基于红外相机对四川千佛山国家级自然保护区兽类及鸟类多样性的初步调查

蒋忠军， 叶信初， 胡加云， 杨彪， 李生强

(1. 四川千佛山国家级自然保护区绵阳市安州区管理处，四川绵阳622650； 2. 成都市雷雀生态环保科技有限公司，成都610042； 3. 西华师范大学，西南野生动植物资源保护教育部重点实验室，四川南充637002；4. 成都畅新环保科技有限公司，成都610047)

野生动物多样性监测是生物多样性资源管理的基本步骤，也是自然保护区开展保护管理工作的基础(吕一河等，2001)，监测信息不仅能够反映该地区生物多样性的动态变化情况，有助于珍稀濒危物种的保护和评估管理，而且能够为种群现状评估、区域规划以及生物多样性保护等宏观决策提供基础资料(陈圣宾等，2008)。

四川千佛山国家级自然保护区开展了不少兽类和鸟类多样性的调查研究工作，如符建荣等(2005)根据2002—2005年的综合科学考察结果并结合历史文献资料记录保护区内鸟类13目35科160种，以及刘应雄等(2014)记录保护区内兽类8目26科81种。2012年保护区再次进行了综合科学考察，共记录兽类7目27科80种，鸟类16目45科182种(未发表数据)。以往的调查研究主要基于样线法、样方法、痕迹法等传统调查方法，其对调查人员的专业素质要求较高且易受主观因素的影响，在针对动物活动痕迹或采食痕迹的识别上可能会存在错误。

红外相机技术在野生动物(尤其是某些珍稀濒危、活动隐秘的物种)监测上有明显优势，作为一种非损伤性技术手段，具有对野生动物干扰小、一般不易受天气和地形等环境因子的限制、全天候工作、收集数据客观准确等优点，已被广泛应用于野生动物生态学和保护学研究中(Karanth & Nichols，1998；O’Brienetal.，2003；Solbergetal.，2006；李晟等，2014；肖治术等，2014a)，如物种多样性调查(刘芳等，2012；武鹏峰等，2012)、动物行为研究(章书声等，2012；赵玉泽等，2016)、种群动态监测(斯幸峰，丁平，2014；杨子诚等，2018)等。红外相机技术获得的结果在一定程度上可以作为其他方法的印证和补充(张鹏等，2014；包欣欣，2017；张倩雯等，2018)。本研究采用红外相机技术，于2016年7月—2017年6月在四川千佛山国家级自然保护区内开展了兽类和鸟类的初步调查，旨在为保护区野生动物保护管理提供基础资料，同时本次调查数据可以作为保护区之前采用传统调查方法获得结果的有益补充，以更全面客观地反映保护区内的鸟兽多样性。

1 研究方法

1.1 研究地点

四川千佛山国家级自然保护区位于四川盆地西北边缘的绵阳市安县境内(104°06′～104°18′E，31°37′～31°48′N)，总面积11 083 hm2。保护区地处四川西部地槽区和扬子准地台区结合部，地质构造复杂，地形为中、低山地貌，最高海拔3 047 m，最低海拔1 280 m，相对高差近1 800 m。属亚热带湿润季风气候，年均气温11.5 ℃，最高气温29 ℃，最低气温-5.5 ℃，年日照1 050 h，年降水量1 500 mm左右。区内植被类型多样且垂直分布特征明显，从山脚到山顶，依次为常绿阔叶林(<1 600 m)、常绿落叶阔叶混交林(1 600～2 200 m)、针阔混交林(2 200～2 500 m)、针叶林(2 500～3 000 m)、高山灌丛和草甸(>2 800 m)。保护区始建于1993年，野生动植物丰富，分布有珍稀野生动物大熊猫Ailuropodamelanoleuca、川金丝猴Rhinopithecusroxellanae、四川羚牛Budorcastibetanus等，珍稀野生植物有红豆杉Taxuschinensis、南方红豆杉Taxuswallichianavar.mairei、珙桐Davidiainvoluceata等(未发表数据)。

1.2 相机布设与数据收集

本研究选择在保护区人为干扰小、生境类型丰富、物种分布痕迹较多的区域开展。2016年7月—2017年6月在区内按照1台/km2的密度共设置20个监测位点(图1)。红外相机(夜鹰SG-990V)主要布设在动物经常活动的地点(兽径、取食点等)，并兼顾不同植被类型、海拔、野生动物的分布特点及相机的安全性等因素。野外布设在充分考虑野外工作难易程度的同时，尽力保证相邻相机的间距至少500 m。相机直接捆绑在离地面0.5 m左右的树干上，并记录每个相机位点的GPS信息(经度、纬度、海拔)和其他小生境信息(动物痕迹，乔木、灌木和草本的种类、盖度和密度等)。相机设置主要参考常规陆栖大中型兽类和鸟类监测规范(肖治术等，2014b)。每3个月左右收集1次数据，同时检查相机的性能并更换储存卡，之后及时将卡中数据拷贝至电脑并备份。

1.3 数据分析

兽类和鸟类的物种名及其分类主要参考《中国哺乳动物多样性及地理分布》(蒋志刚等，2015)和《中国鸟类分类与分布名录(第三版)》(郑光美，2017)，世界自然保护联盟(IUCN)濒危等级参考IUCN 红色名录(IUCN，2017)。

通过物种的相对丰富度指数(relative abundance index，RAI)衡量基于红外相机监测数据下保护区兽类和鸟类的相对种群数量，RAI=Ai/T×100，其中，Ai表示第i类(i=1，2，……，n)动物的独立有效记录(照片或视频)数；T表示总的相机监测日(O’Connelletal.，2010)。独立有效记录(照片或视频)定义为同一相机位点含同种个体的间隔时间至少为30 min的相邻有效记录(照片或视频)(O’Brienetal.，2003)。

图1 四川千佛山国家级自然保护区红外相机布设位置Fig. 1 The distribution of infrared camera traps in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

2 结果

2.1 取样量分析

从相机有效监测日来看，在同一监测时间下，兽类物种数在1 400～2 900个相机监测日期间较平稳，之后略有增加且在超过3 300个相机监测日时仍在增加。鸟类物种数在整个监测期间呈持续增长趋势(图2)。

图2 四川千佛山国家级自然保护区兽类、鸟类及二者总物种数与相机有效监测日的关系Fig. 2 Relationships between species numbers of mammals， birds and the both species with efficient camera days in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

2.2 监测情况

本次红外相机监测共计3 333个相机监测日，获得照片2 355张，视频1 867段，独立有效记录436次。其中，有效照片(含野生动物或人类活动)1 096张，有效率46.54%；有效视频956段，有效率51.21%。有效照片中野生动物照片522张，人类活动(含人、放牧等)574张。野生动物识别到种512张，种级识别率98.08%。有效视频中野生动物记录539段，人类活动(含人、放牧等)417段。野生动物识别到种512段，种级识别率94.99%。单个相机位点拍摄的物种数最少为2种，最多为14种，平均每个位点拍摄的物种数为5.95种±3.80种。共鉴定出17种兽类和18种鸟类(表1)。

2.3 物种组成

本次红外相机调查拍摄到的17种野生兽类，隶属4目10科，其中，灵长目Primates 1种，鲸偶蹄目Cetartiodactyla 6种，食肉目Carnivora 9种，啮齿目Rodentia 1种。RAI从高到低依次为川金丝猴(2.37)、毛冠鹿Elaphoduscephalophus(1.83)、野猪Susscrofa(1.17)、岩松鼠Sciurotamiasdavidianus(1.02)、赤麂Muntiacusvaginalis(0.21)。相机位点数依次为川金丝猴(15)、毛冠鹿(10)、野猪(8)、岩松鼠(8)、黑熊Ursusthibetanus(5)和豹猫Prionailurusbengalensis(5)。国家Ⅰ级重点保护野生动物3种：大熊猫、林麝Moschusberezovskii和川金丝猴；国家Ⅱ级重点保护野生动物5种：中华鬣羚Capricornismilneedwardsii、喜马拉雅斑羚Naemorhedusgoral、黑熊、豹猫、黄喉貂Martesflavigula；林麝被IUCN列为濒危(EN)物种，川金丝猴、毛冠鹿、中华鬣羚、大熊猫和黑熊被列为易危(VU)物种，喜马拉雅斑羚被列为近危(NT)物种(表1)。

本次红外相机调查拍摄到的18种野生鸟类，隶属2目8科，其中，雀形目Passeriformes 15种，鸡形目Galliformes 3种。鸡形目鸟类的RAI和相机位点数均较高，尤其是红腹锦鸡Chrysolophuspictus(RAI为3.21，相机位点数为7)和红腹角雉Tragopantemminckii(RAI为1.05，相机位点数为9)明显高于其他物种；其次是雀形目中的噪鹛科Leiothrichidae鸟类。国家Ⅱ级重点保护野生动物3种：红腹锦鸡、红腹角雉、血雉Ithaginiscruentus(表1)。岷山山系新记录1种：灰翅鸫Turdusboulboul，该物种原记录仅在四川南部有分布。

表1 四川千佛山国家级自然保护区红外相机监测获得的兽类和鸟类记录Table 1 Mammals and birds recorded by infrared camera traps in Qianfoshan National Nature Reserve， Sichuan

物种Species国家保护等级NationalprotectedcategoryIUCN红色名录IUCNRed List相机位点Camerasites记录频次Recorded frequency视频Videos照片Photos总计Total独立有效记录No. ofvalidrecords相对丰富度指数Relativeabundanceindex(四)牛科Bovidae喜马拉雅斑羚Naemorhedus goralⅡNT110110.03中华鬣羚Capricornis milneedwardsiiⅡVU111210.03(五)猪科Suidae野猪Sus scrofa85157108391.17三 食肉目Carnivora(六)熊科Ursidae大熊猫Ailuropoda melanoleucaⅠVU21212230.09黑熊Ursus thibetanusⅡVU5661260.18(七)猫科Felidae豹猫Prionailurus bengalensisⅡ5641060.18(八)灵猫科Viverridae花面狸Paguma larvata212320.06(九)鼬科Mustelidae猪獾Arctonyx collaris445960.18伶鼬Mustela nivalisLC110110.03黄鼬Mustela sibiricaLC110110.03黄喉貂Martes flavigulaⅡLC111210.03黄腹鼬Mustela kathiahLC203330.09四 啮齿目Rodentia(十)松鼠科Sciuridae岩松鼠Sciurotamias davidianusLC8352055341.02

注： IUCN红色名录等级： EN. 濒危， VU. 易危， NT. 近危， LC. 无危

Notes： IUCN red list： EN. endangered， VU. vulnerable， NT. near threatened， LC. least concern

3 讨论

本研究利用红外相机在四川千佛山国家级自然保护区监测到的17种兽类和18种鸟类，分别为保护区2012年综合科学考察记录(未发表数据)的21.3%和10.4%。虽然本次监测拍摄的鸟兽物种数量不及之前传统方法调查的结果，但也不乏新记录物种(如灰翅鸫)，这表明红外相机监测可以作为传统调查方法的有益补充。同时，基于红外相机技术获得的兽类和鸟类的影像数据(照片和视频)，可以作为物种真实存在的有力证据。

研究发现该地区原来分布的一些重要珍稀物种在本次监测中未被记录到，包括豹Pantherapardus、四川羚牛、马麝Moschussifanicus、藏酋猴Macacathibetana、猕猴Macacamulatta、豺Cuonalpinus、小熊猫Ailurusfulgens、小灵猫Viverriculaindica、大灵猫Veverrazibethaashtoni、水獭Lutralutra、金猫Felistemmincki、岩羊Pseudoisnayaur等。这可能与调查方法、物种受环境影响的变化以及相机布设情况等有关。首先，保护区物种的原始记录大多来自传统的样线法、痕迹法、访问法等，由于缺乏实体标本，数据的准确性有待考证；其次，历史记录的物种因多年来环境的变化以及人为活动干扰等影响，数量可能减少甚至地域性灭绝；最后，本次红外相机监测仅限于保护区的部分核心区域，相机布设没有覆盖整个保护区，取样量分析也表明本次红外相机监测在兽类和鸟类的取样上均不够充分，因此，为了更加准确研究区内物种情况，尤其是豹、金猫等数量稀少且活动范围较大的物种还需要扩大监测范围并增加监测时长。

在野生动物红外相机监测研究中，针对某些特定物种，相机安放可以进行特殊处理，如余梁哥等(2013)在调查云南省屏边县大围山倭蜂猴Nycticebuspygmaeus、蜂猴N.bengalensis及同域兽类时，将红外相机安放在离地面4～6 m的大树上；杨子诚等(2018)在研究亚洲象Elephasmaximus个体识别和种群数量时，将红外相机安放高度设为1.5 m和3～4 m。一般情况下红外相机安放高度距离地面0.5～1 m，拍摄范围局限于地面，虽然偶尔来林下活动的鸟类也会被红外相机捕捉，但是大多数鸟类的活动空间在林冠层，因此，本文基于红外相机监测数据分析出的不同鸟类丰富度的差异可能并非是真实的差异。这是红外相机的拍摄对象主要为大中型兽类和地栖性鸟类，而对于难以辨识的小型兽类和非地栖性鸟类则难以进行有效探测的重要原因，这也是红外相机自身的局限性(刘芳等，2012；李晟等，2014)。

研究发现不同动物的活动家域大小不同，体型越大的动物个体需要越大的家域面积以满足自身对食物的需求，并且野生动物的活动往往会因食物资源的时空变化而存在季节性差异(Kelt & Van，2001；Mysterudetal.，2001)，因此，短时间内小范围的红外相机监测可能无法完全捕捉整个保护区内的物种情况。虽然红外相机监测效果会受监测面积、监测时长、相机稳定性、相机布设密度、相机安放的生境、海拔、拍摄角度等因素的影响(肖治术等，2014a，2014b；张履冰等，2014)，且实际工作中不同安放人会因经验的不同也会出现拍摄效果上的差异，但是理论上，只要相机安放正确，在足够长的时间内同样有拍到在该区域活动的物种的可能(肖治术等，2014b)。因此，接下来的监测工作应该充分考虑野生动物的活动家域范围、保护区实际生境情况、食物资源状况、野外工作的强度和可行性等，增加红外相机数量，扩大监测面积和监测时长，同时采用多种调查方法相结合以获得更加全面、科学、有效的调查结果，以期更加全面掌握保护区野生动物多样性状况。

致谢：四川千佛山国家级自然保护区工作人员黄兴田、张龙成、范进贵、陈统富、代珍乾、范昌龙、陈正东、彭才富、彭言友等人参加了红外相机的野外安装和数据回收，在此一并致谢！