天津八仙山国家级自然保护区核心区鸟类和哺乳动物资源初探

李立嘉 ，田向玲 ，刘 馨 ，张 华 ，王 媛 ，冯小梅 ，孙国明 ，朱金宝 ，赵大鹏

(1.天津师范大学生命科学学院，天津300387；2.天津市动植物抗性重点实验室，天津300387；3.天津八仙山国家级自然保护区管理局，天津301900)

红外相机技术是一种非损伤性的野生动物调查方法，通过仪器对恒温动物自身热量的感应触发感应器，完成对动物的拍摄，并通过照片或视频来记录动物的种类、数量和行为等信息[1].红外相机技术为野生动物的本底资源调查和生物多样性保护提供了非常可靠的技术保障[2].近年来，国内一些自然保护区应用红外相机技术开展了对野生动物多样性、种群密度分布等的调查研究[3-7].八仙山国家级自然保护区是天津市唯一的森林型国家级自然保护区，位于天津市蓟州区东北部燕山山脉南翼(40°10′47″～40°13′56″N，117°31′55″～117°33′53″E)，总面积为1049hm2，核心区面积 550hm2，占保护区总面积的52.4%；缓冲区面积300 hm2，占保护区总面积的28.6%；实验区面积199 hm2，占保护区总面积的19.0%.根据该保护区的气候特点，其四季划分方式为：3月至5月为春季，6月至8月为夏季，9月至11月为秋季，12月至次年2月为冬季.迄今，天津八仙山国家级自然保护区已经先后开展了2次野生动物资源调查，时间间隔为20 a.第1次资源调查发现鱼类1目2科2种，两栖爬行类3目7科20种，鸟类13目42科123种，哺乳动物5目13科27种[8]；第2次资源调查发现鱼类2目3科7种，两栖爬行类3目8科24种，鸟类13目44科137种，哺乳动物6目13科26种[9].仅就哺乳动物而言，两次资源调查的物种数基本相同，但种类组成发生了很大变化，即哺乳动物名录中新增加了4个物种，有5个物种消失.

距天津八仙山国家级自然保护区最近一次的野生动物资源调查已时隔近10 a，且先前鸟类调查主要采用样点和样带结合的调查方法，哺乳动物调查主要采用样线法结合访问法、动物痕迹法等进行调查，在物种鉴定和统计方面可能存在误差.本研究首次运用红外相机技术对天津八仙山国家级自然保护区核心区内的鸟类和哺乳动物资源进行为期1 a的野外调查，为了解该地区野生动物资源近年来的发展变化情况和保护区制定野生动物保护管理方案提供科学依据.

1 研究方法

1.1 红外相机安装维护及数据收集

2016年1月1日至2016年12月31日，参照其他较大型保护区如广西猫儿山自然保护区[4]、四川省老河沟自然保护区[5]的红外相机布设密度，结合天津八仙山国家级自然保护区动物资源特点，在八仙山国家级自然保护区核心区内的兽径岔道、水源地等野生动物出没频繁的地方密集布设了18台Ltl5210型红外相机，每台红外相机设定为全天24 h监测，安装高度距离地面30～50 cm，相机朝向尽量避开日光影响，相机拍摄模式设置为拍照模式或拍照+摄像模式，被触发时进行3次连拍，每次间隔为3 s，灵敏度设定为低，按照北京时间设置日期和时间，时间格式为月/日/年、时/分/秒.在红外相机固定完成后及时记录相机编号、GPS位点、海拔高度、放置日期等信息.红外监测期内每隔3～4个月进行1次相机维护及数据收集(擦拭镜头、更换数据存储卡及电池等).

1.2 数据分析

将野外收集到的红外照片按照红外相机位点编号存储在不同的文件夹中，然后从每张红外照片中提取基础数据(包括相机编号、相机位点、拍摄时间、海拔高度、实时温度等).依据文献[10-11]对拍摄到的鸟类和哺乳动物逐一进行物种鉴别并记录相关信息.在红外监测期间，夜晚拍到了一些除松鼠科以外其他啮齿目动物的红外照片，由于动物个体较小，不易辨识，因此未做分析.

将同一相机位点同种动物间隔30 min内连续拍摄的照片作为1张独立有效照片进行统计[12].本研究通过计算鸟类和哺乳动物相对丰富度指数(relative abundance index，RAI)来衡量八仙山国家级自然保护区鸟类和哺乳动物的相对种群数量：

2 结果与分析

2.1 红外相机监测到的鸟类和哺乳动物种类

本研究红外监测累计3 340个捕获日(冬季1 042个，春季968个，夏季836个，秋季494个)，共收集到26 089张红外照片和2 266段红外视频.其中，鸟类物种有550张红外照片和1段红外视频，哺乳动物有3 273张红外照片和78段红外视频.获得的可鉴定到物种的鸟类独立有效照片数为138张(冬季12张，春季65张，夏季55张，秋季6张)；获得的可鉴定到物种的哺乳动物独立有效照片数为1 307张(冬季119张，春季428张，夏季477张，秋季283张).

基于红外照片可准确鉴定的鸟类有4目9科20种，其中，雀形目(Passeriformes)共有6科17种：鸫科(Turdidae)5种，包括斑鸫(Turdus eunumus)、宝兴歌鸫(Turdus mupinensis)、虎斑地鸫(Zoothera aurea)、白眉鸫(Turdus obscurus)、白眉地鸫(Geokichla sibirica)；鸦科(Corvidae)4种，包括松鸦(Garrulus glandarius)、红嘴蓝鹊(Urocissa erythroryncha)、大嘴乌鸦(Corvus macrorhynchos)、小嘴乌鸦(Corvus corone)；鹟科(Muscicapidae)4 种，包括红胁蓝尾鸲(Tarsiger cyanurus)、紫啸鸫(Myophonus caeruleus)、蓝喉歌鸲(Luscinia svecica)、北红尾鸲(Phoenicurus auroreus)；山雀科(Paridae)2种，包括大山雀(Parus cinerus)和黄腹山雀(Pardaliparus venustulus)；燕雀科(Fringillidae)1种，即燕雀(Fringilla montifringilla)；柳莺科(Phylloscopidae)1 种，即棕眉柳莺(Phylloscopus armandii).形目(Piciformes)啄木鸟科(Picidae)1种，即大斑啄木鸟(Dendrocopos major).鸡形目(Galliformes)雉科(Phasianidae)1 种，即勺鸡(Pucrasia macrolopha).鸽形目(Columbiformes)鸠鸽科(Columbidae)1种，即山斑鸠(Streptopelia orientalis).可准确鉴定的哺乳动物有4目6科10种，其中，食肉目(Carnivora)有3科5种：猫科(Felidae)1种，即豹猫(Prionailurus bengalensis)；鼬科(Mustelidae)3种，包括黄鼬(Mustela sibirica)、猪獾(Arctonyx collaris)、亚洲狗獾(Meles leucurus)；灵猫科(Viverridae)1种，即果子狸(Paguma larvata taivana).偶蹄目(Artiodactyla)鹿科(Cervidae)1 种，即狍(Capreolus pygargus).兔形目(Lagomorpha)兔科(Leporidae)1 种，即蒙古兔(Lepus tolai).啮齿目(Rodentia)松鼠科(Sciuridae)监测到3种，即岩松鼠(Sciurotamias davidi-anus)、北花松鼠(Tamias sibiricus)、松鼠(Sciurus vulgaris).各物种在不同季节的独立有效照片数和相对丰富度指数如表1所示.勺鸡为国家Ⅱ级重点保护动物，白眉鸫和白眉地鸫为天津八仙山国家级自然保护区鸟类物种新记录.

表1 红外相机四季拍摄的鸟类和哺乳动物独立有效照片数和相对丰富度指数Tab.1 Independent photos and RAI of birds and mammals recorded by camera traps across seasons

由表1可以看出，鸟类物种中，红嘴蓝鹊和勺鸡的RAI较高，四季均有监测到；其余鸟类物种的RAI均较低，这可能与鸟类的居留型、生活类型等因素有关.本研究鉴定出的鸟类物种中，从居留型来看，留鸟有大斑啄木鸟、勺鸡、红嘴蓝鹊、大嘴乌鸦、小嘴乌鸦、大山雀、北红尾鸲7种；旅鸟有松鸦、蓝喉歌鸲、红胁蓝尾鸲、虎斑地鸫、棕眉柳莺、燕雀6种；夏候鸟有山斑鸠、紫啸鸫、宝兴歌鸫、黄腹山雀4种；冬候鸟仅斑鸫1种.哺乳动物中，岩松鼠、猪獾和豹猫的RAI较高，多数哺乳动物春夏季的RAI高于秋冬季.

2.2 鸟类和哺乳动物的季节动态

不同季节鸟类和哺乳动物随捕获日增加的累积物种数(cumulative species)变化如图1所示.

图1 鸟类和哺乳动物物种数随红外相机捕获日增加的四季累积曲线Fig.1 Species diversity of birds and mammals with increased camera trap days across seasons

由图1可以看出，在每个季节鸟类和哺乳动物的物种数均先随着捕获天数的增加而增加，在某一时期达到稳定后，物种数不再增加.春季在第79个捕获日之后鸟类和哺乳动物的物种数均达稳定；夏季在第77个捕获日之后鸟类和哺乳动物的物种数均达稳定；秋季因鸟类季节性南迁，鸟类物种数较少，在最后2个捕获日才由1种增加至2种，在第31个捕获日之后哺乳动物的物种数达稳定；冬季在第80个捕获日之后鸟类和哺乳动物的物种数均达稳定.

八仙山鸟类和哺乳动物的物种数和丰富度均呈现一定的季节性特征.本研究从物种数、物种比例、相对丰富度指数和单台相机物种数4个方面分别进行比较，结果如图2所示.

图2 鸟类和哺乳动物物种的季节动态Fig.2 Species dynamics of birds and mammals in different seasons

由图2可以看出，八仙山鸟类物种数和物种比例的季节排序为：春季＞冬季＞夏季＞秋季；相对丰富度指数和单个相机物种数的季节排序为：春季＞夏季＞冬季＞秋季.哺乳动物物种数和物种比例在不同季节的排序为：春季=夏季=秋季＞冬季；相对丰富度指数的季节排序为：秋季＞夏季＞春季＞冬季；单个相机物种数的季节排序为：夏季＞秋季＞春季＞冬季.总的来看，八仙山鸟类种群的季节波动性大于哺乳动物，尤其是秋季，哺乳动物除了在冬季的物种数减少较多外，在其他季节的波动性较小.这主要是与动物的物候和生活节律有关.鸟类和哺乳动物在春夏季为活动和繁殖的活跃期；秋季部分鸟类如山斑鸠、紫啸鸫迁徙至南方；冬季部分哺乳动物如猪獾会有冬眠现象.

3 讨论与结论

本研究在天津八仙山国家级自然保护区核心区首次运用红外相机技术开展了对该地区鸟类和哺乳动物资源的调查，已准确鉴定的鸟类和哺乳动物隶属8目15科共30种.其中，勺鸡为国家Ⅱ级重点保护动物，白眉鸫和白眉地鸫为保护区鸟类物种新记录.核心区以中小型哺乳动物为主，缺少大型哺乳动物，可能是因为大型哺乳动物对生境质量要求苛刻，且需要较大的活动领域.保护区第二次野生动物资源调查记录到26种哺乳动物，本次研究仅发现其中的10种，以前曾记录到的斑羚(Naemorhedus goral)、青鼬(Martes flavigula)、刺猬(Erinaceus amurensis)等物种在本研究中尚未发现，原因可能是：①本研究的监测范围局限于核心区，未涵盖所有物种活动区域；②某些物种数量稀少，呈区域性分布；③某些物种个体很小，即使被拍摄到也无法进行数据有效识别.哺乳动物的活动呈现了一定的季节规律，主要表现为冬季数量最低，秋季相对丰富度最高，夏季单个相机物种数最高.鸟类活动的季节规律则是春夏季节数量多，活动频繁，秋季数量最少.红外相机技术适合于稀有、隐秘物种的监测，尤其是夜行性动物的监测.豹猫被列入《中国濒危动物红皮书》，具有典型的夜行性特征.由于对环境变化敏感、行动隐秘，以往调查中虽多次发现其活动痕迹(脚印、粪便)，但未直接观察到野生豹猫.本研究红外监测期间首次在核心区内拍摄到豹猫白天的活动情况，这在一定程度上说明天津八仙山国家级自然保护区的生境质量得到了改善.

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