天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)鳥類和哺乳動(dòng)物資源初探

李立嘉 ，田向玲 ，劉 馨 ，張 華 ，王 媛 ，馮小梅 ，孫國(guó)明 ，朱金寶 ，趙大鵬

(1.天津師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津300387；2.天津市動(dòng)植物抗性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300387；3.天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，天津301900)

紅外相機(jī)技術(shù)是一種非損傷性的野生動(dòng)物調(diào)查方法，通過儀器對(duì)恒溫動(dòng)物自身熱量的感應(yīng)觸發(fā)感應(yīng)器，完成對(duì)動(dòng)物的拍攝，并通過照片或視頻來記錄動(dòng)物的種類、數(shù)量和行為等信息[1].紅外相機(jī)技術(shù)為野生動(dòng)物的本底資源調(diào)查和生物多樣性保護(hù)提供了非?？煽康募夹g(shù)保障[2].近年來，國(guó)內(nèi)一些自然保護(hù)區(qū)應(yīng)用紅外相機(jī)技術(shù)開展了對(duì)野生動(dòng)物多樣性、種群密度分布等的調(diào)查研究[3-7].八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是天津市唯一的森林型國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，位于天津市薊州區(qū)東北部燕山山脈南翼(40°10′47″～40°13′56″N，117°31′55″～117°33′53″E)，總面積為1049hm2，核心區(qū)面積 550hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的52.4%；緩沖區(qū)面積300 hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的28.6%；實(shí)驗(yàn)區(qū)面積199 hm2，占保護(hù)區(qū)總面積的19.0%.根據(jù)該保護(hù)區(qū)的氣候特點(diǎn)，其四季劃分方式為：3月至5月為春季，6月至8月為夏季，9月至11月為秋季，12月至次年2月為冬季.迄今，天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)已經(jīng)先后開展了2次野生動(dòng)物資源調(diào)查，時(shí)間間隔為20 a.第1次資源調(diào)查發(fā)現(xiàn)魚類1目2科2種，兩棲爬行類3目7科20種，鳥類13目42科123種，哺乳動(dòng)物5目13科27種[8]；第2次資源調(diào)查發(fā)現(xiàn)魚類2目3科7種，兩棲爬行類3目8科24種，鳥類13目44科137種，哺乳動(dòng)物6目13科26種[9].僅就哺乳動(dòng)物而言，兩次資源調(diào)查的物種數(shù)基本相同，但種類組成發(fā)生了很大變化，即哺乳動(dòng)物名錄中新增加了4個(gè)物種，有5個(gè)物種消失.

距天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)最近一次的野生動(dòng)物資源調(diào)查已時(shí)隔近10 a，且先前鳥類調(diào)查主要采用樣點(diǎn)和樣帶結(jié)合的調(diào)查方法，哺乳動(dòng)物調(diào)查主要采用樣線法結(jié)合訪問法、動(dòng)物痕跡法等進(jìn)行調(diào)查，在物種鑒定和統(tǒng)計(jì)方面可能存在誤差.本研究首次運(yùn)用紅外相機(jī)技術(shù)對(duì)天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)內(nèi)的鳥類和哺乳動(dòng)物資源進(jìn)行為期1 a的野外調(diào)查，為了解該地區(qū)野生動(dòng)物資源近年來的發(fā)展變化情況和保護(hù)區(qū)制定野生動(dòng)物保護(hù)管理方案提供科學(xué)依據(jù).

1 研究方法

1.1 紅外相機(jī)安裝維護(hù)及數(shù)據(jù)收集

2016年1月1日至2016年12月31日，參照其他較大型保護(hù)區(qū)如廣西貓兒山自然保護(hù)區(qū)[4]、四川省老河溝自然保護(hù)區(qū)[5]的紅外相機(jī)布設(shè)密度，結(jié)合天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)動(dòng)物資源特點(diǎn)，在八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)內(nèi)的獸徑岔道、水源地等野生動(dòng)物出沒頻繁的地方密集布設(shè)了18臺(tái)Ltl5210型紅外相機(jī)，每臺(tái)紅外相機(jī)設(shè)定為全天24 h監(jiān)測(cè)，安裝高度距離地面30～50 cm，相機(jī)朝向盡量避開日光影響，相機(jī)拍攝模式設(shè)置為拍照模式或拍照+攝像模式，被觸發(fā)時(shí)進(jìn)行3次連拍，每次間隔為3 s，靈敏度設(shè)定為低，按照北京時(shí)間設(shè)置日期和時(shí)間，時(shí)間格式為月/日/年、時(shí)/分/秒.在紅外相機(jī)固定完成后及時(shí)記錄相機(jī)編號(hào)、GPS位點(diǎn)、海拔高度、放置日期等信息.紅外監(jiān)測(cè)期內(nèi)每隔3～4個(gè)月進(jìn)行1次相機(jī)維護(hù)及數(shù)據(jù)收集(擦拭鏡頭、更換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡及電池等).

1.2 數(shù)據(jù)分析

將野外收集到的紅外照片按照紅外相機(jī)位點(diǎn)編號(hào)存儲(chǔ)在不同的文件夾中，然后從每張紅外照片中提取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(包括相機(jī)編號(hào)、相機(jī)位點(diǎn)、拍攝時(shí)間、海拔高度、實(shí)時(shí)溫度等).依據(jù)文獻(xiàn)[10-11]對(duì)拍攝到的鳥類和哺乳動(dòng)物逐一進(jìn)行物種鑒別并記錄相關(guān)信息.在紅外監(jiān)測(cè)期間，夜晚拍到了一些除松鼠科以外其他嚙齒目動(dòng)物的紅外照片，由于動(dòng)物個(gè)體較小，不易辨識(shí)，因此未做分析.

將同一相機(jī)位點(diǎn)同種動(dòng)物間隔30 min內(nèi)連續(xù)拍攝的照片作為1張獨(dú)立有效照片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[12].本研究通過計(jì)算鳥類和哺乳動(dòng)物相對(duì)豐富度指數(shù)(relative abundance index，RAI)來衡量八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類和哺乳動(dòng)物的相對(duì)種群數(shù)量：

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)到的鳥類和哺乳動(dòng)物種類

本研究紅外監(jiān)測(cè)累計(jì)3 340個(gè)捕獲日(冬季1 042個(gè)，春季968個(gè)，夏季836個(gè)，秋季494個(gè))，共收集到26 089張紅外照片和2 266段紅外視頻.其中，鳥類物種有550張紅外照片和1段紅外視頻，哺乳動(dòng)物有3 273張紅外照片和78段紅外視頻.獲得的可鑒定到物種的鳥類獨(dú)立有效照片數(shù)為138張(冬季12張，春季65張，夏季55張，秋季6張)；獲得的可鑒定到物種的哺乳動(dòng)物獨(dú)立有效照片數(shù)為1 307張(冬季119張，春季428張，夏季477張，秋季283張).

基于紅外照片可準(zhǔn)確鑒定的鳥類有4目9科20種，其中，雀形目(Passeriformes)共有6科17種：鶇科(Turdidae)5種，包括斑鶇(Turdus eunumus)、寶興歌鶇(Turdus mupinensis)、虎斑地鶇(Zoothera aurea)、白眉鶇(Turdus obscurus)、白眉地鶇(Geokichla sibirica)；鴉科(Corvidae)4種，包括松鴉(Garrulus glandarius)、紅嘴藍(lán)鵲(Urocissa erythroryncha)、大嘴烏鴉(Corvus macrorhynchos)、小嘴烏鴉(Corvus corone)；鹟科(Muscicapidae)4 種，包括紅脅藍(lán)尾鴝(Tarsiger cyanurus)、紫嘯鶇(Myophonus caeruleus)、藍(lán)喉歌鴝(Luscinia svecica)、北紅尾鴝(Phoenicurus auroreus)；山雀科(Paridae)2種，包括大山雀(Parus cinerus)和黃腹山雀(Pardaliparus venustulus)；燕雀科(Fringillidae)1種，即燕雀(Fringilla montifringilla)；柳鶯科(Phylloscopidae)1 種，即棕眉柳鶯(Phylloscopus armandii).形目(Piciformes)啄木鳥科(Picidae)1種，即大斑啄木鳥(Dendrocopos major).雞形目(Galliformes)雉科(Phasianidae)1 種，即勺雞(Pucrasia macrolopha).鴿形目(Columbiformes)鳩鴿科(Columbidae)1種，即山斑鳩(Streptopelia orientalis).可準(zhǔn)確鑒定的哺乳動(dòng)物有4目6科10種，其中，食肉目(Carnivora)有3科5種：貓科(Felidae)1種，即豹貓(Prionailurus bengalensis)；鼬科(Mustelidae)3種，包括黃鼬(Mustela sibirica)、豬獾(Arctonyx collaris)、亞洲狗獾(Meles leucurus)；靈貓科(Viverridae)1種，即果子貍(Paguma larvata taivana).偶蹄目(Artiodactyla)鹿科(Cervidae)1 種，即狍(Capreolus pygargus).兔形目(Lagomorpha)兔科(Leporidae)1 種，即蒙古兔(Lepus tolai).嚙齒目(Rodentia)松鼠科(Sciuridae)監(jiān)測(cè)到3種，即巖松鼠(Sciurotamias davidi-anus)、北花松鼠(Tamias sibiricus)、松鼠(Sciurus vulgaris).各物種在不同季節(jié)的獨(dú)立有效照片數(shù)和相對(duì)豐富度指數(shù)如表1所示.勺雞為國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物，白眉鶇和白眉地鶇為天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥類物種新記錄.

表1 紅外相機(jī)四季拍攝的鳥類和哺乳動(dòng)物獨(dú)立有效照片數(shù)和相對(duì)豐富度指數(shù)Tab.1 Independent photos and RAI of birds and mammals recorded by camera traps across seasons

由表1可以看出，鳥類物種中，紅嘴藍(lán)鵲和勺雞的RAI較高，四季均有監(jiān)測(cè)到；其余鳥類物種的RAI均較低，這可能與鳥類的居留型、生活類型等因素有關(guān).本研究鑒定出的鳥類物種中，從居留型來看，留鳥有大斑啄木鳥、勺雞、紅嘴藍(lán)鵲、大嘴烏鴉、小嘴烏鴉、大山雀、北紅尾鴝7種；旅鳥有松鴉、藍(lán)喉歌鴝、紅脅藍(lán)尾鴝、虎斑地鶇、棕眉柳鶯、燕雀6種；夏候鳥有山斑鳩、紫嘯鶇、寶興歌鶇、黃腹山雀4種；冬候鳥僅斑鶇1種.哺乳動(dòng)物中，巖松鼠、豬獾和豹貓的RAI較高，多數(shù)哺乳動(dòng)物春夏季的RAI高于秋冬季.

2.2 鳥類和哺乳動(dòng)物的季節(jié)動(dòng)態(tài)

不同季節(jié)鳥類和哺乳動(dòng)物隨捕獲日增加的累積物種數(shù)(cumulative species)變化如圖1所示.

圖1 鳥類和哺乳動(dòng)物物種數(shù)隨紅外相機(jī)捕獲日增加的四季累積曲線Fig.1 Species diversity of birds and mammals with increased camera trap days across seasons

由圖1可以看出，在每個(gè)季節(jié)鳥類和哺乳動(dòng)物的物種數(shù)均先隨著捕獲天數(shù)的增加而增加，在某一時(shí)期達(dá)到穩(wěn)定后，物種數(shù)不再增加.春季在第79個(gè)捕獲日之后鳥類和哺乳動(dòng)物的物種數(shù)均達(dá)穩(wěn)定；夏季在第77個(gè)捕獲日之后鳥類和哺乳動(dòng)物的物種數(shù)均達(dá)穩(wěn)定；秋季因鳥類季節(jié)性南遷，鳥類物種數(shù)較少，在最后2個(gè)捕獲日才由1種增加至2種，在第31個(gè)捕獲日之后哺乳動(dòng)物的物種數(shù)達(dá)穩(wěn)定；冬季在第80個(gè)捕獲日之后鳥類和哺乳動(dòng)物的物種數(shù)均達(dá)穩(wěn)定.

八仙山鳥類和哺乳動(dòng)物的物種數(shù)和豐富度均呈現(xiàn)一定的季節(jié)性特征.本研究從物種數(shù)、物種比例、相對(duì)豐富度指數(shù)和單臺(tái)相機(jī)物種數(shù)4個(gè)方面分別進(jìn)行比較，結(jié)果如圖2所示.

圖2 鳥類和哺乳動(dòng)物物種的季節(jié)動(dòng)態(tài)Fig.2 Species dynamics of birds and mammals in different seasons

由圖2可以看出，八仙山鳥類物種數(shù)和物種比例的季節(jié)排序?yàn)椋捍杭荆径荆鞠募荆厩锛荆幌鄬?duì)豐富度指數(shù)和單個(gè)相機(jī)物種數(shù)的季節(jié)排序?yàn)椋捍杭荆鞠募荆径荆厩锛?哺乳動(dòng)物物種數(shù)和物種比例在不同季節(jié)的排序?yàn)椋捍杭?夏季=秋季＞冬季；相對(duì)豐富度指數(shù)的季節(jié)排序?yàn)椋呵锛荆鞠募荆敬杭荆径?；單個(gè)相機(jī)物種數(shù)的季節(jié)排序?yàn)椋合募荆厩锛荆敬杭荆径?總的來看，八仙山鳥類種群的季節(jié)波動(dòng)性大于哺乳動(dòng)物，尤其是秋季，哺乳動(dòng)物除了在冬季的物種數(shù)減少較多外，在其他季節(jié)的波動(dòng)性較小.這主要是與動(dòng)物的物候和生活節(jié)律有關(guān).鳥類和哺乳動(dòng)物在春夏季為活動(dòng)和繁殖的活躍期；秋季部分鳥類如山斑鳩、紫嘯鶇遷徙至南方；冬季部分哺乳動(dòng)物如豬獾會(huì)有冬眠現(xiàn)象.

3 討論與結(jié)論

本研究在天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)首次運(yùn)用紅外相機(jī)技術(shù)開展了對(duì)該地區(qū)鳥類和哺乳動(dòng)物資源的調(diào)查，已準(zhǔn)確鑒定的鳥類和哺乳動(dòng)物隸屬8目15科共30種.其中，勺雞為國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物，白眉鶇和白眉地鶇為保護(hù)區(qū)鳥類物種新記錄.核心區(qū)以中小型哺乳動(dòng)物為主，缺少大型哺乳動(dòng)物，可能是因?yàn)榇笮筒溉閯?dòng)物對(duì)生境質(zhì)量要求苛刻，且需要較大的活動(dòng)領(lǐng)域.保護(hù)區(qū)第二次野生動(dòng)物資源調(diào)查記錄到26種哺乳動(dòng)物，本次研究?jī)H發(fā)現(xiàn)其中的10種，以前曾記錄到的斑羚(Naemorhedus goral)、青鼬(Martes flavigula)、刺猬(Erinaceus amurensis)等物種在本研究中尚未發(fā)現(xiàn)，原因可能是：①本研究的監(jiān)測(cè)范圍局限于核心區(qū)，未涵蓋所有物種活動(dòng)區(qū)域；②某些物種數(shù)量稀少，呈區(qū)域性分布；③某些物種個(gè)體很小，即使被拍攝到也無法進(jìn)行數(shù)據(jù)有效識(shí)別.哺乳動(dòng)物的活動(dòng)呈現(xiàn)了一定的季節(jié)規(guī)律，主要表現(xiàn)為冬季數(shù)量最低，秋季相對(duì)豐富度最高，夏季單個(gè)相機(jī)物種數(shù)最高.鳥類活動(dòng)的季節(jié)規(guī)律則是春夏季節(jié)數(shù)量多，活動(dòng)頻繁，秋季數(shù)量最少.紅外相機(jī)技術(shù)適合于稀有、隱秘物種的監(jiān)測(cè)，尤其是夜行性動(dòng)物的監(jiān)測(cè).豹貓被列入《中國(guó)瀕危動(dòng)物紅皮書》，具有典型的夜行性特征.由于對(duì)環(huán)境變化敏感、行動(dòng)隱秘，以往調(diào)查中雖多次發(fā)現(xiàn)其活動(dòng)痕跡(腳印、糞便)，但未直接觀察到野生豹貓.本研究紅外監(jiān)測(cè)期間首次在核心區(qū)內(nèi)拍攝到豹貓白天的活動(dòng)情況，這在一定程度上說明天津八仙山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生境質(zhì)量得到了改善.

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