李健威, 李玉霞, 張勘, 駱偉, 蘭琦, 何流洋, 唐博*, 楊志松

1. 西華師范大學(xué)，四川 南充 637000；

2. 四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，四川 石棉 625400；

3. 石棉縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 石棉 625400；

4. 四川貢嘎山國家級自然保護(hù)區(qū)石棉管理處，四川 石棉 625400；

5. 四川省大熊貓科學(xué)研究院，四川 成都 610000

紅外相機以其工作持續(xù)、抗干擾性、非損傷性、監(jiān)測范圍廣、可獲取行為隱蔽性物種以及夜行性物種的活動信息等優(yōu)點[1-2]，現(xiàn)已廣泛用于生物多樣性調(diào)查、人類干擾因素調(diào)查、監(jiān)測生物多樣性現(xiàn)狀等保護(hù)管理工作[3-4]。

四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)成立于2003 年，是以保護(hù)大熊貓等珍稀野生動物及其生態(tài)環(huán)境為主要保護(hù)對象的國家級自然保護(hù)區(qū)。根據(jù)四川栗子坪自然保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察報告（西華師范大學(xué)珍稀動植物研究所，2012），栗子坪自然保護(hù)區(qū)有獸類76 種，隸屬27 科；鳥類186 種，隸屬47 科。然而，在此之后，關(guān)于栗子坪獸類的調(diào)查近乎沒有，目前人們對保護(hù)區(qū)內(nèi)獸類的物種數(shù)量及其生存現(xiàn)狀的了解急劇欠缺。四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)具有豐富鳥類多樣性，最新研究顯示，保護(hù)區(qū)內(nèi)共有鳥類260，隸屬53 科[5]。為了了解保護(hù)區(qū)內(nèi)生物多樣性現(xiàn)狀，本研究應(yīng)用紅外相機監(jiān)測技術(shù)，于2018—2019 對四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)大中型獸類和林下鳥類進(jìn)行監(jiān)測調(diào)查，以期深入了解該保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動物資源狀況, 為保護(hù)區(qū)保護(hù)和管理工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

四川栗子坪自然保護(hù)區(qū)（以下簡稱“保護(hù)區(qū)”）位于全球 34 個生物多樣性熱點地區(qū)之一橫斷山區(qū)東緣部分、四川盆地西南緣大渡河中上游，貢嘎山東南面石棉縣境內(nèi)，地理位置處于東經(jīng)102°10′—102°29′，北緯28°51′—29°08′之間。保護(hù)區(qū)南北長約23 km，東西寬約17.8 km，總面47 940 hm2。保護(hù)區(qū)整個地貌以中高山為主，兼有部分低山和河谷階地。整個地勢由西南向東北傾斜，地形切割破碎，起伏跌宕，垂直高差大。保護(hù)區(qū)內(nèi)最高海拔為4 551 m，最低海拔1 330 m，平均相對高差大于2 000 m。保護(hù)區(qū)是亞熱帶季風(fēng)為基帶的山地氣候，年均氣溫11.7～14.4 ℃，年均降水量800～1 250 mm。屬四川盆地亞熱帶濕潤森林土壤區(qū)，土壤pH 值為4.5～7.5。植被垂直帶譜明顯，由低山到高山，漸次可見闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢、草甸、高山稀疏植被[5-6]。

1.2 相機布設(shè)

根據(jù)保護(hù)區(qū)工作人員經(jīng)驗，結(jié)合保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動物活動頻繁的樣區(qū)及人為活動干擾等因素進(jìn)行調(diào)查，選取3 個監(jiān)測樣區(qū)(見圖1)，3 塊樣地植被類型均為常綠、落葉闊葉混交林，共設(shè)置相機56 臺。首先將保護(hù)區(qū)劃分成1 km×1 km 的網(wǎng)格，然后在每個樣區(qū)內(nèi)按照生境類型和海拔梯度選擇網(wǎng)格，其次在網(wǎng)格中選擇野生動物容易出現(xiàn)的地點(水源地、獸路、埡口等)布設(shè)相機，兩個監(jiān)測位點紅外相機間距離至少在500 m 以上[7]，海拔范圍2 500～3 500 m。紅外相機型號為Ltl ACORN 6 511，編號后固定在距離地表40～80 cm 高的樹干上，首次布設(shè)參數(shù)設(shè)置為三連拍+1 視頻模式，錄像10 s，間隔時間5 s。監(jiān)測時間為2018 年1 月至2019 年12 月，期間每隔4 個月更換電池和儲存卡，同時檢測相機的性能。

圖1 四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機位點分布圖Fig. 1 Location distribution of infrared cameras in Liziping National Nature Reserve

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

獲取的紅外相機數(shù)據(jù)按照相機位點進(jìn)行編號命名，將拍攝到的照片存儲于對應(yīng)的編號的文件夾中，刪除其中無效的照片。將紅外相機數(shù)據(jù)錄入四川自然保護(hù)區(qū)紅外相機數(shù)據(jù)管理信息化平臺(http://www.datawild.cn:9090/Bioplatform/)，利 用 Camera Data Management System 對錄入照片按獸類、鳥類、其它動物、工作人員及其他人員進(jìn)行分類，并對鳥類和獸類的照片進(jìn)行物種鑒定，整理獸類和鳥類名錄，最后導(dǎo)出Excel 數(shù)據(jù)表對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。將同一臺相機30 min 內(nèi)拍攝到的同一物種或同一個體的連續(xù)照片作為一次獨立有效數(shù)據(jù)[8]，一臺相機連續(xù)工作24 h 記為1 個相機工作日（Trap day）[9]。

動物識別參考《中國獸類野外手冊》[10]《中國哺乳動物多樣性》[11]和《中國鳥類分類與分布名錄(第三版)》[12]。保護(hù)級別界定參考《國家重點保護(hù)野生動物名錄》(http://www.forestry.gov.cn)、IUCN紅色名錄(https://www.iucnredlist.org/)。

使用相對豐度指數(shù)(Relative abundance index，RAI) 評估四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)物種相對種群數(shù)量成，公式如下：

其中, Ai為紅外相機所拍攝到的第i 個物種的獨立事件總數(shù), T 為所有相機位點的相機日總合。

2 結(jié)果

56 個位點累積監(jiān)測17 074 個相機工作日，有效照片15 746 張，其中2018 年工作日為9 749，有效照片數(shù)為8 991，2019 年工作日為7 325，有效照片數(shù)為6 755。本次調(diào)查共記錄到物種34 種，其中鳥類16 種，獸類18 種，隸屬5 目19 科，包括2 種國家一級和9 種國家二級重點保護(hù)物種，與保護(hù)區(qū)2012 年的科考調(diào)查記錄相比，鳥類和獸類分別占保護(hù)區(qū)已有記錄的8.6%和23.68%（附錄1）。國家一級重點保護(hù)動物有大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）、林麝（Moschus berezovskii）；國家二級重點保護(hù)動物有白腹錦雞（Chrysolophus amherstiae）、紅腹角雉（Tragopan temminckii）、血雉（Ithaginis cruentus）、獼猴（Macaca mulatta）、藏酋猴（Macaca thibetana）、中華鬣羚（Capricornis milneedwardsii）、黑熊（Ursus thibetanus）、小熊貓（Ailurus fulgens）、黃喉貂（Martes flavigula）等9 種，共計占到監(jiān)測物種的32.35%。按照IUCN 物種紅色名錄統(tǒng)計，有瀕危（EN）物種林麝；近危（NT）2 種，分別為藏酋猴、豬獾（Arctonyx collaris）；易危（VU）5 種，分別為毛冠鹿（Elaphodus cephalophus）、中華鬣羚、黑熊、小熊貓，共計占到監(jiān)測物種的23.53%（附錄1）。

相對豐富度指數(shù)（RAI）分析結(jié)果顯示，2018年獸類排在前三位的是毛冠鹿（3.680）、藏酋猴（3.142）、野豬（2.713）；2019 年獸類排在前三位的是毛冠鹿（2.909）、藏酋猴（2.662）、野豬（1.802）；獸類2019 年與2018 年的結(jié)果相似，但2018 年獸類相對豐富度指數(shù)均高于2019 年（附錄1）。相對豐富度指數(shù)2018 年鳥類排在前三位的是血雉（0.918）、紅腹角雉（0.369）、白腹錦雞（0.256）；相對豐富度指數(shù)2019 年鳥類排在前三位的是血雉（0.846）、紅腹角雉（0.256）、白腹錦雞（0.177）；鳥類2019 年與2018 年的結(jié)果相似，但2018 年鳥類相對豐富度指數(shù)均高于2019 年（附錄1）。

調(diào)查顯示人為干擾主要有5 種，包括：家狗、家馬、家狗、牦牛和人類活動。通過2018 年相對豐富度分析發(fā)現(xiàn)，人類活動最高（0.145）；其次是黃牛（0.123）、家狗（0.051）、家馬（0.031）、牦牛（0.021）。2019 年相對豐富度分析發(fā)現(xiàn)，人類活動最高（0.177）；其次是黃牛（0.068）、家狗（0.109）、牦牛（0.109）。從相機拍攝點位看，人類活動2018 年（11 個）和2019 年（8 個）均最高（附錄1）。

3 討論

四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機初步監(jiān)測共記錄到物種34 種，其中鳥類16 種，獸類18 種，隸屬5 目19 科，包括國家一級2 種和國家二級重點保護(hù)物種9 種。與2012 年的科考調(diào)查記錄相比，鳥類和獸類分別占保護(hù)區(qū)已有記錄的8.6%和23.68%。保護(hù)區(qū)的紅外相機監(jiān)測主要集中關(guān)鍵走廊帶和重要集中分布區(qū)，覆蓋的面積有限，相機數(shù)量有限，拍攝的物種較少。本次調(diào)查中，觀測的鳥類大多數(shù)屬于林下鳥類，獸類則為大中型獸類，說明紅外相機對地面活動的大中型獸類和鳥類監(jiān)測具有其獨特的優(yōu)勢。然而，由于紅外相機在布設(shè)位點的選擇上有一定的局限性，相機在安裝時需要選擇不易移動的物體如樹干等，這使得紅外相機的拍攝范圍減小，對于行動敏捷和林間活動的動物拍攝具有一定的局限性[13]。另外在本次調(diào)查所收集到的照片中，有些照片僅拍攝到動物的局部，或者由于視野太暗而無法辨認(rèn)，因此紅外相機檢測法應(yīng)與傳統(tǒng)的調(diào)查法如樣線法[14]、樣方法和訪問法[15]等相結(jié)合起來，以便于更好的調(diào)查和了解保護(hù)區(qū)的物種組成。

雖然紅外相機調(diào)查法存在以上的一些缺陷，但是它的優(yōu)點是不容忽視的。首先，從紅外相機中所獲取的照片和視頻，具有一定的準(zhǔn)確性，為保護(hù)區(qū)物種調(diào)查稀有物種存在提供了確鑿的證據(jù)，同時也可以觀察到珍稀物種的現(xiàn)狀，為保護(hù)區(qū)內(nèi)科研保護(hù)提供有力的科學(xué)依據(jù)[16]。同時紅外相機能夠連續(xù)24h 工作，能很好的監(jiān)測保護(hù)區(qū)內(nèi)的物種，可以直觀的為科研研究提供物種的分布范圍及活動規(guī)律，以便于更好的研究物種，為保護(hù)區(qū)的保護(hù)工作提供有力的科研支撐[17]。同時在本次紅外相機調(diào)查中，通過影像資料能有效的掌握干擾因子的種類、具體分布以及發(fā)生的具體時間，能為保護(hù)區(qū)有針對性的開展巡護(hù)管理、宣傳教育、社區(qū)勸導(dǎo)等相關(guān)工作提供直觀的數(shù)據(jù)支撐，有助于促進(jìn)保護(hù)區(qū)的保護(hù)工作。目前，基于紅外相機數(shù)據(jù)分析共發(fā)現(xiàn)了黃牛、牦牛、狗、馬和人等5 種干擾因子，主要分為放牧和人為獲取自然資源的社區(qū)活動（如采藥、打筍），說明栗子坪保護(hù)區(qū)周邊存在一定的人為干擾，栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)管理局仍需采取相應(yīng)管理措施，進(jìn)一步提高周邊居民的保護(hù)意識、促進(jìn)保護(hù)區(qū)周邊社區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

目前保護(hù)區(qū)的紅外相機監(jiān)測工作還未做到全網(wǎng)格覆蓋，監(jiān)測工作主要圍繞大熊貓重點區(qū)域、大熊貓放歸區(qū)域和廊道監(jiān)測來開展。相機布設(shè)上局部集中而整體不均勻，目前尚有大面積區(qū)域沒有被紅外相機覆蓋，這些區(qū)域的本底資源信息缺失。從本底資源清查、物種科學(xué)研究、保護(hù)管理科學(xué)發(fā)展等角度考慮，建議保護(hù)區(qū)以全網(wǎng)格化紅外監(jiān)測為目標(biāo)編制一套紅外相機監(jiān)測規(guī)劃方案，識別出可布設(shè)紅外相機的位點，逐步建立保護(hù)區(qū)全網(wǎng)化標(biāo)準(zhǔn)紅外監(jiān)測體系。同時加強紅外監(jiān)測專業(yè)人員能力建設(shè)，協(xié)調(diào)保護(hù)區(qū)用于紅外監(jiān)測方面的保護(hù)資金穩(wěn)定投入，最終實現(xiàn)紅外監(jiān)測長期而持續(xù)的開展，最終促進(jìn)保護(hù)區(qū)的保護(hù)管理工作。

致謝

本研究得到四川省林業(yè)和草原局與四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)管理局大力支持和協(xié)助；感謝成都興艾信息技術(shù)有限公司多為工作人員參與了內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，在此一并致謝！

附錄 Supplementary Materia

表 S1 四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機調(diào)查記錄獸類和鳥類物種名錄Tab. S1 List of mammals and birds recorded by infrared camera traps in Liziping National Nature Reserve

附圖 S1 四川栗子坪國家級自然保護(hù)區(qū)紅外相機所拍攝到的重要獸類和鳥類照片F(xiàn)ig. S1 Photographs of important mammals and birds recorded by infrared cameras in Liziping National Nature Reserve