江西官山自然保護(hù)區(qū)鳥獸多樣性的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)

蘇英鈺 毛坤財(cái) 程彬彬 劉 潔 黎敏靈 左文波 張微微*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)野生動(dòng)植物資源保護(hù)研究中心，南昌，330045；2.江西省林業(yè)局，南昌，330038；3.江西官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，宜春，336330)

紅外相機(jī)技術(shù)是紅外觸發(fā)相機(jī)陷阱技術(shù)(infrared-triggered camera-trapping)的簡(jiǎn)稱，也被稱作紅外觸發(fā)拍攝技術(shù)(infrared triggered photography)[1-2]，可用來(lái)監(jiān)測(cè)野生動(dòng)物種類、數(shù)量和行為等。該技術(shù)與傳統(tǒng)調(diào)查方法相比，具有人工成本相對(duì)較低、無(wú)創(chuàng)、對(duì)環(huán)境干擾最小、可探測(cè)到活動(dòng)隱蔽的物種以及記錄客觀準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)[3-5]，被廣泛應(yīng)用于種群評(píng)估、行為生態(tài)學(xué)及鳥類(Aves)和獸類(Mammalia)資源調(diào)查等研究[6-10]。

官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)是以白頸長(zhǎng)尾雉(Syrmaticusellioti)為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的保護(hù)區(qū)，主要研究集中在白頸長(zhǎng)尾雉的種群密度及變化、生境選擇及適應(yīng)性評(píng)價(jià)、活動(dòng)規(guī)律、冬季擴(kuò)散行為及影響因子等方面[11-17]。其種群數(shù)量調(diào)查僅見(jiàn)于2003年以前，利用不定寬樣帶調(diào)查法進(jìn)行的調(diào)查[11]。樣帶法具有一定的局限性，調(diào)查周期較短，紅外相機(jī)則可長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)立于野外工作、也更適于探測(cè)警惕而活動(dòng)隱蔽的白頸長(zhǎng)尾雉。

官山保護(hù)區(qū)2007年晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，其研究報(bào)道僅限于土壤[18]、林分蓄積量[19]，以及藥用植物資源[20]等內(nèi)容，缺乏動(dòng)物資源狀況的相關(guān)報(bào)道。因此，難以及時(shí)掌握白頸長(zhǎng)尾雉等重點(diǎn)保護(hù)野生物種的種群動(dòng)態(tài)。基于此，本研究首次利用紅外相機(jī)技術(shù)對(duì)官山保護(hù)區(qū)內(nèi)包括白頸長(zhǎng)尾雉在內(nèi)的鳥類和獸類進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以了解該保護(hù)區(qū)鳥類與獸類的資源現(xiàn)狀，為保護(hù)區(qū)野生動(dòng)物保護(hù)管理措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

官山自然保護(hù)區(qū)位于江西省銅鼓縣、宜豐縣九嶺山脈中部。地勢(shì)由北向南逐漸變低，是我國(guó)中亞熱帶北部與溫帶的過(guò)渡地帶。它位于28°30′—28°40′N，114°29′—114°45′E，總面積11 500.5 hm2，其中核心區(qū)3 621.1 hm2，緩沖區(qū)1 466.4 hm2，實(shí)驗(yàn)區(qū)6 413.0 hm2。海拔自200 m至最高峰麻姑尖1 480 m，30余座海拔1 000 m以上的山峰構(gòu)成中心地貌。生態(tài)環(huán)境復(fù)雜，是我國(guó)中亞熱帶北部森林生態(tài)系統(tǒng)保存完好的典型地段，被稱為“生態(tài)孤島”[21]。

2 研究方法

2.1 紅外相機(jī)布設(shè)

官山自然保護(hù)區(qū)是以白頸長(zhǎng)尾雉為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的保護(hù)區(qū)。根據(jù)以往的研究，白頸長(zhǎng)尾雉生境選擇的主要影響因子為海拔、植被、坡度、水源[12-13]。該雉活動(dòng)范圍主要集中于海拔900 m以下的闊葉林，坡度0—30°，喜陽(yáng)坡，越冬期棲息地距水源較近。整體上，官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的海拔從邊界到中心逐漸遞增。本研究的監(jiān)測(cè)對(duì)象為鳥獸，綜合考慮到監(jiān)測(cè)對(duì)象的整體性、食性、人為干擾對(duì)其活動(dòng)的影響等因素，選取保護(hù)區(qū)內(nèi)人為干擾活動(dòng)較少的核心區(qū)、緩沖區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)布設(shè)紅外相機(jī)，并將紅外相機(jī)布設(shè)于不同的生境類型。水源是影響野生動(dòng)物分布及活動(dòng)的重要因素。因此，結(jié)合生境類型、海拔梯度、坡向、植被類型、距離水域的遠(yuǎn)近、動(dòng)物活動(dòng)痕跡和人為活動(dòng)影響等因素，以及保護(hù)區(qū)以往調(diào)查了解的鳥獸分布信息，在官山自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)、緩沖區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)的獸徑內(nèi)共設(shè)置28個(gè)紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(圖1)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)1臺(tái)紅外相機(jī)(獵科Ltl-5210型號(hào))，主要固定在樹干上，固定高度距地面45—100 cm，距獸徑3—5 m，同時(shí)避免紅外相機(jī)前有易于搖晃的植物。參數(shù)設(shè)置，工作時(shí)間24 h/d，每次觸發(fā)間隔時(shí)間1 s，敏感度中等，自動(dòng)連續(xù)編碼，自動(dòng)生成時(shí)間，每次觸發(fā)拍攝照片3張、錄制輔助識(shí)別鑒定動(dòng)物種類的視頻10—15 s。

2.2 數(shù)據(jù)處理

記錄拍攝到的動(dòng)物的照片編號(hào)、拍攝時(shí)間、動(dòng)物種類和數(shù)量等信息。物種鑒定主要參照《中國(guó)獸類野外手冊(cè)》[22]，《中國(guó)鳥類野外手冊(cè)》[23]與《中國(guó)鳥類分類與分布名錄》[24]，國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)等級(jí)參考《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物名錄》[25]，國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危等級(jí)參考IUCN紅色名錄(https：//www.iucnredlist.org/)。單臺(tái)紅外相機(jī)在野外連續(xù)工作24 h記為1個(gè)有效相機(jī)工作日，對(duì)于同一相機(jī)在同一地點(diǎn)拍攝到同一物種的照片，將時(shí)間間隔小于30 min的連續(xù)照片算作一張獨(dú)立有效照片[26]，并以此計(jì)算物種的相對(duì)豐富度指數(shù)(relative abundance index，RAI，量符號(hào)為IRA)[27-28]，作為評(píng)估物種種群相對(duì)數(shù)量的指標(biāo)。計(jì)算公式如下：

IRA=Ai/N×100

(1)

式中：IRA代表物種相對(duì)豐富度指數(shù)；Ai代表第i類動(dòng)物出現(xiàn)的獨(dú)立有效照片數(shù)；N代表總有效相機(jī)工作日。

3 結(jié)果與分析

監(jiān)測(cè)累計(jì)5 643個(gè)有效相機(jī)日，獨(dú)立有效照片2 820張，共記錄到鳥類和獸類物種數(shù)38種(表1)。

表1 江西官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)拍攝的獸類和鳥類名錄Tab.1 List of mammals and birds captured by infrared camera in Guanshan Nature Reserve，Jiangxi Province

續(xù)表1

續(xù)表1

3.1 鳥類豐富度情況

經(jīng)鑒定，鳥類27種，隸屬于5目11科；雀形目(Passeriformes)種數(shù)最多，共7科18種，占總種數(shù)的66.67%。在所有記錄到的鳥類物種中，在IUCN物種紅色名錄中被評(píng)估為“近危(NT)”級(jí)別的有1種，為白頸長(zhǎng)尾雉，占總數(shù)的3.70%；而其他26種均被評(píng)估為“無(wú)危(LC)”；國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物有1種，即白頸長(zhǎng)尾雉，國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物有4種，分別為白鷴(Lophuranycthemera)、勺雞(Pucrasiamacrolopha)、領(lǐng)角鸮(Otuslettia)和斑頭鵂鹠(Glaucidiumcuculoides)；被列為國(guó)家一二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物的鳥類，占總數(shù)的18.52%。寶興歌鶇(Turdusmupinensis)是2015年江西新記錄[29]。鳥類相對(duì)豐富度指數(shù)最高的是白鷴(23.32)，在所有相機(jī)位點(diǎn)中均有發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)立有效照片數(shù)占鳥類總獨(dú)立有效照片數(shù)的80.3%。其次為紫嘯鶇(Myophonuscaeruleus，2.60)，其余22種鳥類的相對(duì)豐富度指數(shù)不到1，且拍攝到的相機(jī)位點(diǎn)均少于白鷴(圖2)。

3.2 獸類豐富度情況

獸類共12種，隸屬于4目7科；食肉目(Carnivora)種數(shù)最多，共3科6種，占總種數(shù)的50.00%；在獸類物種記錄中，在IUCN物種紅色名錄中被評(píng)估為“瀕危(EN)”級(jí)別的有1種，為狗獾(Melesleucurus)；被評(píng)估為“易危(VU)”級(jí)別的有1種，為赤腹松鼠(Callosciuruserythraeus)；評(píng)估為“近危(NT)”級(jí)別的有2種，為豬獾(Arctonyxcollaris)和花面貍(Pagumalarvata)；國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物有2種，分別為獼猴(Macacamulatta)和小靈貓(Viverriculaindica)?？傮w來(lái)說(shuō)，在所發(fā)現(xiàn)的12種獸類中，“瀕危”“易危”“近?！奔?jí)別的物種共4種，占總數(shù)的33.33%；而被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生動(dòng)物的物種為2種，占總數(shù)的16.67%。獸類相對(duì)豐富度指數(shù)最高的是赤麂(Muntiacusmuntjak，9.11)，在18個(gè)相機(jī)位點(diǎn)中有發(fā)現(xiàn)，獲得的獨(dú)立有效照片數(shù)占獸類總獨(dú)立有效照片數(shù)的43.5%；其次為小麂(Muntiacusreevesi，3.35)、野豬(Susscrofa，3.28)、獼猴(2.91)，其余8種獸類相對(duì)豐富度不到1(圖3)。

3.3 物種積累曲線

據(jù)物種積累曲線(圖4)顯示，在相同監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)鳥類、獸類及總物種數(shù)均隨相機(jī)數(shù)的增加而增加，但鳥類物種數(shù)曲線變化較獸類更陡。從取樣飽和度看，獸類在達(dá)到12—13臺(tái)紅外相機(jī)時(shí)即趨于平緩，而鳥類達(dá)到全部紅外相機(jī)數(shù)后仍有明顯增加趨勢(shì)。

3.4 白頸長(zhǎng)尾雉種群現(xiàn)狀

28個(gè)相機(jī)位點(diǎn)中，有6個(gè)拍攝到白頸長(zhǎng)尾雉的活動(dòng)，拍攝率為21.43%。共獲得獨(dú)立有效照片9張，合計(jì)20只次(表1)，相對(duì)豐富度指數(shù)為0.16，遠(yuǎn)低于白鷴(23.32)(圖2)。此外，白頸長(zhǎng)尾雉存在集群行為，集群數(shù)最大為6只。根據(jù)拍攝到白頸長(zhǎng)尾雉的相機(jī)布設(shè)位置，發(fā)現(xiàn)其活動(dòng)主要分布于海拔為500—800 m的區(qū)域(圖5)。

4 討論

自然保護(hù)區(qū)是物種多樣性的基因庫(kù)，是野生動(dòng)物的寶貴棲息地[30]，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物資源對(duì)于保護(hù)區(qū)的管理和研究具有重要意義。官山自然保護(hù)區(qū)森林覆蓋率高達(dá)93.8%[21]，部分動(dòng)物活動(dòng)隱蔽、種群稀少等因素都增加了傳統(tǒng)調(diào)查法的難度，但因?yàn)榧t外相機(jī)可長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè)，同時(shí)減少調(diào)查中人對(duì)動(dòng)物的干擾，確保調(diào)查的準(zhǔn)確性，在一定程度上能夠克服這些困難。

本次調(diào)查記錄到27種鳥類和12種獸類，分別占該保護(hù)區(qū)歷史記錄的34.60%和63.16%，其中寶興歌鶇為2015年江西新記錄[29，31-32]。在發(fā)現(xiàn)的12種獸類中，“瀕?！薄耙孜！薄敖！蔽锓N占總數(shù)的33.33%；國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物占總數(shù)的16.67%。在記錄的27種鳥類中，在IUCN物種紅色名錄中被評(píng)估為“近危(NT)”級(jí)別的鳥類，占總數(shù)的3.70%；被列為國(guó)家一二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物的鳥類占總數(shù)的18.52%。這表明官山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)獸類的總體瀕危程度較高。

4.1 紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)對(duì)野生動(dòng)物的適宜性

近20年來(lái)，紅外相機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，并在國(guó)內(nèi)鳥獸多樣性的研究中得到廣泛應(yīng)用，但眾多研究也表明，紅外相機(jī)技術(shù)依然存在局限性[8，33-35]，如紅外相機(jī)的布設(shè)是固定在距離地面45—100 cm的樹干上，拍攝范圍固定且有限，若野生動(dòng)物與紅外相機(jī)距離太遠(yuǎn)，紅外感應(yīng)器就無(wú)法被觸發(fā)。因此，研究者更傾向于利用紅外相機(jī)技術(shù)對(duì)大中型獸類和地面活動(dòng)鳥類進(jìn)行監(jiān)測(cè)[36-37]，因?yàn)閷?duì)于非地棲的獸類和鳥類，更多的是偶然性記錄[38-39]，難以掌握到實(shí)際物種豐富度現(xiàn)狀。本研究的物種積累曲線顯示，獸類在達(dá)到12—13臺(tái)紅外相機(jī)時(shí)即趨于平緩，說(shuō)明調(diào)查強(qiáng)度較充分；而鳥類達(dá)到全部紅外相機(jī)數(shù)后仍有明顯增加趨勢(shì)，則表明目前的監(jiān)測(cè)強(qiáng)度對(duì)鳥類物種豐富度而言尚不足，進(jìn)一步佐證了紅外相機(jī)技術(shù)更適用于大中型獸類和地面活動(dòng)鳥類監(jiān)測(cè)的觀點(diǎn)[38]。

4.2 保護(hù)區(qū)內(nèi)優(yōu)勢(shì)種為白鷴和赤麂

根據(jù)物種的有效獨(dú)立照片數(shù)量和總相機(jī)工作日(即物種豐富度指數(shù))可大致反映物種的相對(duì)數(shù)量[40-41]。通過(guò)計(jì)算物種豐富度指數(shù)，發(fā)現(xiàn)赤麂和白鷴在官山保護(hù)區(qū)內(nèi)的相對(duì)數(shù)量最多，為優(yōu)勢(shì)種；其他拍攝到的物種，相機(jī)位點(diǎn)均少于赤麂和白鷴，說(shuō)明赤麂和白鷴在保護(hù)區(qū)內(nèi)的數(shù)量和分布范圍均較大。白鷴和赤麂本身屬寬生態(tài)幅物種，加之繁殖力較高，且對(duì)人為干擾的耐受性較好，在采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施后種群數(shù)量容易恢復(fù)。

保護(hù)區(qū)科考記錄中紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)適宜性好的物種有21種，而實(shí)際監(jiān)測(cè)到的物種數(shù)僅11種，金貓(Catopumatemminckii)、云豹(Neofelisnebulosa)、豹貓(Prionailurusbengalensis)、豹(Pantherapardus)、大靈貓(Viverrazibetha)、豺(Cuonalpinus)、赤狐(Vulpesvulpes)和毛冠鹿(Elaphoduscephalophus)等都沒(méi)有記錄到：一方面是這些物種在保護(hù)區(qū)目前可能已沒(méi)有分布，例如云豹、豹等大型食肉動(dòng)物；另一方面與這些物種數(shù)量過(guò)少以及監(jiān)測(cè)強(qiáng)度不足有關(guān)，例如毛冠鹿，是分布較廣且較為多見(jiàn)的獸類，保護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)該有分布。為更好掌握保護(hù)區(qū)獸類資源的現(xiàn)狀，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，并建立資源數(shù)據(jù)庫(kù)，以評(píng)估保護(hù)區(qū)內(nèi)野生動(dòng)物資源的變動(dòng)情況，及時(shí)采取適當(dāng)保護(hù)管理措施。

此外，豺、赤狐等犬科(Canidae)動(dòng)物在我國(guó)大部分區(qū)域可能均已消失，大靈貓和豹貓等小型食肉動(dòng)物數(shù)量也極為稀少，應(yīng)引起足夠的保護(hù)關(guān)注。

4.3 保護(hù)區(qū)內(nèi)白頸長(zhǎng)尾雉種群密度較低，需加強(qiáng)保護(hù)

白頸長(zhǎng)尾雉主要棲息在長(zhǎng)江以南海拔200—1 900 m的山地丘陵，常以3—8只小群活動(dòng)[42-43]，官山自然保護(hù)區(qū)是其最主要集中分布地之一[16]。本研究為官山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)首次使用紅外相機(jī)調(diào)查白頸長(zhǎng)尾雉的種群密度，與以往陳利生等[11]使用不定寬樣帶法的調(diào)查結(jié)果有出入。據(jù)陳利生等[11]的調(diào)查研究，該雉的種群數(shù)量呈逐年增加的趨勢(shì)，但本監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)該雉的種群密度較以往研究低。可能由于樣帶法的寬度缺乏科學(xué)性，且調(diào)查中所遇見(jiàn)與聽(tīng)見(jiàn)鳴叫的白頸長(zhǎng)尾雉均記錄在內(nèi)，可能有重復(fù)性；也可能是由于該雉的棲息地片段化嚴(yán)重，不利于其活動(dòng)[13-14]。本次監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，白頸長(zhǎng)尾雉活動(dòng)范圍主要為海拔500—800 m的區(qū)域，與任鵬等[44]在古田山的紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果(600—800 m)基本吻合，在此范圍與棲息地偏好性相似的白鷴出現(xiàn)高程度重疊，與劉鵬等[45]利用樣方法調(diào)查得到的結(jié)論相似。

在28臺(tái)紅外相機(jī)中有6臺(tái)拍攝到白頸長(zhǎng)尾雉，獲得獨(dú)立有效照片9張，合計(jì)20只次，相對(duì)豐富度指數(shù)為0.16，白頸長(zhǎng)尾雉豐富度遠(yuǎn)低于白鷴，甚至未達(dá)到白鷴的百分之一，與之前用紅外相機(jī)法在皖南山區(qū)的調(diào)查結(jié)果[46]類似，2種雉類活動(dòng)范圍高度重疊，可能存在競(jìng)爭(zhēng)排斥現(xiàn)象；此外，白頸長(zhǎng)尾雉一般在林下植被比較簡(jiǎn)單空曠的闊葉林中活動(dòng)，林下植被較復(fù)雜，特別是草本蓋度較高，會(huì)影響白頸長(zhǎng)尾雉在林下地面的活動(dòng)[47]。保護(hù)區(qū)禁砍禁伐、禁止絕大多數(shù)的人為活動(dòng)，生境演替會(huì)導(dǎo)致部分狹域分布的野生動(dòng)物錯(cuò)失適宜的棲息地，對(duì)野生動(dòng)物的保護(hù)反而不利。官山保護(hù)區(qū)經(jīng)過(guò)多年的保護(hù)管理，其林下植被較為茂密，可能部分區(qū)域已不適宜白頸長(zhǎng)尾雉棲息，需要對(duì)其進(jìn)行生境改良，以提高生境適宜度。