四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區野生獸類的紅外相機初步監測

羅華林, 鄭天才, 尼瑪降措, 楊旭, 楊彪, 李生強

1.甘孜藏族自治州白玉縣林業和草原局，四川 白玉 627150；

2.白玉縣自然保護區服務中心，四川 白玉 627150；

3.成都興艾信息技術有限公司，四川 成都 610051；

4.西華師范大學，西南野生動植物資源保護教育部重點實驗室，四川 南充 637002；

5.四川省大熊貓科學研究院，四川 成都 610057；

6.廣西師范大學，廣西珍稀瀕危動物生態學重點實驗室，廣西 桂林 541004

作為人類生產生活的重要物質基礎，生物多樣性在維持人類生產生活上起著至關重要的作用[1]。但氣候變化、資源過度利用、外來物種入侵、環境污染、土地利用變化等因素使得生物多樣性正面臨著嚴重的威脅[2,3]。因此，及時了解并查清區域生物多樣性及其動態變化對區域生物多樣性的有效保護至關重要。而作為生物多樣性的重要組成部分，對棲息地變化特別敏感的野生獸類類群物種已經成為生物多樣性保護管理與評價的關鍵指示類群。已有研究指出，近百年來我國范圍乃至全世界已有多種野生獸類物種滅絕[4]。因此對獸類類群物種的保護與研究一直是生物多樣性保護研究中的熱點之一[5,6]，且對于獸類物種資源編目一直是我國各級自然保護地保護管理工作的基礎任務和重要內容。

及時開展全面的獸類物種資源編目工作是實施獸類多樣性保護和規劃的關鍵一步[7]，但缺乏可靠的物種分布信息會導致物種的保護效果難以達到預期[8]，因此選擇準確可靠的獸類多樣性調查手段將極大地改善這一現狀，并能對相關物種進行有效保護。近年來，得益于其非損傷性、全天候工作、一般不易受天氣和地形等環境因子限制、監測數據具有可重復性、可比性和長效性等特點，紅外相機技術在各級自然保護地得到了廣泛普及并且在野生動物生態學及保護學研究中得到了廣泛應用[9-12]。尤其是隨著全國絕大多數國家級自然保護區紅外相機監測網絡的建立，紅外相機越來越多地被用作獸類物種資源調查的主要手段，并且紅外相機技術對于各級自然保護地獸類物種本底資源調查和生物多樣性編目評估發揮了重要作用[11-13]。

四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區是以保護白唇鹿(Przewalskium albirostris)、金錢豹(Panthera pardus)、金雕(Aquila chrysaetos)等珍稀野生動物及其自然生態系統為主的自然保護區。因其區內多樣的植被類型為野生動物提供了豐富的棲息環境，使得該區成為典型的生物多樣性熱點地區[14]。該保護區由于地理位置較為偏遠，基礎設施條件以及人力儲備等方面較為薄弱，自2003年晉升為國家級自然保護區以來雖開展了不少保護研究工作，但關于區內野生獸類資源的調查研究報道并不多，主要集中在重點保護物種白唇鹿生境選擇[15]、繁殖期警戒行為[16]以及2010年開展的科學考察研究[17]?？梢?，關于區內獸類資源的調查研究僅有的記錄已是十年前，且主要基于傳統的樣線法、痕跡法、訪問法而來，調查數據的準確性本身有待考證，加之十年來環境因子與人為活動等因素可能對區內野生動物資源造成影響。本研究采用紅外相機技術對該保護區內的野生獸類開展為期一年的持續監測，以期基于新的調查手段獲得該區域野生獸類資源多樣性與分布等基礎信息，為進一步更新、修訂和完善保護區獸類物種名錄和科學的保護管理提供重要的科學數據。

1 研究方法

1.1 研究區域概況

四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區位于四川省甘孜藏族自治州白玉縣境內 (99°11′—99°42′E,30°33′—31°06′N)，海拔 3 600～5 725 m，面積 143 682.6 hm2。該區屬亞熱帶氣候區，因處在青藏高原東部，加上海拔及特殊的地形地貌特點，形成了獨特的大陸性季風高原氣候。干濕季分明，年降雨量500～700 mm，集中在5月下旬至10月上旬，最熱月為7月，月平均溫度為15.8 ℃，最冷月為1月，月平均氣溫為-1.6 ℃，年蒸發量1 863.9 mm，平均相對濕度52%，年日照時數2 133.6 h，氣候立體特征明顯，垂直差異大。區內溝河眾多，地形復雜，相對高差大，氣候多樣，森林植被保存完整，垂直帶譜分異明顯：3 600～4 100 m為亞高山針葉林帶，4 100～4 500 m為高山灌叢草甸帶，4 500～4 800 m為高山草甸帶，4 800 m以上為泥石流植被[15]。

1.2 相機布設與數據收集

根據相關物種分布的歷史資料、野外工作人員發現的物種活動痕跡點，并結合保護區的地形條件、管理條件和可達性，于2017年8月至2018年8月在保護區內的若當溝、那坡溝、馬達溝、察青松多雪山、張那溝、扎呷寺、扎呷寺側邊山溝至雪山等區域布設紅外相機開展持續監測（見圖1），相機型號為夜鷹SG-008，所有相機覆蓋海拔范圍為3 700～4 600 m。紅外相機固定于距離地面60～130 cm的樹干、堆砌的巖石或者巖縫中，并詳細記錄安放位點的經緯度、海拔、生境類型、坡位、坡形、坡度、坡向、有無水源、干擾情況等信息。調查期間不設置引誘劑，并確保相鄰紅外相機的直線距離不小于200 m。調查期間僅第一次安放相機時有44個位點設置為視頻模式，其余位點以及后續所有位點均設置為拍照模式（見表1）。所有相機拍攝時間間隔統一設置為最短5 s，靈敏度中檔。每4～5個月采集一次相機數據，并更換相機電池和儲存卡，且檢查相機性能。

1.3 數據處理與分析

將收集到的紅外相機數據按照布設批次和點位做分類備份處理，然后統一上傳至四川自然保護紅外相機數據管理信息化平臺(Camera Data ManagementSystem, http://www.datawild.cn:9090/Bioplatform/)，并在Camera Data Management System上完成數據的分析鑒定與信息補充，最后導出Excel匯總表進行綜合分析。

圖1 四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區紅外相機布設圖Fig.1 Distribution layout of infrared camera traps in Chaqingsongduo White-lipped Deer National Nature Reserve, Sichuan

表1 紅外相機安放數量與拍攝模式統計表Tab.1 Statistics of infrared cameras number and shooting mode

根據《中國哺乳動物多樣性(第二版)》[18]和《中國鳥類分布與分布名錄(第三版)》[19]對紅外相機拍攝到的獸類和鳥類物種進行定名和分類，根據《國家重點保護野生動物名錄》(http://www.forestry.gov.cn)、IUCN紅色名錄(http://www.iucnredlist.org/)[20]和《中國脊椎動物紅色名錄》[21]來確定物種保護級別和瀕危程度。

相機位點數(Number of camera points)指野外放置紅外相機的監測位點數量，本研究中1個有效監測位點僅安放1臺紅外相機；位點占有率(Site occupancy, SO)指某一調查區域內，某物種被拍到的相機位點數占所有正常工作的相機位點數的百分率。本研究以相機位點數與位點占有率來初步評估物種的分布情況：SO=Si/ AS×100。其中，Si表示第i類 (i=1,······,23)動物被拍到的相機位點數；AS 表示所有正常工作的相機位點數[22]。本研究以1臺紅外相機在野外連續工作24 h為1個有效相機工作日(Trap day)，以同一相機位點相近時間(間隔至少30 min)連續拍攝的同種個體的照片或視頻作為一次獨立有效記錄[9]。以相對多度指數(Relative abundance index, RAI)來評估物種種群的相對數量[23,24]，RAI以紅外相機調查的數據拍攝率為基礎，計算公式為：RAI=Ai/T×100。 其 中 ，Ai表 示 第i類 (i=1, ······,23)動物的獨立有效記錄(照片或視頻)數；T表示總的有效相機工作日[24]。

2 結果

2.1 監測情況

本研究期間，共布設115個相機監測位點，丟失相機27臺，最終有效相機監測位點共計88個。累計6 031個有效相機工作日，共獲得照片207 580張，視頻7 357段。其中，野生獸類照片8 708張，視頻423段，能夠準確識別到具體物種的照片8 508張，視頻403段，獨立有效記錄1 237次(見表2)。同時，紅外相機還拍攝到野生鳥類照片1 991張，視頻173段，能夠準確識別到具體物種的照片1 861張，視頻148段，獨立有效記錄333次，共分析鑒定出10種野生鳥類，分屬4目5科(表S1)。此外，紅外相機還記錄了人類活動、牦?；顒?、家狗活動和家馬活動4種干擾因子，且這4種干擾因子的拍攝記錄達到10 346份，獨立有效記錄達到440次 (見表2)。

2.2 取樣量分析

根據紅外相機有效工作日，在同一監測時間下，獸類物種數在整個監測期間均呈持續增長趨勢（見圖2）。

圖2 四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區獸類物種數與相機有效工作日的關系Fig.2 Relationship between the number of mammal species and the effective camera-trapping days in Chaqingsongduo White-lipped Deer National Nature Reserve, Sichuan

2.3 物種組成

本次調查共記錄到23種野生獸類，隸屬于5目11科。其中，食肉目(Carnivora)最多，有10種；其次是偶蹄目(Artiodactyla)，有9種；而嚙齒目(Rodentia)、靈長目(Primates)和兔形目(Lagomorpha)均較少，僅分別有2種、1種和1種。食肉目和偶蹄目物種總數占總的獸類物種數的82.61%。

在記錄到的23種野生獸類物種中，包括國家Ⅰ級重點保護野生動物4種，約占獸類物種總數的17.39%，分別為林麝 (Moschus berezovskii)、馬麝(Moschus chrysogaster)、白唇鹿和金錢豹；國家Ⅱ級重點保護野生動物10種，約占獸類物種總數的43.48%，分別為藏酋猴 (Macaca thibetana)、水鹿(Rusa unicolor)、巖羊 (Pseudois nayaur)、中華鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、黑熊 (Ursus arctos)、棕熊 (U.thibetanus)、金貓 (Catopuma temminckii)、猞猁 (Lynx lynx)、狼 (Canis lupus) 和黃喉貂 (Martes flavigula)。其中，被IUCN列為瀕危 (Endangered,EN)等級的物種有2種，分別為林麝和馬麝；被列為近危(Near threatened, NT)等級的物種有3種，分別為藏酋猴、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)和金貓；被列為易危(Vulnerable, VU)等級的物種有5種，分別為白唇鹿、中華鬣羚、金錢豹、水鹿和黑熊（見表2）?？傮w來看，本次調查記錄的23種野生獸類物種中，被列為國家Ⅰ級、Ⅱ級重點保護野生動物合計數量占到總獸類物種數的60.87%，而被評為“瀕?！薄敖！焙汀耙孜！钡燃壍奈锓N合計數量占到總獸類物種數的43.48%，可見本研究基于紅外相機獲得的獸類物種整體瀕危程度較高。

2.4 相對多度

從相對多度指數來看，RAI最高的前5種野生獸類依次為為馬麝(11.95)、白唇鹿(3.93)、巖羊(1.04)、野豬(Sus scrofa, 0.96)和中華鬣羚(0.71)，而其他獸類的RAI值均相對較小。在發現的4種干擾因子中，RAI最高的是牦?；顒?Bos mutus, 6.57)，其次是人類活動(Homo sapiens, 0.63)，其余2種干擾因子的RAI值均較低(見表2)。

2.5 物種分布

從位點數和位點占有率來看，最高的前5種野生獸類依次為馬麝(66, 75.00%)、白唇鹿(33, 37.50%)、野豬 (23, 26.14%)、中華鬣羚 (21, 23.86%)和巖羊(19, 21.59%)。

從分布海拔來看，分布海拔跨度最大的前5種野生獸類依次為馬麝(791 m)、中華鬣羚(791 m)、巖羊(754 m)、狼(701 m)和白唇鹿(694 m)；馬麝、中華鬣羚、巖羊以及白唇鹿4種有蹄類動物的活動海拔區間極為相似；除了猞猁、黃鼬(Mustela sibirica)、黃喉貂、棕熊，其余19種獸類活動最高海拔均超過4 000 m，且多數有蹄目動物與食肉目動物的活動海拔區間存在不同程度的重疊（見表2和圖3）。

3 討論

本研究利用紅外相機對四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區的野生獸類做了初步監測，獲得了該保護區基于紅外相機監測數據分析得到的獸類物種名錄和分布信息，同時獲得了較為珍貴的野生動物紅外相機影像數據。本研究為保護區1991年成立以來首次利用紅外相機開展監測研究，研究結果充分證實了保護區內至少4種國家I級和10種國家II級重點保護區獸類物種的存在（見表2），同時研究發現保護區內珍稀瀕危野生獸類物種多樣性較高，具有重大保護與研究價值。

表2 四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區紅外相機調查獲得的獸類物種Tab.2 Mammal species captured by camera-trapping in Chaqingsongduo White-lipped Deer National Nature Reserve, Sichuan

（續表2）

圖3 四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區獸類物種的活動海拔Fig.3 Activity altitude distribution of mammal species in Chaqingsongduo White-lipped Deer National Nature Reserve, Sichuan

與保護區2010年開展的科學考察研究結果相比，本研究獲得的獸類物種數僅占歷史記錄的46種獸類物種的50%[17]。許多歷史記錄的物種(尤其是體型較小的嚙齒目和兔形目動物)均未出現在本研究結果中，原因可能是多方面的。首先，受限于紅外相機本身的局限性，許多小型獸類由于體型實在太小，外形又極為相似且許多夜間活動，僅靠紅外相機拍攝的影像資料難以做到準確的物種鑒定[11,25]，本研究中便有200張照片和20段視頻無法準確鑒定到具體獸類物種；其次，歷史記錄的部分物種可能因多年環境變化以及人為活動干擾等影響而導致數量減少或地域性滅絕；最后，本年度紅外相機監測覆蓋面積有限，保護區內仍有很大面積沒有安放紅外相機，而取樣量分析也發現本次紅外相機監測獸類物種的取樣上不夠充分，未來的監測工作上仍需進一步擴大監測面積，尤其應當兼顧之前沒有覆蓋到的區域，同時可以適當延長監測時長。

盡管紅外相機技術存在一定的局限性[11,25]，但該技術應用以來，尤其是對大中型獸類物種監測研究中取得了較好的監測效果，且許多地區開展紅外相機監測工作后還發了不少物種的新記錄或新分布[6,26-28]，而本研究與之前保護區利用傳統調查方法獲得的結果相比時[17]，同樣發現了獸類物種的新記錄，包括金錢豹、金貓、豹貓(Prionailurus bengalensis)、黃喉貂、毛冠鹿、狍(Capreolus pygargus)等6種獸類，這再次證明紅外相機技術可以作為傳統調查方法的有益補充。因此，未來在開展野生獸類多樣性調查時，可以采用多種調查方法相結合的方式進行，以獲得更加完善準確的調查數據。

本次調查發現了10種食肉目動物，且基本上為大中型食肉動物，但其相對多度指數均較低（見表2），可能與這些食肉獸類的野外種群數量較少有關。大中型食肉動物往往處于食物鏈頂端，居于森林生態系統中的較高營養級，且通常具有家域范圍較大、種群密度較低、繁殖率較低等特點，極易受人為活動干擾影響(如盜獵、放牧、挖藥和砍柴等引起的棲息地破碎化)而導致種群數量減少或喪失[29]，這可能是大中型食肉動物拍攝率低的重要原因。而本次調查到的9種偶蹄類動物中，馬麝(RAI=11.95)、白唇鹿(RAI=3.93)、巖羊(RAI=1.04)和中華鬣羚(RAI=0.71)的拍攝率、分布點位、分布海拔跨度均位居前列，多數有蹄目動物與食肉目動物的活動海拔區間存在不同程度的重疊，表明該保護區內食草動物的棲息地質量較好，且可能存在較低的食肉動物捕食壓力，加之當地藏傳文化宗教信仰的影響，食草動物在保護區內可能保持著較大的種群數量。但已有研究指出，大型食肉動物缺失而食草動物種群泛濫時，食草動物可能會危害生態系統結構和功能的完整[30,31]。另外，在嚴重人為活動干擾影響和生境喪失或退化情況下，大中型食肉動物往往最先從生態系統中消失[29,32-33]。因此，保護區后續的監測工作有必要側重評估大中型食肉動物與食草動物的種群動態，從而助力保護區生態系統穩定性與多樣性的科學保護與管理。

本次調查雖獲得了超過20萬份的影像數據，但有野生動物的有效數據占比不足5%，而空拍或者誤拍的影像數據占比超過90%，原因可能為：1)本次調查使用的紅外相機整體性能較差，首先拍攝時間間隔最短只能設置5 s，這樣很可能導致物種漏拍；其次相機的穩定性較差，本次調查在使用過程中就有近10臺相機出現花屏和損壞的情況；2)還可能與高原高海拔環境下相機更易受強光或風吹草動影響有關。紅外相機設備性能將直接影響調查成效，鑒于此，建議保護區開展紅外相機監測工作時采用優質的性能穩定的相機設備以提高監測效果。

最后鑒于本次調查發現的4種干擾因子，主要分為人為活動和放牧活動，這些干擾因子一方面對相機的安全性造成影響，另一方面很可能會影響保護區內野生動物的分布和棲息地利用[34]，因此建議保護區繼續加強周邊社區的保護宣傳工作，同時對于影響較為嚴重的區域進行適當管控。

表 S1 四川察青松多白唇鹿國家級自然保護區紅外相機調查獲得的鳥類物種Tab.S1 Bird species detected by camera-trapping in Chaqingsongduo White-lipped Deer National Nature Reserve, Sichuan