基于紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)的河北小五臺(tái)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)獸監(jiān)測(cè)

白錦榮

（河北小五臺(tái)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，河北 蔚縣075700）

河北小五臺(tái)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于河北省張家口市蔚縣和涿鹿兩縣境內(nèi)，在北京的西北方。保護(hù)區(qū)東西長(zhǎng)60km，南北寬28km，總面積267km2。小五臺(tái)山屬于太行山北段，山勢(shì)險(xiǎn)峻，最高峰海拔2880m。氣候垂直分異顯著，屬暖溫帶大陸季風(fēng)型山地氣候。四季溫差變化較大，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)霜期短，降水時(shí)間集中在夏季。大部分山谷皆有溪水，主要水源是降水、地下水和潛水等。主要土壤類(lèi)型有亞高山草甸土，山地棕壤及褐土類(lèi)。

保護(hù)區(qū)作為首都西北部生態(tài)屏障的重要環(huán)節(jié)，是諸多珍稀野生動(dòng)植物的重要棲息地。在全球生態(tài)環(huán)境日益惡化的大背景下，小五臺(tái)山雖然能保住一方青山綠水，但是也存在生態(tài)環(huán)境日益惡化的問(wèn)題。近年來(lái)，來(lái)自京津地區(qū)的徒步愛(ài)好者越來(lái)越多，有十幾人甚至幾十人的團(tuán)隊(duì)結(jié)隊(duì)穿越保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)周邊居民收入來(lái)源單一，靠山吃山的傳統(tǒng)思維仍在，山中放牧、采藥和盜獵的現(xiàn)象屢禁不止。小五臺(tái)山周邊社區(qū)旅游開(kāi)發(fā)、交通和風(fēng)電建設(shè)日益增多，對(duì)保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成一定影響。因此，有必要對(duì)野生動(dòng)物的物種多樣性進(jìn)行深入研究。

紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)是指利用活體動(dòng)物放射的紅外線(xiàn)觸發(fā)相機(jī)快門(mén)，使相機(jī)在無(wú)人操控的情況下拍攝到動(dòng)物的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)影像。這一技術(shù)極大的減少了動(dòng)物調(diào)查中的人為干擾，使獲得的調(diào)查數(shù)據(jù)更為真實(shí)[1-3]。

1 調(diào)查范圍、時(shí)間、器材

1.1 調(diào)查范圍以及自然概況

小五臺(tái)山輝川林區(qū)、金河口林區(qū)、山澗口林區(qū)和楊家坪林區(qū)均作為調(diào)查區(qū)域，以輝川林區(qū)的湖上溝和南臺(tái)道，山澗口林區(qū)的山澗口溝和楊家坪林區(qū)的西靈山作為重點(diǎn)調(diào)查區(qū)域。

在輝川林區(qū)分別對(duì)湖上溝和南臺(tái)道進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，調(diào)查區(qū)域海拔1100～2800m，兩條溝大致為東西向，前溝山勢(shì)陡峭，后溝漸平緩。森林類(lèi)型以針闊混交天然次生林為主，主要植被有華北落葉松、樺樹(shù)、油松、山杏、黃花蒿等。

對(duì)山澗口溝進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，調(diào)查區(qū)域海拔1100～2800m，山澗口大溝大致為南北向，地勢(shì)比湖上溝和南臺(tái)道平緩。森林類(lèi)型有人工油松林、人工落葉松林及針闊混交天然次生林，主要植被有華北落葉松、油松、楊樹(shù)、灰荀子、繡線(xiàn)菊、六道木、澤蘭等。

對(duì)楊家坪林區(qū)的西靈山東梁和王道士洼進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，調(diào)查區(qū)域海拔1000～2000m，森林類(lèi)型有闊葉林和針葉林等，主要植被是油松、落葉松和樺樹(shù)等。

金河口溝的調(diào)查區(qū)域海拔1000～2200m，森林類(lèi)型以次生林為主，主要植被是楊樹(shù)、樺樹(shù)、油松等。

1.2 調(diào)查時(shí)間

2018年12月布置紅外相機(jī)，到2019年11月初將數(shù)據(jù)全部取回。

1.3 調(diào)查器材

尼康D7000數(shù)碼照相機(jī)，尼康10*42望遠(yuǎn)鏡，夜鷹SG-880MK紅外觸發(fā)數(shù)碼相機(jī)

2 調(diào)查和計(jì)算方法

2.1 調(diào)查方法

在山脊、埡口、半坡、溝谷等地形均布設(shè)相機(jī)，重點(diǎn)根據(jù)野外監(jiān)測(cè)的動(dòng)物痕跡，溝谷交錯(cuò)點(diǎn)，以及水源點(diǎn)布設(shè)紅外相機(jī)，植被類(lèi)型包括、闊葉林、針闊混交林、針葉林及灌草叢等。數(shù)量：山澗口林區(qū)50，輝川林區(qū)45，金河口林區(qū)30，楊家坪林區(qū)30；位點(diǎn)距離0.02～2km。紅外相機(jī)放置時(shí)記錄海拔、坐標(biāo)，并對(duì)相機(jī)及其周?chē)h(huán)境拍照。

紅外相機(jī)設(shè)置：相機(jī)的離地高度為25～55cm；相機(jī)紅外感應(yīng)靈敏度根據(jù)林子的郁閉度，設(shè)置檔位強(qiáng)（郁閉度 80%以上）、中（郁閉度 40%～80%）、弱（郁閉度40%以下），觸發(fā)周期為每10s觸發(fā)1次，相機(jī)連拍張數(shù)為3張，視頻錄制時(shí)間為每次10秒。

2.2 計(jì)算方法

以30min為間隔，作為紅外相機(jī)對(duì)某物種的獨(dú)立拍攝，某物種的相對(duì)密度（RAI）計(jì)算方法如下[4-9]：

（1）根據(jù)有效照片計(jì)算相對(duì)豐富度指數(shù)（relative abundance index，RAI）

RAI=100×Ni/N

其中，Ni代表第i類(lèi)（i=1…）某物種出現(xiàn)的有效照片數(shù)，N代表有效照片總數(shù)。

（2）Shannon-Wiener多樣性指數(shù)。

H=-∑（Pi）（InPi）

其中，Pi=Ni/N。

（3）Pielou均度指數(shù)。

J=H/Hmax

其中，Hmax=InS，S為群落中的物種數(shù)。

3 調(diào)查結(jié)果與分析

3.1 紅外相機(jī)布設(shè)和記錄情況

紅外相機(jī)主要布設(shè)在輝川林區(qū)，其中湖上溝11臺(tái)，南臺(tái)道8臺(tái)，共計(jì)19臺(tái)；山澗口林區(qū)布設(shè)在山澗口溝，共計(jì)14臺(tái)；楊家坪林區(qū)布設(shè)在西靈山，共計(jì)12臺(tái)；金河口林區(qū)布設(shè)在金河口，共計(jì)2臺(tái)，工作情況見(jiàn)表1。

表1 紅外相機(jī)工作情況統(tǒng)計(jì)

2018年12月底至2019年11月，共使用47臺(tái)相機(jī)紅外相機(jī)對(duì)小五臺(tái)山樣區(qū)的哺乳動(dòng)物（含地面活動(dòng)鳥(niǎo)類(lèi)）進(jìn)行調(diào)查，此次調(diào)查累積13266個(gè)捕獲日，共獲得有動(dòng)物和人類(lèi)活動(dòng)的獨(dú)立照片7239張，其中獸類(lèi)照片6153張（85.00%）；鳥(niǎo)類(lèi)照片396張（5.47%）；人類(lèi)活動(dòng)和家畜照片690張（9.53%）。

3.2 有效照片鑒定結(jié)果與分析

本次紅外相機(jī)記錄獸類(lèi)5目9科16屬16種，鳥(niǎo)類(lèi)1目1科6屬6種（表2），國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物為褐馬雞，Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物是斑羚和勺雞，易危種類(lèi)3種，分別是：豹貓、斑羚和褐馬雞，河北省重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物11種[10]。

從動(dòng)物分布來(lái)看，本次研究中大多數(shù)的動(dòng)物在保護(hù)區(qū)各個(gè)林區(qū)均有分布，國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物褐馬雞在各個(gè)林區(qū)均有分布，Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚僅分布于輝川林區(qū)，河北省重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物貉僅分布于楊家坪林區(qū)。

按照最新的動(dòng)物區(qū)系劃分，小五臺(tái)山保護(hù)區(qū)在古北界和中日界分界線(xiàn)的附近。本次研究中所拍攝的鳥(niǎo)類(lèi)，僅有日本鵪鶉為廣布種類(lèi)，其他為古北區(qū)種類(lèi)，獸類(lèi)僅有達(dá)烏爾黃鼠為古北區(qū)種類(lèi)，其他為廣布種類(lèi)。

本次記錄獸類(lèi)中以西伯利亞狍的活動(dòng)最頻繁，相對(duì)豐富度最大，鳥(niǎo)類(lèi)中以環(huán)頸雉的活動(dòng)最頻繁，相對(duì)豐富度最大。以上兩種動(dòng)物在山澗口林區(qū)的相對(duì)豐富度達(dá)到最大，其中西伯利亞狍的相對(duì)豐富度為7.75，環(huán)頸雉的相對(duì)豐富度為8.45（圖1）。

圖1 小五臺(tái)不同區(qū)域物種以及豐富度指數(shù)分布

由圖1可知:人類(lèi)的活動(dòng)是無(wú)法忽視的，人類(lèi)活動(dòng)最為頻繁的是輝川林區(qū)，其他林區(qū)相對(duì)較小。

3.3 不同林區(qū)生物多樣性分析

物種數(shù)以輝川林區(qū)所拍攝物種種類(lèi)最多，為19種，金河口林區(qū)所拍攝物種種類(lèi)最少，為10種，山澗口林區(qū)和楊家坪林區(qū)所拍攝物種種類(lèi)相同，為13種。從Shannon-Wiener多樣性指數(shù)看，輝川林區(qū)的多樣性指數(shù)最高，為0.791；金河口林區(qū)的多樣性指數(shù)最小，為0.078。山澗口林區(qū)的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)與輝川林區(qū)相近，為0.715。楊家坪林區(qū)的多樣性指數(shù)是輝川林區(qū)和山澗口林區(qū)的一半，為0.375（表 3）。

表3 區(qū)域物種以及多樣性分析

由表3可知：山澗口林區(qū)的Pielou均度指數(shù)最高，為0.279；輝川林區(qū)的Pielou均度指數(shù)為0.269，略小于山澗口林區(qū)；楊家坪林區(qū)的Pielou均度指數(shù)為0.146，是上述兩個(gè)林區(qū)的一半，金河口林區(qū)的Pielou均度指數(shù)最低，僅為0.034。

3.4 鄰近保護(hù)區(qū)之間的監(jiān)測(cè)結(jié)果比較

北京松山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)記錄野生動(dòng)物，獸類(lèi)14種36種鳥(niǎo)類(lèi)，北京國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)記錄14種獸類(lèi)，39種鳥(niǎo)類(lèi)。3個(gè)保護(hù)區(qū)的獸類(lèi)種類(lèi)幾乎相同，主要區(qū)別是上述兩保護(hù)區(qū)比小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)多記錄1科1種，即靈貓科花面貍。上述兩個(gè)保護(hù)區(qū)所記錄的鳥(niǎo)類(lèi)遠(yuǎn)多于小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)，證明兩個(gè)保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)在林下活動(dòng)比小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)頻繁[11-12]。

從珍稀野生動(dòng)物的分布上看，國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)動(dòng)物為褐馬雞在百花山自然保護(hù)區(qū)和小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)分布，國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚在北京松山自然保護(hù)區(qū)和小五臺(tái)自然保護(hù)區(qū)分布，小五臺(tái)山自然保護(hù)區(qū)略占優(yōu)勢(shì)[11-12]。

4 結(jié)論與討論

輝川林區(qū)特殊的地理位置和豐富的植被類(lèi)型決定了該區(qū)域動(dòng)物種類(lèi)最多，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)最高，該區(qū)域是本研究中唯一監(jiān)測(cè)到有斑羚活動(dòng)的區(qū)域。該區(qū)域也曾是唯一用紅外相機(jī)記錄過(guò)有豹活動(dòng)的林區(qū)。輝川林區(qū)得天獨(dú)厚的自然資源與良好的自然環(huán)境，也吸引了較多的驢友經(jīng)此登山，在保護(hù)區(qū)外圍的張家窯和觀(guān)上均有大規(guī)模的旅游開(kāi)發(fā)，對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)的動(dòng)物棲息影響很大。該區(qū)域的核心區(qū)緩沖區(qū)裸露在外，缺乏實(shí)驗(yàn)區(qū)。保護(hù)區(qū)應(yīng)加強(qiáng)與地方政府協(xié)商，在保護(hù)區(qū)外圍設(shè)立緩沖地帶，以緩解該區(qū)域的人為干擾[13-17]。

山澗口林區(qū)開(kāi)闊的地勢(shì)決定了該地區(qū)動(dòng)物種類(lèi)和數(shù)量均多，Pielou均度指數(shù)最高，狍子和環(huán)頸雉的相對(duì)豐富度指數(shù)也是其他林區(qū)中最高的，為豹的生存提供了很好的條件，這與保護(hù)區(qū)2015年開(kāi)展的調(diào)查結(jié)果一致。因此，山澗口溝是豹監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域[13-17]。

楊家坪林區(qū)森林分布相對(duì)分散，受村莊和道路的影響較大，西靈山周邊特別是王道士洼受人為活動(dòng)影響較小的區(qū)域發(fā)現(xiàn)有褐馬雞的分布。

金河口林區(qū)動(dòng)物分布最少，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均度指數(shù)都是最小的，但是仍有褐馬雞活動(dòng)，應(yīng)該加強(qiáng)管護(hù)。