湖北大别山国家级自然保护区鸟兽资源红外相机监测初报

付剑，漆俊，周林，段俊，甄爱国，，李艺迪，张保卫*

（1.湖北大别山国家级自然保护区英山管理局，湖北 黄冈438700；2.湖北大别山国家级自然保护区管理局，湖北 黄冈438021；3.英山县国有桃花冲林场，湖北 黄冈438712；4.英山县国有吴家山林场，湖北 黄冈438706；5.安徽大学生命科学学院，安徽 合肥230601）

红外触发相机陷阱技术（infrared triggered camera trapping）简称红外相机技术，是一种无人自动拍摄技术，当有恒温动物从装置前方经过时，动物体温与环境温度造成的温差引起相机周围热量的变化，这种温度的变化被红外传感器接收后，产生一个脉冲信号，从而触发相机拍摄，借以得到野生动物的照片。早在1927年国外就有利用红外相机监测野生动物的报道，随后的一个世纪里，红外相机技术被广泛应用于野生动物研究中。与传统的调查方法相比，红外相机技术人为干扰因素少、隐蔽性极强，对动物的影响较小，且受外界条件（温度、降水等）干扰少，可以在研究对象不被干扰的情况下实现全天候不间断监测；同时，对从事此项工作的调查人员的要求相对较低，且对物种的鉴定较为准确。红外相机能够提供清晰的照片，有利于物种及个体的识别、动物活动范围分析、分布区分析、生活习性分析等研究。目前该技术已成为野生动物研究的利器，为森林生态系统中的哺乳动物资源调查和监测提供了新途径。

湖北大别山国家级自然保护区英山片区是在原省级国有吴家山林场和桃花冲林场基础上建立而来。吴家山林场和桃花冲林场于上世纪六十年代开始建场，由于建场以来行政管理机构的稳定性和营林保护措施的连续性，保证了国有森林资源50多年来没有经历严重的人为破坏。同时，在林场长期营林管护措施影响下，周边社队村民爱林护林蔚然成风，除部分人工林外，这一区域森林的生态系统一直处于自然演替之中。2002年，湖北省政府将吴家山林场划出龙潭河一片为英山县龙潭河自然保护区，桃花冲林场划出李家寨一片为英山县桃花冲自然保护区。2009年2月，湖北省人民政府批准建立了湖北大别山省级自然保护区（含罗田、英山），将原有的保护小区进行合并，面积有所扩大。2014年12月，国务院批准成立湖北大别山国家级自然保护区。2018年，市、县编委下文，正式组建湖北大别山国家级自然保护区英山管理局。管理机构的成立使得大别山自然保护区英山片区保护工作进入了一个新阶段。

2019年5月至2021年5月利用红外相机技术对大别山国家级自然保护区英山片区进行监测，以期获得该区域的兽类和鸟类资源现状，同时对物种丰富度进行分析，为后续保护区内的物种资源管理、重点保护物种监测等提供基础资料。

1 研究区域概况

湖北大别山国家级自然保护区，位于大别山南麓，包括英山与罗田两县的北部区域；地理坐标为115°31′08″～116°03′45″E，30°57′02″～31°12′45″N；保护区总面积为160.482 hm，其中英山片区面积为41.109 hm（核心区17.403 hm、缓冲区3.348 hm、实验区20.358 hm）。保护区英山片区下辖桃花冲、吴家山两个区，各自建立管理站进行管理。桃花冲区东、北向与安徽鹞落坪国家级自然保护区相连，南接桃花冲林场，向西则与英山县草盘地镇、陶河乡毗邻，面积18.268 hm；吴家山区北与安徽省天马国家级自然保护区接壤，西与同属湖北大别山国家级自然保护区的罗田天堂寨片区相连，南接吴家山林场，东邻本县石头咀镇，面积22.837 hm。

保护区最高峰位于英山县境内，海拔高度1 729 m。地形地貌自大别山主脉起向鄂东平原呈阶梯状坡降，依次为中山、低山和丘陵平原，并以中山山岳为地貌特征。保护区内年平均气温12.5℃，年降雨量1 433.4 mm，是湖北省多雨地区之一，全年无霜期230 d。大别山为江淮分水岭，是华东植物区系的交汇地，人为干扰破坏较少，仍然处于原生状态，沟谷、山脊以及峭壁的森林和灌丛原生性较好，是难得的天然物种“基因库”。

据《湖北大别山自然保护区科学考察报告》记载，保护区内有兽类41种，隶属7目18科。从种类数量来看，食肉目的种类最多，占总物种的34.41%；其次为啮齿目，占26.34%；再次为翼手目，占19.51%；食虫目和偶蹄目，分别占7.56%和7.31%；其他目所占比例均在3%以下。从区系分析，东洋界种21种，占总数的51.22%；古北界种9种，占总数的21.95%；广布种11种，占总数的26.83%。国家重点保护的有6种，其中国家一级重点保护的有5种：金钱 豹（

Panthera pardus

）、安徽麝（

Moschus anhuiensis

）、小灵猫（

Viverricula indica

）、穿山甲（

Manis pentabactyla

）、豺（

Cuon alpinus

）；国家二级重点保护的有1种，为水獭（

Lutra lutra

）。被列入“三有动物”名录的兽类15种，被列入湖北省级保护兽类有11种。保护区有鸟类122种，隶属于14目33科。在动物区系中以东洋界物种占优势，共60种，占总数的49.59%；其次为广布种，36种（29.75%）；最少的为古北界种，为26种（20.66%）。分布有国家一级重点保护鸟类6种：金雕（

Aquila chrysaetos

）、东方白鹳（

Ciconia boyciana

）、白肩雕（

Aquila heliaca

）、白尾海雕（

Haliaeetus albicilla

）、白冠长尾雉（

Syrmaticus reevesii

）、大鸨（

Otis tarda

）；国家二级重点保护野生动物13种：白额雁（

Anser albifrons

）、黑鸢（

Milvus migrans

）、赤腹鹰（

Accipiter soloensis

）、普通鵟（

Buteo japonicus

）、白腹隼雕（

Aquila fasciata

）、秃鹫（

Aegypius monachus

）、白尾鹞（

Circus cyaneus

）、鹊鹞（

Circus melanoleucos

）、鹗（

Pandion haliaetus

）、灰背隼（

Falco columbarius

）、红隼（

Falco tinnunculus

）、勺鸡（

Pucrasia macrolopha

）、斑头鸺鹠（

Glaucidium cuculoides

）。

爬行动物3目8科32种。其中以游蛇科的物种数最多，共18种，占总种数的56.25%；其次，淡水龟科4种，占12.5%；再次，为石龙子科3种，占9.38%；蜥蜴科、眼镜蛇科各2种（6.25%）；其他3科各1种（3.13%）。其区系成分以东洋界种占优势，广布种次之，而古北界种最少，仅1种。

两栖动物2目6科13种。其中蛙科的种类最多，6种，占46.15%；其次是蝾螈科和蟾蜍科各2种（15.38%）；小鲵科、雨蛙科和姬蛙科各1种。在其区系成分中，以东洋界种类占优势，占69.23%；广布种次之，占30.77%。在13种两栖动物中，有国家二级重点保护动物2种：细痣棘螈（

Tylototriton asperrimus

）、虎纹蛙（

Hoplobatrachus chinensis

）。保护区内有高等维管束植物195科763属1 465种（包括种下分类群及栽培植物），分别占湖北省高等维管束植物总科数的80.91%、总属数的52.55%、总种数的24.34%。其中，蕨类植物有27科49属82种；裸子植物8科16属22种；被子植物160科598属1 361种。根据《国家重点保护野生植物名录（第一批）》《中国珍稀濒危保护植物名录（第一册）》，保护区共有国家珍稀濒危保护植物35种，其中国家重点保护野生植物19种，一级2种：银杏（

Ginkgo biloba

）、南方红豆杉（

Taxus chinensis

var

.mairei

）；二级17种：金毛狗（

Cibotium barometz

）、大别山五针松（

Pinus dabeshanensis

）、金钱松（

Pseudolarix amabilis

）等。国家珍稀濒危保护植物27种，其中2级11种，如银杏、大别山五针松等；3级16种，如穗花杉（

Amentotaxus argotaenia

）、青檀（

Pteroceltis tatarinowii

）、领春木（

Euptelea pleiospermum

）等。此外，保护区内还栽培有国家珍稀濒危植物红豆杉（

Taxus

chinensis

）、水杉（

Metasequoia glyptostroboides

）等。2005年，《全国林业自然保护区发展规划》（2006—2030），将大别山自然保护区列为我国“陆地自然保护区优先区域”；2010年，《中国生物多样性保护战略与行动计划》（2011—2030），又将其列为我国“生物多样性保护优先区域”。

2 研究方法

2.1 红外相机布设

本研究使用红外相机法对保护区的鸟兽进行监测。红外相机分三批安装，第一批布设于2019年5月至2021年5月，其中在吴家山区26台、桃花冲区20台；第二批于2019年9月至2021年5月布设，其中吴家山区、桃花冲区各20台；第三批于2020年4月至2021年5月布设，吴家山区和桃花冲区各8台。研究中累计在大别山国家级自然保护区英山片区安放红外相机102台次（见表1），共涉及86个拍摄位点，累计工作64 180个监测日。

表1 大别山国家级自然保护区（英山）红外相机布设次数和时间

红外相机安放要求：

（1）主要布置在山区的林间兽道、动物留下痕迹的开阔地，以及兽类活动频繁的山脊分叉口、饮水地等地点。也可将相机布置在溪口，主要监测调查区域的水鸟等。相邻相机间隔距离大于1 km。

（2）将相机绑定在树干上，根据布置的实际情况，保持相机镜头距离地面30～100 cm。

（3）镜头与地面基本保持水平，且镜头的方向尽量朝北向，以减少日光对相机拍摄的影响。

（4）将镜头前的树枝、杂草等清理干净，确保拍摄视野开阔，避免触发相机拍摄。

（5）相机镜头前不放置任何诱饵来诱导野生动物的活动。

对每台红外相机和存储卡进行编号，并填写红外相机野外记录表，记录每台相机位点地理坐标信息、装置时间、布置点海拔与生境类型及周围的植被信息等。

2.2 红外相机设置

本次研究所用的红外相机型号为猎豹LTL6210型，照片像素设置为800万像素，相机装置12节5号南孚电池，使用16 G的SD存储卡。相机工作模式设置为连拍3张，拍摄时间间隔30 s，全天监测。每隔3个月对布置野外的相机进行相关维护和巡查，以更换电池和存储卡，同时收集已拍摄的照片。

2.3 监测数据分析

2.3.1 物种数分析

将相机拍摄的照片导入电脑后，按照相机编号单独建立文件夹存储照片。在所获得的照片中，去除同一动物在连续拍摄的照片中的重复照片，如对于同一红外相机拍摄的照片，时间间隔在30 min以内的同一种物种的连续照片算一张有效照片。将照片按照兽类、鸟类、工作人员及其他进行归类。

2.3.2 物种的相对丰富度分析

武鹏峰等在2012年提出了根据有效照片计算相对丰富度指数（relative abundance index，RAI）的公式：RAI=A/N×100。其中，RAI代表物种相对丰富度；A代表第i类（i=1…）动物出现的有效照片数；N代表有效照片总数。

3 结果与讨论

3.1 红外相机监测结果

研究中共获得独立有效照片7 086张，其中兽类4 335张，占总数的61.18%；鸟类2 751张，占总数的38.82%。其中兽类10种，隶属4目7科（表2）；鸟类13种，隶属4目8科（表3）。兽类中以偶蹄目、食肉目物种最多，占总物种数的70%；鸟类中以雀形目物种最多，占总物种数的61.5%。研究中拍摄到国家一级重点保护野生动物3种：安徽麝、小灵猫、白冠长尾雉；国家二级重点保护野生动物1种：勺鸡。

3.2 各物种的相对丰富度

由表2可知，丰富度最高的5种兽类依次是小麂、野猪、岩松鼠、赤腹松鼠、猪獾（36.93%、29.83%、13.23%、10.27%、5.30%）。此外，果子狸的相对丰富度虽然不高，但它与排名前5的兽类一样在多个拍摄机位均有拍摄到，提示该物种在保护区内的分布范围较为广泛。而其他的兽类往往只限于某一些地点出现，一方面可能与其特有的生态位有关，如蒙古兔仅出没在草丛、灌丛及林缘地带；另一方面，种群数量特别的少的物种（如：安徽麝、小灵猫），监测中仅有1张或者数张照片，也会出现这种情况。

表2 湖北大别山国家级自然保护区（英山）的兽类名录及相对丰富度指数

由表3可知，相对丰富度指数最高的5种鸟类依次为白冠长尾雉、勺鸡、山斑鸠、红嘴蓝鹊、虎斑地鸫（25.16%、17.28%、15.24%、13.12%、9.61%）。总体来看，相机所监测到的鸟类物种数有限，这是由于相机技术的特点所致，大部分鸟类在林冠层活动，红外相机对它们的捕获率低；另一方面也可能是有些物种的种群数量过少所致。

表3 湖北大别山国家级自然保护区（英山）的鸟类名录及相对丰富度指数

3.3 讨论

本文首次将红外相机技术应用于湖北大别山国家级自然保护区英山片区，掌握了兽类及鸟类的资源现状。拍摄到了大量照片，不仅为保护区野生动物多样性提供了直接证据，而且丰富了保护区的野生动物监测手段，为野生动物监测提供了第一手资料。

据报道，保护区内有兽类41种，隶属7目18科。本次研究共监测到兽类有4目7科10种，其中偶蹄目的物种拍摄率达到了100%，远高其他目物种的拍摄率，可见红外相机在对大型兽类的监测中更有优势。

分析本次监测结果，一方面受红外相机技术的限制，如对于劳亚食虫目类、翼手目、大部分啮齿目物种拍摄效果不佳；另一方面是因为大别山地区在过去几十年间生态环境和动物群落发生了巨大的变化，许多大中型兽类可能已经在这里灭绝（如狼、豹等大型食肉类），或种群数量处于极低水平。

3.4 建议

本研究仅为初步研究结果，为了更加全面地掌握该保护区的物种资源现状，可能还需要增加红外相机的布设数量，扩大调查区域；调整红外相机的布设时间，利用统计方法分析发现的物种数与相机工作日之间的关系，以检验红外相机布设强度是否充分。同时，考虑到现有的调查方式对林冠层的监测较少，在接下来的监测中，可以考虑更改相机布设方式，提高在林冠层等区域的物种发现率。

鉴于红外相机对于小型兽类（如啮齿类、食虫类、翼手类等）的监测效果有限，可以针对小型兽类发展多种监测方法，如铗夜法、陷阱法等，以期对保护区内的野生动物有更全面的了解。