周永祥劉建泉周多良吳昊楊曉梅王天暉薛亞東

（1甘肅安南壩野駱駝國家級自然保護區(qū)管護中心，阿克塞 736400）（2中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護研究所，生物多樣性保護國家林業(yè)和草原局重點實驗室，北京 100091）

水源被認為是干旱荒漠地區(qū)影響野生動物分布和活動的主要因素(Richet al.,2019)。因此修建人工水源點成為荒漠地區(qū)野生動物管理和保護的一個主要手段(Grant and Saito,2013)。在水源稀缺的荒漠或半荒漠地區(qū)，修建人工水源點或維持人工水源點水量終年不斷可能帶來的水資源浪費，一直存在爭議(Krausmanet al.,2006)，如果這些措施對野生動物不能起到有效的作用，代價將是極其昂貴的。因此荒漠地區(qū)珍稀瀕危有蹄類人工水源點的修建，應(yīng)先進行其利用水源點分布、水源利用頻率和季節(jié)性利用差異以及相關(guān)因素的研究(Aldermanet al.,1989;Cain IIIet al.,2006,2008)，具體水源管理措施的制定應(yīng)依據(jù)動物對水源利用情況的評估來進行設(shè)計和實施(Huntsingeret al.,2017)。在水源稀缺的荒漠或半荒漠地區(qū)，水源點是野生動物活動的熱點區(qū)域，在水源點使用紅外相機或視頻監(jiān)控，為研究干旱荒漠地區(qū)不同物種水源利用規(guī)律(Xueet al.,2015)，以及探索荒漠地區(qū)動物的競爭和共存機制提供了可能(Xueet al.,2018;Connollyet al.,2021)。

野駱駝(Camelus ferus)被世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)列為極度瀕危物種(Hare,2008)，我國也將野駱駝列入國家一級重點保護野生動物名錄。目前世界上野駱駝的野外種群約1 000峰(Hare,2008)。為應(yīng)對自然環(huán)境和氣候變化，保障野駱駝等野生動物的飲水，野駱駝保護區(qū)重點開展了人工水源點建設(shè)和管理工作。為揭示人工水源點的野生動物利用特征，本研究利用視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，統(tǒng)計了人工水源點訪問物種的組成及其頻率，重點分析了主要保護對象野駱駝在人工水源點的活動規(guī)律和季節(jié)差異。本研究為進一步揭示野駱駝行為生態(tài)習(xí)性、保護區(qū)人工水源管理和監(jiān)測方法應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)和建議。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅安南壩野駱駝國家級自然保護區(qū)(以下簡稱：安南壩保護區(qū))位于甘肅省酒泉市阿克塞哈薩克族自治縣境內(nèi)西部，地處阿爾金山北麓、庫姆塔格沙漠南緣，地理位置介于北緯39°02′~39°47′，東經(jīng)92°20′~93°19′，總面積3 960 km2。保護區(qū)位于“庫姆塔格生物多樣性保護優(yōu)先區(qū)域”，屬于典型的荒漠生態(tài)系統(tǒng)類型，年降水量僅67.9~83.4 mm，年蒸發(fā)量則達到2 914.9 mm。降雨主要集中在6—9月，空間分布極不均衡，主要分布在保護區(qū)南部的阿爾金山北麓區(qū)域，保護區(qū)北部的戈壁沙漠區(qū)域極端干旱。保護區(qū)共有脊椎動物22目55科216種，其中國家一級和二級重點保護野生動物分別有8種和31種，保護區(qū)的主要保護對象是野駱駝及其棲息地，保護區(qū)域內(nèi)荒漠植被較好，是庫姆塔格沙漠地區(qū)野駱駝棲息地和繁殖地的重要組成部分(劉建泉等，2019)。

受地形和降水影響，安南壩保護區(qū)內(nèi)自然水源多分布在阿爾金山北麓區(qū)域，是野駱駝、巖羊(Pseudois nayaur)、鵝 喉 羚(Gazella subgutturosa)、雪豹(Panthera uncia）、狼(Canis lupus)等物種水分補充的重要來源。保護區(qū)北部自然水源極為稀缺。黃羊溝人工水源點位于保護區(qū)西北部，是野駱駝出現(xiàn)較頻繁的區(qū)域，該人工水源點建于2018年，從46 km以外的安南壩河引水修建，飲水池為邊長20 m的正方形碟狀式澇池，容積500 m3，距東面最近的大紅山雙岔溝季節(jié)性泉眼直線距離為22 km，距西面最近的胡楊泉季節(jié)性泉眼直線距離為30 km(圖1）。受降水量的影響，季節(jié)性泉眼年出水量十分有限，胡楊泉在降水量大的情況下，一年中約8個月有水出露，大紅山雙岔溝最多3~5個月，而黃羊溝人工水源點保持一年不斷流。

圖1 甘肅安南壩野駱駝國家級自然保護區(qū)水源點分布Fig.1 The distribution of water sources in Gansu Annanba Wild Camel National Nature Reserve

1.2 視頻監(jiān)控

2020年8月，安南壩保護區(qū)在黃羊溝人工水源點旁邊安裝了一套雷達自動追蹤監(jiān)測設(shè)備，對野駱駝及其他野生動物在人工水源點的活動進行監(jiān)測。在300 m監(jiān)測范圍內(nèi)，只要有物體出現(xiàn)或移動，雷達追蹤器便利用紅外熱成像原理自動鎖定目標(biāo)，通過云臺自動調(diào)整攝像焦距，以獲得最佳成像，并進行有效的跟蹤錄像和信息保存，拍攝視頻的截圖(圖2)。前端監(jiān)測設(shè)備包括自動追蹤系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和供電系統(tǒng)三部分。其中自動跟蹤系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)安裝在飲水池以南30 m、高10 m的小山頭上，可避免攝像逆光，且滿足以飲水池為中心左右各45°的雷達自動追蹤范圍。

圖2 視頻監(jiān)控設(shè)備記錄到的物種照片F(xiàn)ig.2 Species photos recorded by video surveillance

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

選取2020年8月12日至2021年8月11日共計533條視頻記錄進行處理分析。人工鑒定每段視頻的出現(xiàn)物種、出現(xiàn)日期、出現(xiàn)時間、離開時間和物種數(shù)量。物種的鑒定主要參考《中國獸類野外手冊》(Smith和解焱，2009)和《中國鳥類野外手冊》(約翰·馬敬能等，2000)，物種保護等級參考《國家重點保護野生動物名錄》(中國野生動植物保護司，2021)。在處理連續(xù)記錄時，為降低同一物種的自相關(guān)，按30 min的間隔，做獨立記錄統(tǒng)計(Yasuda,2004;Michalski and Peres,2007)。

為了解野駱駝在人工水源點停留時長和群體大小的關(guān)系，首先采用單樣本K-S檢驗方法(One-sample Kolmogorov-Smirnov test)對野駱駝在人工水源點停留時長和群體大小數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗，對符合正態(tài)分布的樣本利用皮爾遜(Pearson)相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)性分析，如不符合正態(tài)分布，則利用斯皮爾曼(Spearman)相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)性分析。將研究期劃分為4個季節(jié)：春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12月至次年2月)，利用單因素方差分析(ANOVA)或Kruskal-Wallis檢驗比較各個季節(jié)野駱駝在人工水源點停留時長、群體大小的差異。同時也選取野駱駝群體在人工水源點停留時長的平均值、最大值和最小值，以及野駱駝群體大小平均值、最大群和最小群為參考指標(biāo)。

為分析野駱駝訪問人工水源點的年活動規(guī)律，統(tǒng)計了各個月份野駱駝出現(xiàn)在人工水源點的視頻數(shù)和出現(xiàn)天數(shù)，考慮到各月的總天數(shù)并不一致，使用各月野駱駝出現(xiàn)天數(shù)占一年出現(xiàn)總天數(shù)的百分比，作為野駱駝各月人工水源利用強度的指標(biāo)。為分析野駱駝訪問人工水源點的日活動規(guī)律，參照陳爾駿等(2022)和謝培根等(2022)的研究，利用核密度估計法(Ridout and Linkie,2009;Meredith and Ridout,2016)對野駱駝不同季節(jié)和全年的日活動規(guī)律構(gòu)建模型，相關(guān)做圖和分析利用R軟件的“overlap”程序包(Meredith and Ridout,2016)。野駱駝訪問人工水源點的年活動規(guī)律和日活動規(guī)律均基于獨立記錄進行分析。

2 結(jié)果

2.1 人工水源點訪問物種的組成

數(shù)據(jù)經(jīng)處理，共獲得獨立視頻299條，其中，野駱駝的記錄最多，達到205條，鵝喉羚的記錄次之，其他物種均為個位數(shù)記錄。記錄到14個物種，其中獸類7種，鳥類7種；國家重點保護野生動物11種(一級5種，二級6種)。獸類主要包括野駱駝、鵝喉羚、狼、赤狐(Vulpes vulpes)、雪豹、猞猁(Lynx lynx)等；鳥類主要包括金雕(Aquila chrysaetos)、禿鷲(Aegypius monachus)、棕尾鵟(Buteo rufinus)、游 隼(Falco peregrinus)、獵 隼(Falco cherrug)、赤麻鴨(Tadorna ferruginea)、綠頭鴨(Anas platyrhynchos)等(表1)。記錄到的獸類中，除鵝喉羚只在白天出現(xiàn)外，其他獸類白天和夜間均有活動，所有鳥類均為白天的記錄。

表1 甘肅安南壩野駱駝國家級自然保護區(qū)人工水源點視頻記錄的獸類和鳥類Table 1 Mammal and bird species recorded at artificial water source in the Gansu Annanba Wild Camel National Nature Reserve

2.2 野駱駝在人工水源點停留時長和群體大小

野駱駝個體或群體在人工水源點的平均停留時長為(15.66±15.35)min，群體大小為6.82±7.01。一年中，野駱駝在人工水源點停留時間最長的一次記錄在8月，在飲水池停留了190 min，該群野駱駝數(shù)量為17峰。記錄到的最大一群野駱駝有37峰，出現(xiàn)在7月25日和28日，在人工水源點分別停留了34 min和21 min(表2)。相關(guān)性分析表明，野駱駝群體大小與在人工水源點停留時長有顯著的相關(guān)性(r=0.444,n=205,P＜0.001)，兩者之間存在正向的中等相關(guān)關(guān)系(圖3)。

圖3 野駱駝在人工水源點停留時長與群體大小的相關(guān)性Fig.3 Correlation scatter plot of wild camel residence time at artificial water source and population size

表2 不同月份野駱駝在人工水源點停留時長和群體大小(表中平均值均為mean±SD)Table 2 Residence time and population size of wild camel at artificial water source in different months

不同季節(jié)野駱駝在人工水源點的平均停留時長無顯著差異(F=7.24,df=3,P＞0.005)，分別為春季17.00 min、夏季15.01 min、秋季15.19 min、冬季18.80 min；不同季節(jié)野駱駝在人工水源點活動的群體大小平均值有顯著差異(F=13.58,df=3,P＜0.005)，從大到小依次為：秋季8.50峰、夏季6.68峰、冬季6.06峰、春季3.48峰。

2.3 野駱駝訪問人工水源點的年活動規(guī)律

從整年的利用強度來看，8月是野駱駝利用人工水源的高峰期(圖4)，幾乎每天都有野駱駝來飲水，而且8月獲取的視頻數(shù)也最多。按季節(jié)，春季野駱駝人工水源點平均利用強度為17.35%，夏季為57.31%，秋季為51.79%，冬季為19.32%。野駱駝人工水源點利用強度由強到弱依次是夏季＞秋季＞冬季＞春季。

圖4 不同月份野駱駝利用人工水源點的年活動規(guī)律Fig.4 Monthly variation of annual activity patterns of wild camel at artificial water source

2.4 野駱駝訪問人工水源點的日活動規(guī)律

基于野駱駝的205次獨立記錄，分析野駱駝利用人工水源的日活動規(guī)律，結(jié)果表明，野駱駝利用人工水源點的日活動規(guī)律呈明顯的單峰型，活動最高峰出現(xiàn)在12:00。其利用強度從日出開始逐漸增強，12:00后逐漸降低。除秋季野駱駝有兩個活動高峰外，其他3個季節(jié)的日活動規(guī)律均表現(xiàn)出明顯的單峰型，但是冬季和春季的活動高峰稍晚于12:00(圖5)。

圖5 不同季節(jié)野駱駝利用人工水源點的日活動規(guī)律Fig.5 Seasonal variations of daily activity patterns of wild camel at artificial water source

3 討論

荒漠地區(qū)的水源十分寶貴，人工水源的修建和管理需要開展科學(xué)的評估。此次對安南壩保護區(qū)人工水源的監(jiān)測表明，共計有14個物種出現(xiàn)在人工水源點，該處人工水源已成為野生動物活動的熱點地區(qū)。保護區(qū)的主要保護對象野駱駝對人工水源的利用程度最高，一年中有133 d到訪。獨立視頻數(shù)表明，野駱駝是人工水源點的優(yōu)勢物種，這與自然水源點的監(jiān)測結(jié)果一致(薛亞東等，2014)；鵝喉羚是人工水源點獨立視頻數(shù)僅次于野駱駝的有蹄類；雪豹、猞猁等較為罕見的食肉動物均在該人工水源點出現(xiàn)，但獨立視頻數(shù)較少，一定程度反映了這些物種在保護區(qū)內(nèi)的種群現(xiàn)狀。盡管夏季蒸發(fā)量大，但維持水源的水量終年不斷，尤其是夏季維持該處人工水源的存在至關(guān)重要。保護區(qū)人工水源點的建設(shè)，對于野駱駝在內(nèi)的珍稀瀕危有蹄類的保護起到了積極的作用。

與羅布泊野駱駝保護區(qū)基于自然水源的監(jiān)測結(jié)果相比，野駱駝在自然水源與人工水源處的日活動規(guī)律均呈明顯的單峰型，而野駱駝在人工水源處表現(xiàn)出與自然水源不同的年活動規(guī)律。在自然水源，野駱駝夏季利用強度最低，活動高峰出現(xiàn)在4月和10月(Xueet al.,2015)，而人工水源處，野駱駝夏季利用強度最高，且一年中的高峰出現(xiàn)在8月，這是由于夏季的高溫是野駱駝水分需求最高的季節(jié)，該處人工水源點提供了穩(wěn)定和大量的水，且易于到達，因此該區(qū)域的野駱駝傾向于在夏季較多利用該處人工水源。自然條件下，野駱駝夏季優(yōu)先利用高含水量的植物、降雨過后戈壁灘上的殘留水等易于獲取的水分(Naidooet al.,2020)，因此，對山地的自然水源點依賴程度較低。由于人工水源出水量的穩(wěn)定性，野駱駝在人工水源點的停留時長為15.01~18.82 min，并不因季節(jié)變化而變化。與薛亞東(2014)基于自然水源點的紅外相機視頻數(shù)據(jù)進行對比，野駱駝在人工水源點的月平均群體大小顯著高于自然水源點?；谝曨l監(jiān)控記錄到的最大種群(37峰)，也高于基于紅外相機視頻記錄的最大種群(30峰)，這主要是監(jiān)測設(shè)備不同造成的。相對于本研究的視頻監(jiān)控設(shè)備，紅外相機探測距離短，角度小，對于大群體野生動物和長時間活動行為記錄不夠準(zhǔn)確或者不能勝任；視頻監(jiān)控探測距離遠、觀測角度大，能較為全面地記錄和觀測目標(biāo)物種群體大小和活動行為等特定信息。兩種監(jiān)測設(shè)備結(jié)合使用，有助于更為全面地開展野生動物生物學(xué)及生態(tài)學(xué)研究。

該研究摸清了野駱駝對人工水源的利用規(guī)律，為科學(xué)制定保護區(qū)水源管理計劃提供了數(shù)據(jù)支撐和解決方案。但不容忽視的是，人工水源點建設(shè)，尤其是開闊水面的存在，也增加了動物(包括同種動物間和不同物種間)的直接與間接接觸。本研究記錄到的赤麻鴨和綠頭鴨在自然水源點并未監(jiān)測到(薛亞東等，2014)，這些鳥類有可能會帶來一定的疫病傳播風(fēng)險，應(yīng)作為保護區(qū)疫源疫病監(jiān)測工作著重考慮的問題。同時，應(yīng)從減少蒸發(fā)量的角度進一步優(yōu)化人工水源點設(shè)計，在自然水源點和人工水源點統(tǒng)籌構(gòu)建長期、有效的紅外相機監(jiān)測體系，將使保護區(qū)野生動物水源點建設(shè)和管理更為科學(xué)。致謝：感謝中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護研究所叢微博士協(xié)助制圖。