九龍山保護(hù)區(qū)和臨近的遂昌牛頭山國有林場(chǎng)間建立生態(tài)廊道,以便兩地的黑麂野生種群能進(jìn)行擴(kuò)散和基因交流。(2)加強(qiáng)保護(hù)宣傳。保護(hù)區(qū)管理局、林業(yè)局和村委會(huì)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)黑麂以及其他野生動(dòng)物的保護(hù)宣傳,強(qiáng)化人們對(duì)野生動(dòng)物的保護(hù)意識(shí)。(3)持續(xù)開展研究。本研究雖然通過紅外相機(jī)收集了相關(guān)數(shù)據(jù),并據(jù)此分析了保護(hù)區(qū)內(nèi)黑麂的日活動(dòng)節(jié)律和垂直遷移的季節(jié)變化,但在調(diào)查的空間尺度上存在一定的局限性,希望繼續(xù)開展保護(hù)區(qū)內(nèi)黑麂的系統(tǒng)調(diào)查和研究,為黑麂的保護(hù)與管理工作提供全面參考。