基于衛(wèi)星追蹤技術(shù)對(duì)黃河三角洲人工救助丹頂鶴活動(dòng)范圍和生境利用研究

張樹巖，蓋凌云，車純廣，孫 嬌，于秋陽，李東來*

（1.黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)黃河口管理站，山東 東營 257091；2.遼寧大學(xué)生命科學(xué)院，遼寧 沈陽 110036）

丹頂鶴屬鶴形目、鶴科、鶴屬，是國家一級(jí)保護(hù)鳥類，被世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅皮書列為瀕危物種。近些年的研究表明，中國丹頂鶴越冬種群數(shù)量急劇下降，以每年50—150 只的速度從原來的1100 余只下降至目前不足500 只[1,2]。黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)是丹頂鶴遷徙期的重要中途停歇地和越冬地。根據(jù)在黃河三角洲的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，丹頂鶴春季遷徙期的種群數(shù)量由2009年的325 只[3]下降到目前的100 只左右，且還有持續(xù)下降的趨勢(shì)。在這種特殊情況下，研究丹頂鶴對(duì)停歇地的棲息地利用和生境選擇就尤為重要。

生境利用，包括覓食和休息地(夜宿)生境利用，在鳥類的生活史，特別是遷徙期的能量補(bǔ)給中發(fā)揮著重要的作用。鳥類如何進(jìn)行生境選擇及空間利用，尤其是珍稀瀕危鳥類的生境選擇及空間利用研究已成為保護(hù)生物學(xué)的重要研究方向[4,5]。前期研究發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲地區(qū)濱海河口翅堿蓬灘涂和潮間帶泥灘是丹頂鶴的主要棲息地，60 %～70 %的丹頂鶴個(gè)體出現(xiàn)在這些生境，主要取食灘涂上的螃蟹，僅有30 %～40 %的丹頂鶴個(gè)體利用內(nèi)陸地蘆葦沼澤濕地[6,7]。然而，近些年，該保護(hù)區(qū)內(nèi)翅堿蓬灘涂濕地面臨嚴(yán)重的退化和互花米草入侵的威脅，導(dǎo)致丹頂鶴可利用的灘涂生境減少，而濕地恢復(fù)工程促進(jìn)了大量蘆葦沼澤濕地的出現(xiàn)。在這種明顯生境變化情況下，丹頂鶴的生境利用是否發(fā)生變化值得關(guān)注。

本研究通過衛(wèi)星跟蹤定位技術(shù)對(duì)一只救護(hù)的丹頂鶴進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以期望了解丹頂鶴在黃河三角洲遷徙停歇期的生境利用、活動(dòng)范圍及夜宿地選擇，同時(shí)，通過跟蹤位點(diǎn)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)了解丹頂鶴的人工救護(hù)效果。

1 研究地概況

黃河三角洲國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(37°35′—38°12′ N，118°33′—119°20′ E)位于山東省東營市境內(nèi)，是典型的濱海河口濕地，擁有面積廣大的灘涂濕地、蘆葦沼澤、水塘等多種濕地類型，是水鳥遷徙過程中的重要中途停歇地和覓食地。黃河三角洲屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)年平均日照時(shí)數(shù)2590～2830 h，年平均氣溫11.7～12.8 ℃，年無霜期206 d，年平均降水量530～630 mm，但降水分布不均勻，70 %集中在夏季[8]。黃河每年攜帶大量泥沙入海，在海陸交匯處，由于長期受河水和海水的雙重影響，使黃河三角洲地區(qū)形成了獨(dú)特的濕地生態(tài)系統(tǒng)，為魚、蝦、蟹等水生生物的生存繁殖提供了天然的場(chǎng)所，給水鳥提供了豐富的食物資源和棲息環(huán)境，使黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)成為東北亞內(nèi)陸和環(huán)西太平洋鳥類遷徙的重要中轉(zhuǎn)站、越冬棲息地和繁殖地[9]。

2 研究方法

本研究跟蹤丹頂鶴為黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)黃河口管理站在2017年2月末人工救助的一只受傷丹頂鶴。保護(hù)區(qū)工作人員在保護(hù)區(qū)外圍進(jìn)行日常巡邏時(shí)，發(fā)現(xiàn)一只丹頂鶴由于中毒，趴在稻田地中，經(jīng)過緊急注射解藥和灌水施救等搶救后送于保護(hù)站專人喂養(yǎng)，經(jīng)過一個(gè)月的治療，逐漸康復(fù)。該?dān)Q于2021年3月29日放飛，并為其佩戴中國湖南環(huán)球信士科技有限公司生產(chǎn)的HQBP5038 型號(hào)的背式衛(wèi)星追蹤器，其規(guī)格為65 mm×35 mm×50 mm，重量為38g，定時(shí)數(shù)據(jù)周期為1 h。衛(wèi)星追蹤器采用GPS 定位，并由太陽能供電續(xù)航，數(shù)據(jù)獲取是在網(wǎng)絡(luò)客戶端下載跟蹤數(shù)據(jù)。定位數(shù)據(jù)分為有效位點(diǎn)和無效位點(diǎn)，有效位點(diǎn)分為A、B、C、D，4 個(gè)不同的精度等級(jí)，精度分別為5 m、10 m、20 m 和100 m。追蹤器共獲取739 個(gè)位點(diǎn)數(shù)據(jù)，剔除其中無法確定經(jīng)緯度的116 個(gè)無效位點(diǎn)，獲得623 個(gè)有效位點(diǎn)，精度A、B、C 和D 的數(shù)據(jù)位點(diǎn)分別為327 個(gè)、229 個(gè)、60 個(gè)和7 個(gè)。將有效位點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS10.2 軟件中，通過ArcGIS10.2 軟件來測(cè)量丹頂鶴每日活動(dòng)的最大范圍，并對(duì)每個(gè)位點(diǎn)的生境類型進(jìn)行分析。本次研究將丹頂鶴每日活動(dòng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的最大多邊形面積作為日活動(dòng)范圍，面積測(cè)量及生境類型劃分則在實(shí)地觀測(cè)的基礎(chǔ)之上，根據(jù)Landsat8 系列衛(wèi)片進(jìn)行活動(dòng)面積計(jì)算，通過ArcGIS10.2 軟件生成。丹頂鶴的生境選擇根據(jù)每日丹頂鶴有效位點(diǎn)所處的各種生境類型所占的比例進(jìn)行表示，夜宿地利用選取的是每日18：00 到次日6：00 時(shí)范圍內(nèi)的有效位點(diǎn)在各生境類型中所占比例。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析在SPSS 21.0 上進(jìn)行。

3 研究結(jié)果

3.1 丹頂鶴的日活動(dòng)范圍

本次研究共得到31 天丹頂鶴活動(dòng)時(shí)間，623 個(gè)有效活動(dòng)位點(diǎn)，主要覓食棲息地點(diǎn)6 處（圖1A）。丹頂鶴的日活動(dòng)范圍具有一定的變化，95 %的置信水平上置信區(qū)間為14.62～50.55 hm2。在0～10 hm2范圍內(nèi)的有13天，其中4月7日的日活動(dòng)范圍最小，僅為0.32 hm2（圖1D）；10～20 hm2范圍內(nèi)的有6 天；20～30 hm2范圍內(nèi)的有4 天；＞50 hm2范圍內(nèi)的有8 天，其中4月22日的日活動(dòng)范圍最大，為218.30 hm2（圖1C）。從放飛后丹頂鶴日活動(dòng)范圍大小變化來看，放飛初期日活動(dòng)范圍較小，而后在4月1日有一個(gè)較大的波動(dòng)，然后活動(dòng)范圍變小并趨于平穩(wěn)，之后在4月22日活動(dòng)范圍又有一個(gè)較大波動(dòng)后降低并保持穩(wěn)定（圖2）。

圖1 丹頂鶴在黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的Figure 1 Red-Crowned Cranes in Yellow River Delta Nature Reserve

圖2 丹頂鶴日活動(dòng)范圍的動(dòng)態(tài)變化（ha）Figure 2 Dynamic change of daily home range of the redcrowned cranes (ha)

3.2 生境選擇

在本次記錄的丹頂鶴活動(dòng)范圍中，其主要生境類型為蘆葦沼澤、近海灘涂、水產(chǎn)養(yǎng)殖塘和農(nóng)田。其中蘆葦沼澤是丹頂鶴最偏好的生境，在記錄的31 天中均有利用，總利用率為88.76 %；其次是近海灘涂，記錄到8 天，利用率為6.59 %，主要出現(xiàn)在放飛后的第19—26 天；然后是水產(chǎn)養(yǎng)殖塘，共記錄到5 天，利用率為2.73%，主要出現(xiàn)在放飛后的第4—6天和10—11 天。農(nóng)田生境共記錄到2 天，利用率僅為1.92 %（圖3）。

圖3 丹頂鶴每日活動(dòng)中所在各種生境類型比例Figure 3 Change in the proportion of the habitats that the GPS location of the Red-Crowned Cranes in the daily activities

本次研究共記錄到30 天的有效夜宿時(shí)間，共獲得丹頂鶴有效夜宿位點(diǎn)269 個(gè)，主要夜宿地點(diǎn)4 處 （圖1B），出現(xiàn)在蘆葦沼澤、近海灘涂和農(nóng)田3 種生境類型中。其中蘆葦沼澤生境記錄到28 天253 個(gè)有效夜宿位點(diǎn)（94.05%），近海灘涂生境記錄到3 天11 個(gè)有效夜宿位點(diǎn)（4.09%），農(nóng)田生境記錄到1 天5 個(gè)有效夜宿位點(diǎn)（1.86%）。

4 討論

近年來，衛(wèi)星追蹤技術(shù)在野生動(dòng)物保護(hù)研究工作中逐漸被廣泛應(yīng)用。在國內(nèi)已有專家學(xué)者將衛(wèi)星追蹤器應(yīng)用于大熊貓[10]、麋鹿[11]、雙峰駝[12]、白鶴[13]以及其它珍稀瀕危野生動(dòng)物。衛(wèi)星定位技術(shù)具有覆蓋范圍廣、精度高的優(yōu)勢(shì)，不受時(shí)間、地點(diǎn)、氣候、地理環(huán)境等限制的優(yōu)點(diǎn)，無論被跟蹤的動(dòng)物生活環(huán)境多么險(xiǎn)峻，行為多么隱蔽，衛(wèi)星定位裝置基本不受影響[14]。通過衛(wèi)星追蹤技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)較為精確，而且不會(huì)影響動(dòng)物的正?；顒?dòng)，對(duì)野生動(dòng)物的日常狀況可以進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，既能降低實(shí)地考察的難度，又不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生人為干擾。

從本次研究來看，放飛的丹頂鶴身體恢復(fù)良好，可以很快適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，能夠根據(jù)自身需要去選擇適合自己的棲息地。丹頂鶴的活動(dòng)范圍較為穩(wěn)定，一般在14.62～50.55 hm2的范圍內(nèi)，丹頂鶴選擇停留棲息的時(shí)間一般在4～5 天，之后便會(huì)尋找新的覓食環(huán)境，這說明丹頂鶴對(duì)覓食棲息環(huán)境要求較高，當(dāng)周圍環(huán)境不適合時(shí)便會(huì)尋找新的覓食棲息地。但是，在放飛后的第17—23 天，丹頂鶴的活動(dòng)范圍明顯增大，這也可能是由于臨近遷徙末期，在獲得足夠的能量補(bǔ)給后，丹頂鶴有了遷徙沖動(dòng)。但是，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這段時(shí)間多數(shù)丹頂鶴已經(jīng)遷走，被跟蹤的丹頂鶴最終沒有找到鶴群開始遷徙，因?yàn)橛醒芯勘砻鞯ろ旡Q主要以集群形式進(jìn)行遷徙。

活動(dòng)范圍變大的幾個(gè)時(shí)期主要是因?yàn)榈ろ旡Q在保護(hù)區(qū)黃河口管理站、大汶流管理站和一千二管理站3個(gè)地點(diǎn)之間的徘徊。這可能是因?yàn)榈ろ旡Q在經(jīng)過幾天的覓食休息之后，尋找新的更適宜的覓食棲息環(huán)境。另一方面，從31 天的活動(dòng)范圍變化可以發(fā)現(xiàn)，丹頂鶴對(duì)其周圍的棲息環(huán)境要求較高，活動(dòng)相對(duì)頻繁，當(dāng)本身所處環(huán)境不適宜時(shí)便會(huì)尋找新的有利環(huán)境，以供自己覓食棲息。

黃河三角洲由于其特殊的地理位置及自然條件，擁有沼澤濕地、近海灘涂、農(nóng)田、養(yǎng)殖塘、河流、林地等多種生境類型。但本次研究發(fā)現(xiàn)，丹頂鶴在黃河三角洲最適宜的覓食棲息環(huán)境是蘆葦沼澤，這與扎龍[15]、鹽城[16]、以及遼寧雙臺(tái)河口保護(hù)區(qū)的研究結(jié)果[2]一致，而后是水產(chǎn)養(yǎng)殖塘、[17]近海灘涂和農(nóng)田，這種生境選擇可能與生境中食物豐富度[6,16]、隱蔽度[17]和人為干擾強(qiáng)度[18,19]有關(guān)。在夜宿地研究中發(fā)現(xiàn)，丹頂鶴在黃河三角洲春季遷徙期最適宜的夜宿地類型為蘆葦沼澤，偶爾也會(huì)選擇近海灘涂和農(nóng)田。這與丹頂鶴的覓食棲息地的研究結(jié)果基本一致，說明丹頂鶴在黃河三角洲沒有明顯的覓食地和夜宿地差異，蘆葦沼澤是丹頂鶴最喜好利用的生境。相對(duì)于其它3 種生境來說，蘆葦沼澤生境由于蘆葦?shù)拇嬖诳赡芙o丹頂鶴提供相對(duì)隱蔽的棲息環(huán)境，同時(shí)，蘆葦沼澤生境中相對(duì)豐富的食物資源也是丹頂鶴選擇蘆葦濕地的一個(gè)重要原因。水產(chǎn)養(yǎng)殖塘、近海灘涂和農(nóng)田雖然食物資源也較為豐富，但是人為干擾活動(dòng)較多，致使丹頂鶴在此地覓食時(shí)需要不斷觀察周圍環(huán)境，降低了覓食效率。本次研究發(fā)現(xiàn)丹頂鶴在翅堿蓬灘涂生境的利用較少，這與前期的研究結(jié)果存在較大差異[6,7,17]。這可能是由于近幾年來保護(hù)區(qū)內(nèi)互花米草大范圍入侵，翅堿蓬灘涂嚴(yán)重退化，已經(jīng)不再適合丹頂鶴的棲息利用，致使丹頂鶴逐漸偏向于內(nèi)陸濕地。但是，由于設(shè)備在運(yùn)行1月后停止工作，導(dǎo)致收集的數(shù)據(jù)較少，不能全面地反映丹頂鶴活動(dòng)范圍和生境利用的季節(jié)變化，未來將進(jìn)一步開展丹頂鶴的衛(wèi)星跟蹤研究，以獲得更詳細(xì)的活動(dòng)范圍和生境利用數(shù)據(jù)。