紅外相機(jī)技術(shù)在石窟寺與古建筑動(dòng)物活動(dòng)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

陳 章,李 隆,武發(fā)思,朱非清,汪萬(wàn)福,趙雪芬,岳永強(qiáng)

[1． 國(guó)家古代壁畫(huà)與土遺址保護(hù)工程技術(shù)研究中心(敦煌研究院),甘肅酒泉 736200;2． 古代壁畫(huà)保護(hù)國(guó)家文物局重點(diǎn)科研基地(敦煌研究院),甘肅酒泉 736200;3． 甘肅省敦煌文物保護(hù)研究中心(敦煌研究院),甘肅酒泉 736200;4． 甘肅炳靈寺文物保護(hù)研究所(敦煌研究院),甘肅臨夏 731100;5． 麥積山石窟藝術(shù)研究所(敦煌研究院),甘肅天水 741000]

0 引 言

生態(tài)研究通常需要觀察動(dòng)物活動(dòng)及其行為,由于動(dòng)物活動(dòng)機(jī)敏、習(xí)性多樣,人類(lèi)無(wú)法在充分觀察的情況下記錄動(dòng)物活動(dòng)[1]。20世紀(jì)90年代以來(lái),隨著數(shù)碼影像技術(shù)(如自動(dòng)相機(jī)技術(shù)或紅外相機(jī)技術(shù)(automated-camera monitoring technology或camera trapping)的發(fā)展,紅外相機(jī)技術(shù)作為一種“非損傷性”的物種調(diào)查和記錄技術(shù),在近30年來(lái)得到了快速發(fā)展并廣泛應(yīng)用于野生動(dòng)物研究[2-3]。紅外相機(jī)技術(shù)是指通過(guò)自動(dòng)相機(jī)系統(tǒng)(如被動(dòng)式/主動(dòng)式紅外觸發(fā)相機(jī)或定時(shí)拍攝像機(jī)等)來(lái)獲取野生動(dòng)物圖像數(shù)據(jù)(照片/視頻),并通過(guò)這些圖像來(lái)分析野生動(dòng)物的物種分布、種群數(shù)量、行為和生境利用等重要信息[4-6]。目前,絕大多數(shù)國(guó)家自然保護(hù)區(qū)均使用紅外相機(jī)進(jìn)行野生動(dòng)物資源的調(diào)查和評(píng)估[7-9]。文化遺產(chǎn)領(lǐng)域由于前期研究與歷史數(shù)據(jù)的缺乏,許多文物賦存環(huán)境中野生動(dòng)物活動(dòng)與多樣性狀況尚未明晰,動(dòng)物損害監(jiān)測(cè)與防治研究工作進(jìn)度遲緩,紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)動(dòng)物活動(dòng)的應(yīng)用更是鳳毛麟角,僅見(jiàn)于個(gè)別遺產(chǎn)地[10]。

石窟寺和古建筑作為人類(lèi)文明的重要載體和歷史發(fā)展不可或缺的物證,保存有大量的古代壁畫(huà)、彩塑、彩繪等文化遺存,具有重要的歷史、藝術(shù)、科學(xué)、社會(huì)和文化價(jià)值。這些遺產(chǎn)地大多營(yíng)造在遠(yuǎn)離市區(qū)的偏僻地點(diǎn)或幽靜山林中,極易成為鳥(niǎo)類(lèi)、鼠類(lèi)和蝙蝠等動(dòng)物的天然棲息地或避難所,它們?cè)诒诋?huà)、彩塑等文物表面活動(dòng),造成文物本體的侵蝕破壞,長(zhǎng)期以來(lái)成為威脅文物安全保存的重要因素。

近年來(lái),國(guó)內(nèi)、外文物保護(hù)工作者針對(duì)石窟寺與古建筑動(dòng)物調(diào)查及損害方面已開(kāi)展了大量的研究工作[11-14],但動(dòng)物損害監(jiān)測(cè)與防治還存在諸多困難,具體表現(xiàn)為:1)許多野生動(dòng)物具有隱蔽性強(qiáng)、活動(dòng)范圍廣、機(jī)動(dòng)靈活和主動(dòng)擴(kuò)散能力強(qiáng)等特點(diǎn),無(wú)法獲取其對(duì)文物本體損害的直接證據(jù);2)部分動(dòng)物有晝伏夜出的習(xí)性,夜間很難觀察到實(shí)體,甚至很難發(fā)現(xiàn)痕跡;3)傳統(tǒng)的利用肉眼、望遠(yuǎn)鏡等監(jiān)測(cè)手段面臨工作人員無(wú)法近距離捕捉動(dòng)物圖像、工作強(qiáng)度大且效率低下的情況。因此,使用紅外相機(jī)技術(shù)取代人工拍攝已成為當(dāng)下遺產(chǎn)地動(dòng)物監(jiān)測(cè)研究的新途徑。

本研究團(tuán)隊(duì)自2018年1月至2021年6月,選取世界文化遺產(chǎn)地敦煌莫高窟、天水麥積山石窟、永靖炳靈寺石窟和全國(guó)文物重點(diǎn)保護(hù)單位蘇州紫金庵作為研究對(duì)象(圖1),將紅外相機(jī)技術(shù)應(yīng)用于4處遺產(chǎn)地進(jìn)行動(dòng)物活動(dòng)監(jiān)測(cè),旨在掌握遺產(chǎn)地動(dòng)物種群特征、活動(dòng)節(jié)律以及為動(dòng)物防治提供技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

圖1 紅外相機(jī)技術(shù)應(yīng)用于四處文化遺產(chǎn)地Fig.1 Infrared camera technology applied to four cultural heritage

1 研究方法

1．1 紅外相機(jī)布設(shè)

由于遺產(chǎn)地監(jiān)測(cè)區(qū)域文物賦存環(huán)境特殊且動(dòng)物活動(dòng)范圍較大,故采用隨機(jī)布設(shè)法。2018年1月起,開(kāi)始在遺產(chǎn)地監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)紅外相機(jī)(表1),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察到的動(dòng)物痕跡(如足印、食痕、抓痕、落羽、糞便、巢穴等),選擇視野開(kāi)闊前方且無(wú)障礙物遮擋的位置布設(shè)紅外相機(jī)。同時(shí)記錄每個(gè)位點(diǎn)的相機(jī)編號(hào)、布設(shè)時(shí)間、GPS位點(diǎn)等信息[15]。監(jiān)測(cè)照片將記錄每臺(tái)相機(jī)的編號(hào)、位置坐標(biāo)、海拔、相機(jī)周邊微生境類(lèi)型等信息[4]。22臺(tái)紅外相機(jī)共布設(shè)50個(gè)位點(diǎn)(表1),每個(gè)位點(diǎn)監(jiān)測(cè)4個(gè)月左右后,進(jìn)行電池更換和內(nèi)存卡數(shù)據(jù)讀取。根據(jù)遺產(chǎn)地所在區(qū)域的氣候特征,四季劃分為春季3～5月,夏季6～8月,秋季9～11月,冬季12月至翌年2月。

表1 各遺產(chǎn)地紅外相機(jī)布設(shè)情況Table 1 Arrangement of infrared cameras at each heritage site

1．2 相機(jī)參數(shù)設(shè)置

使用千里拍(Bestguarder?SG-999V)紅外相機(jī),其拍照物理像素為1 200萬(wàn),視頻尺寸為1 080 P。相機(jī)參數(shù)設(shè)置為照片(3張連拍)或視頻(30 s)模式,熱紅外(PIR)感應(yīng)觸發(fā)間隔為60 s,靈敏度設(shè)置為高。每次安裝16節(jié)南孚5號(hào)無(wú)汞堿性電池。

1．3 數(shù)據(jù)收集

定期將內(nèi)存卡照片數(shù)據(jù)按相機(jī)位點(diǎn)編號(hào)保存,刪除相機(jī)視野中人為干擾(游客、工作人員)、光線(xiàn)變化、雜物等誤拍照片,物種鑒定參考《中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)野外手冊(cè)》[16]、《中國(guó)哺乳動(dòng)物圖鑒》[17];物種分類(lèi)參照《中國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)與分布名錄》(第三版)[18]、《中國(guó)哺乳動(dòng)物多樣性》(第2版)[19],如照片不清晰無(wú)法分辨物種時(shí),則借助視頻輔助鑒定。鑒定之后統(tǒng)計(jì)照片數(shù),并將照片按照物種名稱(chēng)重新命名,便于日后查看和分析。

1．4 數(shù)據(jù)處理

從2018年1月至2021年6月,剔除相機(jī)視野中人為(游客、工作人員)擾動(dòng)、光線(xiàn)變化干擾等的無(wú)效照片,將獲得22臺(tái)紅外相機(jī)的照片數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),包括拍攝日期和時(shí)間、動(dòng)物種類(lèi)、數(shù)量等。同一位點(diǎn)的紅外相機(jī)在野外連續(xù)工作24 h為1個(gè)相機(jī)工作日,同一部相機(jī)在30 min內(nèi)連續(xù)拍攝的同種動(dòng)物照片只定義為該物種的1張獨(dú)立有效照片(Independent effective photo)[20]。并將照片按獸類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)行歸類(lèi)統(tǒng)計(jì)。采用相對(duì)多度指數(shù)(Relative abundanceindex,RAI)作為評(píng)估動(dòng)物物種種群相對(duì)數(shù)量的指標(biāo),計(jì)算公式[20]如下:

RAI=Ai/T×100

(1)

式中,Ai為第i種動(dòng)物出現(xiàn)的獨(dú)立有效照片數(shù);T為總的相機(jī)工作日,即所有相機(jī)位點(diǎn)正常工作累計(jì)的捕獲日。

比較4處遺產(chǎn)地相對(duì)多度指數(shù)排名首位的物種(優(yōu)勢(shì)物種)數(shù)據(jù),以月相對(duì)多度指數(shù)(Monthly relative abundance index,MRAI)和季節(jié)相對(duì)多度指數(shù)(Seasonal relative abundance index,SRAI),分析4種優(yōu)勢(shì)物種的月份和季度活動(dòng)節(jié)律:

MRAI=Mi/Ti×100

(2)

SRAI=Nj/Tj×100

(3)

式中,Mi為第i月(i=1～12)4種優(yōu)勢(shì)物種的獨(dú)立有效照片數(shù);Nj為該季節(jié)(j=春、夏、秋、冬)4種優(yōu)勢(shì)物種的總獨(dú)立有效照片數(shù);Ti為第i月紅外相機(jī)工作日;Tj為第j季紅外相機(jī)工作日。為方便分析物種日活動(dòng)規(guī)律,將某一動(dòng)物大多數(shù)時(shí)間在夜間活動(dòng),定義為夜行性動(dòng)物。將一天以每2 h為單位劃分為06∶00～08∶00、08∶00～10∶00、10∶00～12∶00等12個(gè)時(shí)間段[21],日活動(dòng)節(jié)律采用日活動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)(Daily activity index,DAI)表示,定義如下[22]計(jì)算公式:

DAI=Nij/Ni×100

式中,Nij為第i種(i=1～4)動(dòng)物出現(xiàn)在第j個(gè)時(shí)間段(j=1～12)內(nèi)的獨(dú)立有效照片數(shù);Ni為第i種動(dòng)物的獨(dú)立有效照片總數(shù)[23]。

采用Excel 2016對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,制圖采用Origin 2017軟件。

2 結(jié)果與分析

2．1 獸類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)物種組成

2018年1月至2021年6月,4處遺產(chǎn)地22臺(tái)相機(jī)累積工作日9 463 d,其中,莫高窟相機(jī)累積工作日2 473 d,炳靈寺石窟相機(jī)累積工作日4 199 d,麥積山石窟累積工作日2 122 d,紫金庵相機(jī)累積工作日669 d。共獲得鳥(niǎo)類(lèi)獨(dú)立有效照片7 596張(表2、圖2),隸屬于3目8科9種,包括6種雀形目鳥(niǎo)類(lèi),占鳥(niǎo)類(lèi)總物種數(shù)的66.67%;鴿形目2種,占鳥(niǎo)類(lèi)總物種數(shù)的22.22%;啄木鳥(niǎo)目1種。共獲得獸類(lèi)獨(dú)立有效照片3 350張,隸屬于3目5科9種,包括7種嚙齒目動(dòng)物,占獸類(lèi)總物種數(shù)的62.45%,勞亞食蟲(chóng)目、兔形目各1種。

表2 基于紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)下的各遺產(chǎn)地動(dòng)物名錄Table 2 Animal list of each heritage site monitored with infrared cameras

(續(xù)表2)

2．2 物種多度指數(shù)

在紅外相機(jī)記錄的18種野生動(dòng)物中,各遺產(chǎn)地RAI排名首位的鳥(niǎo)類(lèi)分別是:[樹(shù)]麻雀(RAI=11.56,莫高窟)、巖鴿(RAI=75.99,炳靈寺石窟)、北紅尾鴝(RAI=10.27,麥積山石窟),3種鳥(niǎo)類(lèi)的獨(dú)立有效照片數(shù)共計(jì)3 695張,占鳥(niǎo)類(lèi)獨(dú)立有效照片總數(shù)的48.64%。相機(jī)位點(diǎn)出現(xiàn)率較高的鳥(niǎo)類(lèi)是巖鴿(16個(gè)位點(diǎn))、原鴿(12個(gè)位點(diǎn))、北紅尾鴝(8個(gè)位點(diǎn))。巖鴿、原鴿、[樹(shù)]麻雀存在集群活動(dòng)情況,最大數(shù)量分別是34只、21只和10只,3只以上獨(dú)立照片分別為712張、565張、78張。

各遺產(chǎn)地RAI排名首位的獸類(lèi)分別是:大沙鼠(RAI=35.75,莫高窟)、巖松鼠(RAI=43.17,麥積山石窟)、珀氏長(zhǎng)吻松鼠(RAI=43.65,紫金庵),3種獸類(lèi)的獨(dú)立有效照片數(shù)共計(jì)2 092張,占獸類(lèi)獨(dú)立有效照片總數(shù)的62.44%。相機(jī)位點(diǎn)出現(xiàn)率的獸類(lèi)是巖松鼠(7個(gè)位點(diǎn))、大沙鼠(5個(gè)位點(diǎn))、復(fù)齒鼯鼠(4個(gè)位點(diǎn))。統(tǒng)計(jì)獸類(lèi)照片時(shí)發(fā)現(xiàn),珀氏長(zhǎng)吻松鼠、褐家鼠均具有集群現(xiàn)象,最大數(shù)量分別是8只、6只,3只以上獨(dú)立照片分別為98張與135張。

2．3 優(yōu)勢(shì)物種的活動(dòng)節(jié)律

季節(jié)相對(duì)多度指數(shù)SRAI研究結(jié)果表明,每年隨著溫度變化和季節(jié)性交替,4種優(yōu)勢(shì)物種活動(dòng)頻率均表現(xiàn)為夏季達(dá)到最高,冬季最低(圖3)。月相對(duì)多度指數(shù)MRAI結(jié)果顯示,每年1月活動(dòng)頻率最低,8月活動(dòng)頻率最高,6～7月為活動(dòng)頻率增長(zhǎng)期,9～12月為活動(dòng)頻率下降期,2～5月相對(duì)穩(wěn)定(圖3)。

圖3 遺產(chǎn)地4種優(yōu)勢(shì)物種的年活動(dòng)格局Fig.3 Annual activity pattern of four dominant species at the heritage sites

對(duì)4種優(yōu)勢(shì)物種日活動(dòng)節(jié)律統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),巖鴿、大沙鼠、巖松鼠均表現(xiàn)出典型的晝行性特征,大沙鼠活動(dòng)曲線(xiàn)呈雙峰型,日活動(dòng)最高峰期為08∶00～10∶00,巖鴿與巖松鼠日活動(dòng)高峰期均為10∶00～12∶00,巖松鼠在高峰期后12∶00～18∶00保持持續(xù)性活躍狀態(tài)。珀氏長(zhǎng)吻松鼠大部分活動(dòng)時(shí)間在晚上,為夜行性動(dòng)物,日活動(dòng)高峰期在02∶00～04∶00(圖4)。具有夜行性的動(dòng)物還有:復(fù)齒鼯鼠、三趾跳鼠、五趾跳鼠、褐家鼠、大耳猬。蒙古兔為晝夜都能活動(dòng),但晨昏活動(dòng)更為頻繁。

圖4 遺產(chǎn)地4種優(yōu)勢(shì)物種的日活動(dòng)節(jié)律Fig.4 Daily activity rhythms of four dominant species at the heritage sites

2．4 動(dòng)物物種的危害現(xiàn)狀

紅外相機(jī)照片可記錄動(dòng)物在遺產(chǎn)地的分布、種類(lèi)、數(shù)量、活動(dòng)軌跡等信息。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn),動(dòng)物活動(dòng)已嚴(yán)重威脅到遺產(chǎn)地文物安全和賦存環(huán)境(圖5)。鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)文物的危害形式主要包括:1)文物表面造成抓痕;2)筑巢;3)糞便污染腐蝕文物畫(huà)面,其中的某些物質(zhì)還可能與顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。獸類(lèi)對(duì)文物的危害形式主要有:1)鼠類(lèi)打洞造成文物本體空鼓、破損;2)鼠類(lèi)活動(dòng)抓損文物表面;3)糞便污染。

調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)動(dòng)物類(lèi)群存在對(duì)自然環(huán)境的破壞作用,如莫高窟周邊為地域開(kāi)闊的荒漠生境,大沙鼠啃食梭梭(Haloxylonammodendron)、白刺(Nitrariatangutorum),破壞窟頂防沙麥草方格,大耳猬常取食沙生植物幼果、嫩芽等,造成防風(fēng)固沙綜合體系的破壞,影響莫高窟整體的文物賦存環(huán)境。

3 討 論

本研究首次基于紅外相機(jī)技術(shù)監(jiān)測(cè)遺產(chǎn)地動(dòng)物活動(dòng),共拍攝到18種野生動(dòng)物,隸屬于6目13科,相較于國(guó)內(nèi)自然保護(hù)區(qū)紅外相機(jī)調(diào)查數(shù)據(jù),物種數(shù)相對(duì)較低[24-25]。原因可能有:1)紅外相機(jī)連續(xù)工作時(shí)間短,這與本研究監(jiān)測(cè)區(qū)域有關(guān),遺產(chǎn)地作為文化游覽地,游客參觀給相機(jī)監(jiān)測(cè)帶來(lái)了較大的人為干擾,人員流動(dòng)中容易引起相機(jī)觸發(fā),電量耗費(fèi)快,縮短了紅外相機(jī)獨(dú)立工作日;2)紅外相機(jī)空間布局上未完全覆蓋許多物種的核心分布區(qū);3)許多物種在遺產(chǎn)地內(nèi)的種群數(shù)量可能較少,不易被相機(jī)捕捉到;4)紅外相機(jī)對(duì)小型獸類(lèi)拍攝效果不佳,如本研究拍攝到的某些嚙齒類(lèi)動(dòng)物,無(wú)法辨識(shí)到種。此次共監(jiān)測(cè)到雀科、鹟科、鴉科、鹡鸰科等4種鳥(niǎo)類(lèi),占鳥(niǎo)類(lèi)物種總數(shù)的44.45%,這表明紅外相機(jī)可有效監(jiān)測(cè)地棲性或半地棲性鳥(niǎo)類(lèi)[26],但實(shí)際上非地棲性鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量更多,而這些鳥(niǎo)類(lèi)是否能被紅外相機(jī)拍攝到具有偶然性。此外,通過(guò)照片分辨還可積累同一物種不同個(gè)體的性別、成幼等種群參數(shù),對(duì)進(jìn)一步研究這些物種的行為習(xí)性、種群變化、與遺產(chǎn)地環(huán)境之間的相互關(guān)系具有重要的意義。

此次調(diào)查到巖松鼠物種多度指數(shù)(RAI=43.17),遠(yuǎn)高于河北太行山東坡南段(RAI=10.10)[27]、天津盤(pán)山風(fēng)景名勝區(qū)(RAI=3.17)[28],蒙古兔物種相對(duì)多度指數(shù)(RAI=1.58)介于河北太行山東坡南段(RAI=3.49)[27]和寧夏六盤(pán)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(RAI=1.519)[29]之間,說(shuō)明同一物種在不同地區(qū)的種群數(shù)量、活動(dòng)區(qū)域等都存在明顯差異,可能與調(diào)查區(qū)域內(nèi)布設(shè)紅外相機(jī)的數(shù)量、網(wǎng)格的大小以及人為干擾等有關(guān)[4]。4個(gè)優(yōu)勢(shì)物種年活動(dòng)節(jié)律均表現(xiàn)為單峰型特征,夏季(7～9月)為活動(dòng)高峰期,其次為秋季和春季,冬季最低,這與食物資源季節(jié)性分布不均[30]及氣溫變化有關(guān)[31]。日活動(dòng)節(jié)律比較發(fā)現(xiàn),本研究中巖松鼠日活動(dòng)高峰期為10∶00～12∶00,稍晚于北京松山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(08∶00～10∶00)和天津盤(pán)山風(fēng)景名勝區(qū)(07∶00～08∶00),巖鴿的日活動(dòng)高峰為10∶00～12∶00,早于內(nèi)蒙古民航機(jī)場(chǎng)巖鴿活動(dòng)(14∶00～16∶00),說(shuō)明動(dòng)物活動(dòng)節(jié)律與所處環(huán)境息息相關(guān),取決于該物種所在環(huán)境中的地形地貌、植被、食物和人為活動(dòng)等因素[30-32]。

動(dòng)物活動(dòng)是影響遺產(chǎn)地文物及賦存環(huán)境的重要因素,長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)、外文物保護(hù)工作者開(kāi)展了大量的文物有害動(dòng)物調(diào)查工作[33-35],涉及石窟寺與古代壁畫(huà)、土遺址、館藏等多種文物類(lèi)型。如柴長(zhǎng)宏等對(duì)麥積山石窟及周邊環(huán)境有害生物進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查,危害動(dòng)物為72種,隸屬于2界4門(mén)6綱12目39科59屬,鼯鼠、松鼠、蜂類(lèi)的危害最為嚴(yán)重[36]。仝艷鋒等調(diào)查發(fā)現(xiàn),濟(jì)南華陽(yáng)宮壁畫(huà)的有害動(dòng)物主要以鳥(niǎo)類(lèi)、壁虎類(lèi)和蛇類(lèi)為主[37]。但這些調(diào)查均借助于傳統(tǒng)的肉眼觀察、數(shù)碼相機(jī)拍攝等方式,對(duì)于一些活動(dòng)隱蔽、難以跟蹤的夜行性動(dòng)物類(lèi)群(如鼠類(lèi)、兔類(lèi)、蝙蝠等),無(wú)法完成全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),只有通過(guò)紅外相機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物實(shí)體影像資料及活動(dòng)特征有效記錄,便于掌握動(dòng)物實(shí)時(shí)活動(dòng)節(jié)律與軌跡,為評(píng)估其對(duì)文物危害程度及制定相應(yīng)的防治措施提供重要依據(jù)。

根據(jù)紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),危害文物的主要?jiǎng)游镱?lèi)群為鳥(niǎo)類(lèi)與鼠類(lèi),結(jié)合其活動(dòng)特征的前期研究結(jié)果,基于石窟寺與古建筑文物安全、賦存環(huán)境、美觀度等因素,建議從主動(dòng)預(yù)防和被動(dòng)防治兩方面開(kāi)展針對(duì)性的防治對(duì)策:

1) “聲光電”技術(shù)驅(qū)趕。超聲波會(huì)對(duì)特定范圍內(nèi)的動(dòng)物聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾和刺激,使其對(duì)超過(guò)100 db的聲壓感到不適,進(jìn)而放棄食物、水和隱藏之處后不斷遷移[12,38]。智能語(yǔ)音燈光驅(qū)逐裝置可結(jié)合閃光、喇叭聲或天敵聲音恐嚇等方式,從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上達(dá)到驅(qū)逐目的[39]。雖然這種技術(shù)短期內(nèi)對(duì)于動(dòng)物驅(qū)逐能達(dá)到一定作用[40-41],不過(guò)由于這種人造超聲較為“機(jī)械”,與動(dòng)物自身發(fā)出的厭惡超聲相比過(guò)于簡(jiǎn)單且在聲波特征上有所不同,對(duì)動(dòng)物而言只是超聲噪音,長(zhǎng)期效果如何?長(zhǎng)期使用是否會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性?這些都有待進(jìn)一步考證。

2) 活動(dòng)環(huán)境惡化。借助動(dòng)物驅(qū)逐劑有效成分緩慢持久地釋放,能影響動(dòng)物三叉神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的特殊氣味,動(dòng)物聞后產(chǎn)生躲避逃離反應(yīng),能有效減少動(dòng)物棲息和筑巢現(xiàn)象[42-43]。由于凝膠的黏性作用,許多動(dòng)物身體表面或羽毛、尾部粘附凝膠,存在帶到文物表面或?qū)x存環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)[44],因此驅(qū)逐劑的使用需保證與文物間的距離。

3) 人工封堵。紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),洞窟孔洞、古建筑窗格及木質(zhì)橫梁等已成為動(dòng)物進(jìn)出的主要通道,因此通過(guò)排查石窟寺與古建筑存在的孔洞縫隙,架設(shè)不銹鋼網(wǎng)屏障,以減少動(dòng)物的自由進(jìn)出。阻止病害動(dòng)物接近文物環(huán)境是比較常用且有效的方法。有研究表明,石窟門(mén)窗安裝紗網(wǎng)后,進(jìn)入洞窟的昆蟲(chóng)數(shù)量可比安裝前減少85%以上[45],架設(shè)不銹鋼網(wǎng)可以在不破壞文物價(jià)值和美觀度的情況下推廣使用。未來(lái)動(dòng)物防治或?qū)⒅饾u向特定區(qū)域內(nèi)多種措施綜合使用發(fā)展,形成點(diǎn)面結(jié)合、空間互補(bǔ)的綜合防治體系,文物保護(hù)領(lǐng)域的動(dòng)物防治才更具科學(xué)性。

4 結(jié) 論

本研究主要獲得以下結(jié)論:

1) 本研究共監(jiān)測(cè)和鑒定到鳥(niǎo)類(lèi)3目8科9種,哺乳類(lèi)3目5科9種;根據(jù)相對(duì)多度指數(shù)(RAI)確定敦煌莫高窟、永靖炳靈寺石窟、天水麥積山石窟和蘇州紫金庵典型優(yōu)勢(shì)物種分別為:大沙鼠(Rhombomysopimus)(RAI:35.75)、巖鴿(Columbarupestris)(RAI:75.99)、巖松鼠(Sciurotamiasdavidianus)(RAI:43.17)和珀氏長(zhǎng)吻松鼠(Dremomyspernyi)(RAI:43.65);

2) 4種優(yōu)勢(shì)物種均表現(xiàn)為夏季活動(dòng)頻率最高,冬季最低;月活動(dòng)節(jié)律為1月最低,8月最高,2～5月相對(duì)穩(wěn)定;日活動(dòng)節(jié)律顯示,巖鴿、大沙鼠、巖松鼠為晝行性動(dòng)物,珀氏長(zhǎng)吻松鼠為夜行性動(dòng)物;大沙鼠呈雙峰型活動(dòng)曲線(xiàn),日活動(dòng)最高峰期為8∶00～10∶00,巖鴿與巖松鼠均為10∶00～12∶00,珀氏長(zhǎng)吻松鼠為2∶00～4∶00。

3) 紅外監(jiān)測(cè)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn),鳥(niǎo)類(lèi)主要通過(guò)抓傷、筑巢、糞便污染等形式危害文物,獸類(lèi)常通過(guò)打洞、抓損及糞便污染形式對(duì)文物造成威脅;建議基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),探索使用“聲光電”技術(shù)驅(qū)趕、活動(dòng)環(huán)境惡化、人工封堵等措施并評(píng)估防治效果,科學(xué)防控以降低動(dòng)物活動(dòng)對(duì)文物的危害。