李國春，吳遜濤，胡理樂，卜書海*，李先敏

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院；2.陜西太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，陜西 楊凌 712100 ；3.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012)

太白山自然保護(hù)區(qū)大熊貓冬棲地動(dòng)物多樣性監(jiān)測

李國春1，吳遜濤2，胡理樂3，卜書海1*，李先敏2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院；2.陜西太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，陜西 楊凌 712100 ；3.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012)

采用紅外相機(jī)陷阱技術(shù)，2013年9月-2014年10月，對太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大熊貓冬棲地——海棠河流域野生動(dòng)物資源進(jìn)行了監(jiān)測研究。結(jié)果表明，該流域監(jiān)測到5目14科19種的獸類和鳥類，其中有大熊貓、秦嶺羚牛、林麝等國家Ⅰ、Ⅱ級(jí)珍稀保護(hù)動(dòng)物9種。獸類和鳥類出現(xiàn)率分別占全部有效照片的77.1 %和22.9 %。該區(qū)內(nèi)動(dòng)物一年四季的相對活動(dòng)強(qiáng)度差異極顯著，獸類中相對豐富度高的種類依次是秦嶺羚牛、巖松鼠、野豬、黑熊和大熊貓。紅外相機(jī)陷阱技術(shù)能有效研究小區(qū)域內(nèi)大熊貓及其同域物種間的關(guān)系和活動(dòng)規(guī)律。

太白山自然保護(hù)區(qū)；大熊貓冬棲地；動(dòng)物；紅外相機(jī)；相對豐富度

19世紀(jì)末期，紅外相機(jī)陷阱技術(shù)在野生動(dòng)物管理中開始使用，并于20世紀(jì)中期在動(dòng)物資源調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用[1]。與傳統(tǒng)野外調(diào)查方法比較，紅外相機(jī)陷阱技術(shù)具有非損傷性、客觀性、人力消耗少、實(shí)現(xiàn)全天候工作等優(yōu)點(diǎn)，目前主要用于動(dòng)物行為生態(tài)學(xué)、獸類資源調(diào)查、種群評估，以及物種編目等研究[2-5]，并在瀕危物種虎、豹等貓科動(dòng)物的調(diào)查中取得了巨大成功[6-7]。在秦嶺自然保護(hù)區(qū)群中，近幾年紅外相機(jī)也逐漸在大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)、羚牛(Budorcas taxicolor)、野豬(Sus scrofa)等動(dòng)物中應(yīng)用，探測它們的種群動(dòng)態(tài)、活動(dòng)節(jié)律和行為特征[8-10]。

關(guān)于太白山自然保護(hù)區(qū)的大熊貓知之較晚，1990年以前一直未見大熊貓分布的報(bào)道，直到1992年在保護(hù)區(qū)內(nèi)的龍洞溝、海棠河、太白河等地發(fā)現(xiàn)了大熊貓的活動(dòng)痕跡，才首次確定太白山保護(hù)區(qū)有大熊貓分布。2001年全國第三次大熊貓調(diào)查時(shí)，在太白山東北部的萬泉溝、大蟒河又發(fā)現(xiàn)了大熊貓活動(dòng)痕跡。這一結(jié)果將大熊貓分布的北界從漢江支流的湑水河南岸推移到了黃河流域的秦嶺北坡，因此，太白山自然保護(hù)區(qū)也就成為唯一跨越黃河流域和長江流域的大熊貓棲息地，是我國現(xiàn)今大熊貓的最北分布區(qū)[11]。2013年野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太白山保護(hù)區(qū)海棠河流域一支溝為大熊貓的冬棲地，該溝內(nèi)的單一竹種——秦嶺箭竹零星開花，之后開花區(qū)域蔓延，出現(xiàn)大面積箭竹開花，甚至枯死，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)動(dòng)物生境的隱蔽性降低，可能會(huì)影響某些隱蔽型林棲有蹄類動(dòng)物的數(shù)量、分布與行為活動(dòng)。而區(qū)內(nèi)分布的珍稀獸類，羚牛、黑熊(Ursus thibetanus)、野豬和林麝(Moschus berezovskii)都取食秦嶺箭竹，當(dāng)可食竹資源量減少的情況下，這些伴生動(dòng)物或許會(huì)加劇與大熊貓的資源利用性競爭，可能在一定程度上影響大熊貓的活動(dòng)規(guī)律和分布。因此，本研究采用紅外相機(jī)陷阱技術(shù)，對太白山海棠河大熊貓冬棲地進(jìn)行動(dòng)物資源監(jiān)測，特別是在竹林大面積開花期間，研究大熊貓及其同域物種的關(guān)系和活動(dòng)規(guī)律，為保護(hù)區(qū)在保護(hù)大熊貓、掌握野生動(dòng)物資源方面提供依據(jù)。

1 自然概況

陜西太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于秦嶺山脈的中段，周至、太白和眉縣的交界處。地理坐標(biāo)為：107°22′25″～ 107°51′30″E，33°49′30″～34°05′35″N，海拔1 060～3 767.2m。保護(hù)區(qū)北坡設(shè)有蒿坪、鸚鴿、厚畛子和嘴頭4個(gè)保護(hù)站，南坡設(shè)有黃柏塬保護(hù)站。黃柏塬保護(hù)站區(qū)域，年平均氣溫8.2 ℃，極端最高氣溫32.8 ℃，極端最低氣溫-25.5 ℃，全年中一月份氣溫最低，七月份最高。年平均降水量725 ～1 029mm，多集中在7—9月。本研究區(qū)域——海棠河流域一條支溝，為河谷地帶，地形為堆積階地，代表性植被為針闊混交林和針葉林，林下分布有秦嶺箭竹等。

2 研究方法

2.1 相機(jī)布設(shè)

在海棠河支溝海拔2 000～2 600m范圍內(nèi)，選取動(dòng)物痕跡(糞便、足跡、取食痕跡)較多的地點(diǎn)(獸類經(jīng)過點(diǎn)、水源點(diǎn)、尸體殘骸點(diǎn)等處)安放紅外相機(jī)[12]。相機(jī)布設(shè)按照千米網(wǎng)格抽樣方法[13]，且要求海拔每上升50～100m需布設(shè)相機(jī)，布設(shè)密度為2臺(tái)·km-2。相機(jī)固定于樹干上，距離地面高1.0～1.3m，共安放紅外相機(jī)12臺(tái)。監(jiān)測時(shí)間從2013年9月至2014年10月，每3個(gè)月收集一次照片數(shù)據(jù)。

2.2 紅外相機(jī)參數(shù)設(shè)置

研究用紅外感應(yīng)相機(jī)型號(hào)為LtlAcorn-6210，所有相機(jī)設(shè)置統(tǒng)一參數(shù)(包括日期、拍攝模式及間隔等)。拍攝參數(shù)為靜音，照片質(zhì)量為1080P，視頻設(shè)置為最高畫質(zhì)，視頻長度設(shè)置為20s；閃光及連拍模式，觸發(fā)間隔為1s；靈敏度中檔；時(shí)間采用24h制。布置相機(jī)及設(shè)置拍攝參數(shù)時(shí)，同時(shí)觀察、記錄相機(jī)放置日期、GPS位點(diǎn)、坡度、坡向及周邊植被類型、動(dòng)物活動(dòng)痕跡等信息[12]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

先去除無法識(shí)別的照片和重復(fù)動(dòng)物個(gè)體的照片(即去除同一地點(diǎn)同一動(dòng)物連續(xù)拍攝的重復(fù)照片)，再參考《中國獸類野外手冊》[14]和《中國鳥類野外手冊》[15]，逐個(gè)鑒定獸類、鳥類名稱，并利用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2.3.1 相對豐富度分析方法 計(jì)算拍攝的物種數(shù)和相對豐富度(relativeabundanceindex,RAI\%)[16]，公式為:RAI=Ai/N\%×100%。

其中，RAI代表物種相對豐富度；Ai代表第i類(i= 1……19)動(dòng)物出現(xiàn)的相片數(shù)；N代表照片總數(shù)。

2.3.2 月相對豐富度和年活動(dòng)規(guī)律分析方法 統(tǒng)計(jì)每月照片數(shù)量，計(jì)算每月相對豐富度(monthlyrelativeabundanceindex,MRAI\%)[16]；統(tǒng)計(jì)每個(gè)季節(jié)照片數(shù)量，計(jì)算季節(jié)性相對活動(dòng)強(qiáng)度(seasonalrelativeactivityindex,SRAI\%)。

月相對豐富度MRAI=Mi/N，式中Mi代表第i月(i= 1,2,3,…,12) 動(dòng)物出現(xiàn)的照片數(shù)，分母N代表12臺(tái)紅外相機(jī)。MRAI表示各月12臺(tái)相機(jī)每臺(tái)所獲取的平均相片數(shù)。

季相對活動(dòng)強(qiáng)度SRAI計(jì)算式為，SRAI=Sij/Ni×100%，式中Sij代表第i類(i= 1,2,3,……,19) 動(dòng)物在第j個(gè)季節(jié)(j=l,2,3,4)的獨(dú)立照片數(shù)；Ni代表所有紅外相機(jī)拍攝到的該動(dòng)物獨(dú)立照片總數(shù)。用卡方檢驗(yàn)法動(dòng)物在4個(gè)季節(jié)的相對活動(dòng)強(qiáng)度是否一致。

2.3.4 日活動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)分析方法 計(jì)算動(dòng)物的日活動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)(dailyactivityindex,DAI)，公式如下：

DAI=Dij/Nj×100%

其中，DAI代表動(dòng)物在某一時(shí)間段內(nèi)的相對活動(dòng)強(qiáng)度，Dij代表第i類(i= 1,2,……,6)動(dòng)物在第j個(gè)小時(shí)(j=0:00,1:00,……,24:00)的獨(dú)立照片數(shù)，Nj代表所有紅外相機(jī)在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)拍攝到的動(dòng)物獨(dú)立照片總數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 鳥、獸物種組成

紅外相機(jī)拍攝的有效照片中77.1 %為獸類，22.9 %為鳥類。經(jīng)鑒定，獸類有11種，其中食肉目4科4種，偶蹄目4科6種，嚙齒目1科1種。鑒定出鳥類8種，其中雞形目1科3種，雀形目4科5種(表1)。此外，由于圖像模糊，1種鶯類和1種雀類無法鑒定至種。

紅外相機(jī)拍攝到的珍稀瀕危保護(hù)物種較多，國家Ⅰ、Ⅱ級(jí)珍稀保護(hù)動(dòng)物分別有3種和6種。其中被IUCN紅色目錄列入瀕危的物種有大熊貓、秦嶺羚牛(Budorcas bedfordi)和林麝，被列入易危物種有華西鬣羚(Capricornis milneedwardsii)和黑熊。大熊貓、秦嶺羚牛、小麂(Muntiacus reevesi)、巖松鼠(Sciurotamias davidianus)、紅腹錦雞(Chrysolophus pictus)和血雉(Ithaginis cruentus)為我國特有種。區(qū)域內(nèi)珍稀物種較多，動(dòng)物區(qū)系成分也較為復(fù)雜，含有喜馬拉雅-橫斷山脈型、古北型、季風(fēng)型、南中國型、東洋型和東北-華北型6種區(qū)系成分，其中屬喜馬拉雅-橫斷山脈型的最多(6種)，占總種數(shù)的31.6%(表1)。

表1 太白山保護(hù)區(qū)海棠河流域野生動(dòng)物監(jiān)測名錄

注：動(dòng)物區(qū)系：O、東洋界，P、古北界，G、廣布種；分布型：E、季風(fēng)型，H、喜馬拉雅-橫斷山區(qū)型，W、東洋型，S、南中國型，U、古北型，X、東北-華北型；瀕危等級(jí)：EN、VU、NT、LC分別為瀕危、易危、近危和無危。

3.2 物種相對豐富度

獸類中相對豐富度較高的動(dòng)物依次為秦嶺羚牛、巖松鼠、野豬、黑熊和大熊貓。上述5種動(dòng)物相對豐富度之和達(dá)到61.21 %，占有效照片總數(shù)的一半以上。其中，秦嶺羚牛相對豐富度高達(dá)41.12 %，血雉次之，占11.21 %，黃喉貂(Martes flavigula)、豹貓(Prionailurus bengalensis)、小麂、華西鬣羚幾種獸類拍攝頻次偏低，相對豐富度都在1 %以下(圖1)。

圖1 太白山自然保護(hù)區(qū)海棠河流域19個(gè)物種的相對豐富度

3.3 動(dòng)物的年活動(dòng)規(guī)律

在大熊貓棲息地全年都可監(jiān)測到動(dòng)物活動(dòng)影像。其中9月份每臺(tái)相機(jī)所捕獲的平均有效照片數(shù)最多(約10張)，表明9月份動(dòng)物活動(dòng)最為頻繁；6月份動(dòng)物活動(dòng)頻次最低，平均照片數(shù)僅為1張(圖2)?？ǚ綑z驗(yàn)顯示，該區(qū)內(nèi)動(dòng)物四季的相對活動(dòng)強(qiáng)度差異極顯著(χ2=22.00;P\%<0.01)(表2)。所有動(dòng)物中拍攝率最高的秦嶺羚牛，其一年四季的相對活動(dòng)強(qiáng)度差異也極顯著(χ2=68.64;P\%<0.01) (表2)，相對活動(dòng)強(qiáng)度為：冬季>秋季>夏季>春季。

圖2 海棠河流域動(dòng)物月活動(dòng)規(guī)律

季節(jié)相對活動(dòng)強(qiáng)度(SRAI)/%總物種秦嶺羚?？ǚ綑z驗(yàn)總物種秦嶺羚牛春18.222.27夏10.757.96χ2=22.000χ2=68.640秋41.5937.5P=0.000P=0.000冬29.4452.27

3.4 珍稀獸類日活動(dòng)規(guī)律

大熊貓、秦嶺羚牛、中華斑羚(Naemorhedus griseus)、黑熊、野豬、黃喉貂的日活動(dòng)規(guī)律各有不同(圖3)。大熊貓的活動(dòng)高峰出現(xiàn)在7：00，10：00和12：00。秦嶺羚?；顒?dòng)高峰集中在8：00和13：00—18:00，在兩個(gè)活動(dòng)高峰之間存在一個(gè)活動(dòng)頻率較低的時(shí)間段。中華斑羚活動(dòng)高峰主要在8：00—10：00和18:00—19：00。黃喉貂的活動(dòng)高峰出現(xiàn)在8：00、13：00和1：00。黑熊在7:00、9:00，15:00—17：00和20:00這4個(gè)時(shí)間點(diǎn)活動(dòng)頻率較高。野豬活動(dòng)最高峰在14:00，在18:00和22:00出現(xiàn)兩個(gè)次高峰。除黑熊和野豬外，未拍攝到其他獸類在夜間活動(dòng)。

圖3 海棠河流域獸類日活動(dòng)規(guī)律

4 結(jié)論與討論

監(jiān)測結(jié)果顯示，該區(qū)域動(dòng)物資源豐富，珍稀物種較多，其中有國家Ⅰ級(jí)珍稀保護(hù)動(dòng)物3種，占到整個(gè)保護(hù)區(qū)國家Ⅰ級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物的60 %，國家Ⅱ級(jí)珍稀保護(hù)動(dòng)物6種，占整個(gè)保護(hù)區(qū)國家Ⅰ級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物的31.82%，中國特有種6種。所拍攝到的動(dòng)物分屬喜馬拉雅-橫斷山脈型、古北型、季風(fēng)型、南中國型、東洋型和東北-華北型6種區(qū)系，涵蓋了古北界種類、東洋界種類和廣布種，這在一定程度上反映了該地區(qū)動(dòng)物區(qū)系成分的復(fù)雜性、過渡性和相互滲透性。

本次監(jiān)測到的多數(shù)鳥種?；顒?dòng)于地面或林冠下層，其中以血雉相對豐富度最高。血雉、紅腹錦雞和紅腹角雉(Tragopan temminckii)多成對出現(xiàn)，偶結(jié)成小群，這與其生活習(xí)性有關(guān)。大、中型獸類照片數(shù)遠(yuǎn)多于小型獸類，這可能是由于體型較大者往往比體型小者有更大的食物需求量，其活動(dòng)能力也相對較強(qiáng)；加上體型較大，容易被相機(jī)捕獲，因此被拍攝的概率亦相對較高[17]。其中，秦嶺羚牛照片數(shù)量最多，相對豐富度高達(dá)41.12 %，這與李晟等[18]認(rèn)為羚牛為秦嶺南坡有蹄類動(dòng)物群落中的優(yōu)勢物種結(jié)論一致，也與野外調(diào)查觀察到的現(xiàn)象一致。

卡方檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在海棠河支溝內(nèi)動(dòng)物一年四季的相對活動(dòng)強(qiáng)度差異極顯著(χ2=22.00;P\%<0.01)，冬季相對活動(dòng)強(qiáng)度(29.44%)高于夏季(10.75%)，這可能與大熊貓、羚牛等動(dòng)物隨氣候變化進(jìn)行垂直遷徙有關(guān)[19-20]。每年春、夏初之際，大熊貓、羚牛都向下遷移尋食竹筍和植物嫩枝葉等；夏季向上移動(dòng)避開炎熱的氣候和昆蟲的叮咬，可能因此離開監(jiān)測區(qū)；而秋末至早春，氣溫較低，許多動(dòng)物常喜活動(dòng)在溫暖的陽坡；同時(shí)此季節(jié)食物資源相對匱乏，基于自身營養(yǎng)需求，動(dòng)物在覓食上可能花費(fèi)更多的時(shí)間，因而活動(dòng)強(qiáng)度增大。

從日活動(dòng)規(guī)律來看，中華斑羚日活動(dòng)高峰在8:0010:00和18:00-19:00，這與其白天多在亂石堆中休息，早晨或傍晚外出覓食有關(guān)[21]。其它獸類未表現(xiàn)出明顯的晨昏性，但秦嶺羚牛、黑熊、黃喉貂日活動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)在上午和下午均各有一個(gè)峰值。海棠河支溝內(nèi)的秦嶺羚牛從天亮?xí)r開始，一直活動(dòng)到20:00左右，這與秦嶺羚牛在太白河的采食時(shí)間(6:00 —10:00，16:00 —19:00)大體一致[22]，而與鄧其祥[23]報(bào)道的羚牛主要在夜間活動(dòng)不同，可能是因?yàn)樘缀泳o鄰黃柏塬地區(qū)，氣候條件、海拔范圍、植被類型相似，羚?；顒?dòng)規(guī)律也就大體一致；而鄧其祥的調(diào)查地點(diǎn)位于四川省天全縣西部，海拔在1550～5150m，植被類型多樣，或許兩地羚牛的食物資源差異較大是導(dǎo)致其日活動(dòng)規(guī)律不同的主要原因?？傊竟?jié)、食物資源分布的差異，導(dǎo)致動(dòng)物個(gè)體根據(jù)能量需求采取最優(yōu)行為時(shí)間分配的策略[24]。另外，本研究還顯示，大熊貓與其天敵黃喉貂日活動(dòng)時(shí)間不重疊，表現(xiàn)出明顯的回避行為。Schoener[25]認(rèn)為領(lǐng)域競爭和遭遇競爭是造成一個(gè)物種對另一個(gè)物種產(chǎn)生回避行為的主要機(jī)制。同時(shí)，本研究中黃喉貂出現(xiàn)次數(shù)較少，也反映了大熊貓會(huì)主動(dòng)偏向其天敵動(dòng)物較少的區(qū)域活動(dòng)。

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Animal Species Diversity of Giant Panda's Winter Habitat in Taibaishan Nature Reserve Monitored by Infrared Camera

LIGuo-chun1,WUXun-tao2,HULi-le3,BUShu-hai1*,LIXian-min2

(1.College of Life Science,Northwest Agriculture and Forestry University,Yangling,Shaanxi 712100;2. Taibaishan National Nature Reserve, Yangling, Shaanxi 712100;3. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)

TheinfraredcameratrapwasusedtomonitorthewildliferesourcesintheGiantPanda'swinterhabitatnearHaitangRiverinTaibaiMountains,ShaanxifromSeptember2013toOctober2014.Theresultsshowedthat19speciesofmammalsandbirdsidentified,belongingto5ordersand14families,amongwhich9speciesbelongedtonationallevelⅠandⅡrareandprotectedanimals,suchasGiantPanda(Ailuropodamelanoleuca),Budorcasbedfordi,Moschusberezovskiietc..Mammalsandbirdsappearingrateaccountedfor77.1%and22.9%,respectively,ofallvalidphotos.TheSRAI(seasonalrelativeactivityindex)oftheseanimalswassignificantlydifferentinthisarea.SomemammalswithahighdegreeofRAI(relativeabundanceindex)wereintheorderlikeBudorcasbedfordi,Sciurotamiasdavidianus,Susscrofa,UrsusthibetanusandAiluropodamelanoleuca.InfraredcameratrapcaneffectivelystudytheactivitypatternsoftheGiantPandaanditsrelationshipbetweenspeciesinthisarea.

TaibaiMountains;GiantPanda;infraredcamera;relativeabundanceindex

2016-08-04 基金項(xiàng)目：國家林業(yè)局國際合作項(xiàng)目(AD1411)；2015中央財(cái)政林業(yè)國家級(jí)保護(hù)區(qū)補(bǔ)助資金項(xiàng)目；中國環(huán)境科學(xué)院野外生態(tài)觀測站項(xiàng)目。

李國春，女，碩士，研究方向：生態(tài)學(xué)研究。

Q958.2;S

A