基于红外触发相机陷阱技术的河北小五台山国家级自然保护区鸟兽监测

白锦荣

（河北小五台山国家级自然保护区管理局，河北 蔚县075700）

河北小五台山国家级自然保护区位于河北省张家口市蔚县和涿鹿两县境内，在北京的西北方。保护区东西长60km，南北宽28km，总面积267km2。小五台山属于太行山北段，山势险峻，最高峰海拔2880m。气候垂直分异显著，属暖温带大陆季风型山地气候。四季温差变化较大，冻结时间长，无霜期短，降水时间集中在夏季。大部分山谷皆有溪水，主要水源是降水、地下水和潜水等。主要土壤类型有亚高山草甸土，山地棕壤及褐土类。

保护区作为首都西北部生态屏障的重要环节，是诸多珍稀野生动植物的重要栖息地。在全球生态环境日益恶化的大背景下，小五台山虽然能保住一方青山绿水，但是也存在生态环境日益恶化的问题。近年来，来自京津地区的徒步爱好者越来越多，有十几人甚至几十人的团队结队穿越保护区。保护区周边居民收入来源单一，靠山吃山的传统思维仍在，山中放牧、采药和盗猎的现象屡禁不止。小五台山周边社区旅游开发、交通和风电建设日益增多，对保护区的生态环境造成一定影响。因此，有必要对野生动物的物种多样性进行深入研究。

红外触发相机陷阱技术是指利用活体动物放射的红外线触发相机快门，使相机在无人操控的情况下拍摄到动物的动态或静态影像。这一技术极大的减少了动物调查中的人为干扰，使获得的调查数据更为真实[1-3]。

1 调查范围、时间、器材

1.1 调查范围以及自然概况

小五台山辉川林区、金河口林区、山涧口林区和杨家坪林区均作为调查区域，以辉川林区的湖上沟和南台道，山涧口林区的山涧口沟和杨家坪林区的西灵山作为重点调查区域。

在辉川林区分别对湖上沟和南台道进行了监测，调查区域海拔1100～2800m，两条沟大致为东西向，前沟山势陡峭，后沟渐平缓。森林类型以针阔混交天然次生林为主，主要植被有华北落叶松、桦树、油松、山杏、黄花蒿等。

对山涧口沟进行了监测，调查区域海拔1100～2800m，山涧口大沟大致为南北向，地势比湖上沟和南台道平缓。森林类型有人工油松林、人工落叶松林及针阔混交天然次生林，主要植被有华北落叶松、油松、杨树、灰荀子、绣线菊、六道木、泽兰等。

对杨家坪林区的西灵山东梁和王道士洼进行重点监测，调查区域海拔1000～2000m，森林类型有阔叶林和针叶林等，主要植被是油松、落叶松和桦树等。

金河口沟的调查区域海拔1000～2200m，森林类型以次生林为主，主要植被是杨树、桦树、油松等。

1.2 调查时间

2018年12月布置红外相机，到2019年11月初将数据全部取回。

1.3 调查器材

尼康D7000数码照相机，尼康10*42望远镜，夜鹰SG-880MK红外触发数码相机

2 调查和计算方法

2.1 调查方法

在山脊、垭口、半坡、沟谷等地形均布设相机，重点根据野外监测的动物痕迹，沟谷交错点，以及水源点布设红外相机，植被类型包括、阔叶林、针阔混交林、针叶林及灌草丛等。数量：山涧口林区50，辉川林区45，金河口林区30，杨家坪林区30；位点距离0.02～2km。红外相机放置时记录海拔、坐标，并对相机及其周围环境拍照。

红外相机设置：相机的离地高度为25～55cm；相机红外感应灵敏度根据林子的郁闭度，设置档位强（郁闭度 80%以上）、中（郁闭度 40%～80%）、弱（郁闭度40%以下），触发周期为每10s触发1次，相机连拍张数为3张，视频录制时间为每次10秒。

2.2 计算方法

以30min为间隔，作为红外相机对某物种的独立拍摄，某物种的相对密度（RAI）计算方法如下[4-9]：

（1）根据有效照片计算相对丰富度指数（relative abundance index，RAI）

RAI=100×Ni/N

其中，Ni代表第i类（i=1…）某物种出现的有效照片数，N代表有效照片总数。

（2）Shannon-Wiener多样性指数。

H=-∑（Pi）（InPi）

其中，Pi=Ni/N。

（3）Pielou均度指数。

J=H/Hmax

其中，Hmax=InS，S为群落中的物种数。

3 调查结果与分析

3.1 红外相机布设和记录情况

红外相机主要布设在辉川林区，其中湖上沟11台，南台道8台，共计19台；山涧口林区布设在山涧口沟，共计14台；杨家坪林区布设在西灵山，共计12台；金河口林区布设在金河口，共计2台，工作情况见表1。

表1 红外相机工作情况统计

2018年12月底至2019年11月，共使用47台相机红外相机对小五台山样区的哺乳动物（含地面活动鸟类）进行调查，此次调查累积13266个捕获日，共获得有动物和人类活动的独立照片7239张，其中兽类照片6153张（85.00%）；鸟类照片396张（5.47%）；人类活动和家畜照片690张（9.53%）。

3.2 有效照片鉴定结果与分析

本次红外相机记录兽类5目9科16属16种，鸟类1目1科6属6种（表2），国家Ⅰ级保护动物为褐马鸡，Ⅱ级保护动物是斑羚和勺鸡，易危种类3种，分别是：豹猫、斑羚和褐马鸡，河北省重点保护野生动物11种[10]。

从动物分布来看，本次研究中大多数的动物在保护区各个林区均有分布，国家Ⅰ级保护动物褐马鸡在各个林区均有分布，Ⅱ级保护动物斑羚仅分布于辉川林区，河北省重点保护野生动物貉仅分布于杨家坪林区。

按照最新的动物区系划分，小五台山保护区在古北界和中日界分界线的附近。本次研究中所拍摄的鸟类，仅有日本鹌鹑为广布种类，其他为古北区种类，兽类仅有达乌尔黄鼠为古北区种类，其他为广布种类。

本次记录兽类中以西伯利亚狍的活动最频繁，相对丰富度最大，鸟类中以环颈雉的活动最频繁，相对丰富度最大。以上两种动物在山涧口林区的相对丰富度达到最大，其中西伯利亚狍的相对丰富度为7.75，环颈雉的相对丰富度为8.45（图1）。

图1 小五台不同区域物种以及丰富度指数分布

由图1可知:人类的活动是无法忽视的，人类活动最为频繁的是辉川林区，其他林区相对较小。

3.3 不同林区生物多样性分析

物种数以辉川林区所拍摄物种种类最多，为19种，金河口林区所拍摄物种种类最少，为10种，山涧口林区和杨家坪林区所拍摄物种种类相同，为13种。从Shannon-Wiener多样性指数看，辉川林区的多样性指数最高，为0.791；金河口林区的多样性指数最小，为0.078。山涧口林区的Shannon-Wiener多样性指数与辉川林区相近，为0.715。杨家坪林区的多样性指数是辉川林区和山涧口林区的一半，为0.375（表 3）。

表3 区域物种以及多样性分析

由表3可知：山涧口林区的Pielou均度指数最高，为0.279；辉川林区的Pielou均度指数为0.269，略小于山涧口林区；杨家坪林区的Pielou均度指数为0.146，是上述两个林区的一半，金河口林区的Pielou均度指数最低，仅为0.034。

3.4 邻近保护区之间的监测结果比较

北京松山国家级自然保护区记录野生动物，兽类14种36种鸟类，北京国家级自然保护区记录14种兽类，39种鸟类。3个保护区的兽类种类几乎相同，主要区别是上述两保护区比小五台山自然保护区保护区多记录1科1种，即灵猫科花面狸。上述两个保护区所记录的鸟类远多于小五台山自然保护区，证明两个保护区鸟类在林下活动比小五台山自然保护区频繁[11-12]。

从珍稀野生动物的分布上看，国家Ⅰ级保护动物为褐马鸡在百花山自然保护区和小五台山自然保护区分布，国家Ⅱ级保护动物斑羚在北京松山自然保护区和小五台自然保护区分布，小五台山自然保护区略占优势[11-12]。

4 结论与讨论

辉川林区特殊的地理位置和丰富的植被类型决定了该区域动物种类最多，Shannon-Wiener多样性指数最高，该区域是本研究中唯一监测到有斑羚活动的区域。该区域也曾是唯一用红外相机记录过有豹活动的林区。辉川林区得天独厚的自然资源与良好的自然环境，也吸引了较多的驴友经此登山，在保护区外围的张家窑和观上均有大规模的旅游开发，对保护区内的动物栖息影响很大。该区域的核心区缓冲区裸露在外，缺乏实验区。保护区应加强与地方政府协商，在保护区外围设立缓冲地带，以缓解该区域的人为干扰[13-17]。

山涧口林区开阔的地势决定了该地区动物种类和数量均多，Pielou均度指数最高，狍子和环颈雉的相对丰富度指数也是其他林区中最高的，为豹的生存提供了很好的条件，这与保护区2015年开展的调查结果一致。因此，山涧口沟是豹监测的重点区域[13-17]。

杨家坪林区森林分布相对分散，受村庄和道路的影响较大，西灵山周边特别是王道士洼受人为活动影响较小的区域发现有褐马鸡的分布。

金河口林区动物分布最少，Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均度指数都是最小的，但是仍有褐马鸡活动，应该加强管护。