基于红外相机技术的四川九寨沟国家级自然保护区鸟兽多样性调查.pdf
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1、2023四川林业科技编辑部Sichuan ProvinceJ.Journal of Sichuan Forestry Science and Technology,2023,44(4):58-67.doi:10.12172/202210140001.BAI R J,KANG Q M,LEI K M,et al.Camera-trapping survey on the diversity of mammals and birds in Jiuzhaigou National Nature Reserve,弓研究报告Aug.20233年8月2023Journal of Sichuan Fores
2、try Science and TechnologyNo.4Vol.44,第4期第44卷四川林业科技基于红外相机技术的四川九寨沟国家级自然保护区鸟兽多样性调查白冉君,康齐梅?,雷开明3,孙鸿鸥3,旷培刚3,赵联军4,余鳞4*,李晟5*1.阿坝州小金国有林保护局,四川小金6 2 42 9 9;2.阿坝藏族羌族自治州林业和草原局,四川马尔康6 2 40 9 9;3.九寨沟国家级自然保护区管理局,四川九寨沟6 2 40 0 0;4.王朗国家级自然保护区管理局,四川平武6 2 2 5 5 0;5.北京大学生命科学学院,北京海淀10 0 8 7 12022-10-14收稿,2 0 2 3-0 7-0 5
3、 网络版发表开放科学(资源服务)标识码(OSID):白冉君(19 7 4),男,工程师,本科。主要从事森林资源保护、野生动植物保护、林业生态修复与管理等工作。2 9 6 8 7 0 6 6 7 *通信作者(余鳞);(李晟)摘要四川九寨沟国家级自然保护区地处岷山中部,拥有丰富的野生动物资源与较高的生物物种多样性。2019年11月至2 0 2 1年12 月,使用红外相机技术在九寨沟保护区开展鸟兽多样性调查,共布设红外相机调查位点10 6 个,覆盖海拔范围为2 18 9 35 14m,总有效工作量7 6 342 相机日。野生兽类、鸟类的独立有效探测数分别为110 45 次和6 48 次,共记录到分属
4、5 目13科的野生兽类2 5 种,其中国家重点保护野生动物14种(一级4种,二级10 种),种群相对多度最高的为毛冠鹿(Elaphodus cephalophus,相对多度指数RAI=48.66);记录到分属4目10 科的鸟类33种,其中国家重点保护野生动物13种(一级3种,二级10 种),种群相对多度最高的为血雉(Ithaginis cruentus,R A I=2.33)。偶蹄目和鸡形目分别是红外相机记录到兽类和鸟类中的优势类群,分别占兽类和鸟类独立有效探测总数的8 4.9 2%和6 4.5 0%。调查中记录到九寨沟保护区新记录种7 个,包括藏酋猴(Macaca thibetana)、亚洲
5、狗(Meles leucurus)、小麂(Muntiacus reevesi)、水鹿(Rusaunicolor)、梅花鹿(Cervus nippon)5 种兽类和四川淡背地鹅(Zoothera griseiceps)、乌鹅(Turdusmandarinus)2 种鸟类。相比于保护区之前的2 次红外相机调查,本次调查的工作量和覆盖范围均大大增加,记录到的鸟兽物种数量也有明显增长,调查结果为九寨沟保护区的生物多样性编目和物种名录更新提供了可靠数据,为保护区系统建立野生动物监测体系、有效开展保护管理提供了基础。关键词红外相机;生物多样性编目;本底调查;野生动物监测;保护地管理野生动物保护与生物多样性
6、监测是自然保护区的重要职责 。自2 0 世纪9 0 年代中期以来,红外相机技术在我国自然保护区的野生动物研究与生物多样性监测中得到了广泛的应用 2-4。相比于其他传统的调查方法,红外相机具有对动物干扰小、可在野外环境下长期自动工作、数据记录准确可靠、采集数据量大等多项优势 2.3。在我国陆地生态系统自然保护区中,红外相机技术目前已成为监测大中型兽类与地栖鸟类的主要手段 4-6 。在过去2 0 年间,我国已经建立起一系列区域性和全国性的红外相机监测网络,众多自然保护区针对区内的兽类与鸟类开展了红外相机本底调查,极大地促进了这些保护区的生物多样性编目与监测工作 5-7 。岷山山系位于四川省北部至甘
7、肃省南部,地处用格式:白冉君,康齐梅,雷开明,等.基于红外相机技术的四川九寨沟国家级自然保护区鸟兽多样性调查 J.四川林业科技,2 0 2 3,44(4):5867.59研究报告白冉君,等:基于红外相机技术的四川九寨沟国家级自然保护区鸟兽多样性调查全球生物多样性热点区“中国西南山地(MountainsofSouthwestChina)”北缘,拥有丰富的野生动植物资源和极高的生物多样性水平18 。岷山是大熊猫(A i l u r o p o d a me l a n o l e u c a)岷山种群的核心分布区,该种群也是目前规模最大的大熊猫野生种群 9 。自20世纪6 0 年代以来,岷山地区针
8、对大熊猫及其栖息地建立起一系列自然保护区,形成了集中连片的岷山自然保护区群1 9.10 。四川九寨沟国家级自然保护区(后续简称“九寨沟保护区”)为该自然保护区群的重要组成部分,位于四川省阿坝藏族族自治州九寨沟县,地处岷山北部大熊猫栖息地的核心区域。保护区成立之后,经过多年的保护与管理,保护区内植被与野生动物种群恢复状况良好。本研究使用红外相机调查技术,于2 0 19 2 0 2 1年在九寨沟保护区内开展了系统调查,旨在收集一手野外数据,摸清保护区内大中型兽类与地栖鸟类的物种组成与相对多度,并与保护区内前期开展的同类红外相机调查结果进行对比,对保护区的兽类与鸟类物种名录进行补充与更新。同时,希望
9、以此在保护区内初步建立起野生动物红外相机监测平台,为后续的野生动物保护、科研与保护区管理提供科学指导与建议。1研究方法1.1研究区域九寨沟保护区地理位置介于东经10 346 10 40 5,北纬32 5 5 3316 之间,总面积6 43km2110。保护区地处岷山主峰和主脊以西,属岷江流域,与王朗、黄龙、白河等自然保护区相邻。区内最低海拔19 9 6 m,最高海拔47 6 4m,拥有完整的中高山植被类型带谱与较大的海拔跨度,生物多样性极其丰富 。历史调查记录显示,九寨沟保护区内分布有兽类7 8 种,分属6 目2 6 科;鸟类2 2 3种 1-13。九寨沟保护区自2014年开始使用红外相机进行
10、野生动物监测,20142015年在保护区内开展的红外相机初步调查中,共记录到分属3目9 科的16 种兽类和2 目6 科的13种鸟类 14;2 0 17 一2 0 18 年进一步的红外相机调查中,共记录到分属5 目14科的2 4种兽类和4目11 科的2 8 种鸟类 15 。这些前期调查为本研究奠定了良好的基础,但由于早期调查设备数量和覆盖区域范围均较为有限,难以反映保护区内野生大中型兽类与地栖鸟类的整体状况。1.2相机布设根据九寨沟保护区的边界范围,将整个保护区划分为1km1km的网格(图1)。网格以UTM48N坐标系为基准,行、列边界的UTMX,Y值均以整10 0 0 为单位 15 。在保护区
11、中部及北部的各主要沟系中,根据海拔梯度、植被类型和地形可达性,抽选有代表性的网格作为红外相机调查区域。在每个调查单元中设置1-2 个调查位点(图1)。调查位点由野外工作人员根据地形和动物活动痕迹等实地情况选择,相邻调查位点之间的间距不小于30 0 m。如果初选方格由于地形、后勤等因素难以到达或开展工作,则由工作人员在抽选邻近的其他网格作为替补网格。每个调查位点设置1台被动式红外相机,型号包括易安卫士LoredaL710、猎科Ltl-6210与夜鹰BestGuarder,均设置为每次触发连拍3张照片和1段视频。相机固定在距离地面5 0 10 0 cm的树干或者其他牢固固定物上;相机朝向与预期动物
12、走向呈小于45 度的夹角,前方不设置诱饵或引诱剂。设置相机后记录调查位点的经纬度、海拔、植被类型、地形地貌、动物痕迹以及人为干扰信息等。每隔6个月由工作人员对相机进行一轮检查与维护,更换电池、存储卡并下载数据,并对故障相机进行更换。1.3数据处理与分析每一轮野外调查结束后,由内业人员整理收回的红外相机数据与记录表格。使用BioPhoto(V2.1)程序对每个文件夹中的照片与视频文件进行统一重命名,自动提取文件拍摄日期、时间等信息,并导出相应的Excel 表格 15,16 。根据红外相机照片或视频拍摄到的具体对象,将所有照片和视频分为5 大类:兽类、鸟类、人员、家畜、空拍。由专业人员参考中国兽类
13、野外手册 17 、中国兽类图鉴(第二版)18 、中国鸟类野外手册 19 ,对照片和视频中拍摄到的动物进行物种识别与鉴定。兽类与鸟类的分类体系分别参照中国兽类名录(2 0 2 1版)2 0 与中国鸟类分类与分布名录(第三版)2 1,鉴定结果以物种的标准中文名录人前述Excel表。将调查中记录到的物种与九寨沟已有的生物多样性本底调查物种名录 1-13 进行对比,以确定保护区的新记录种。同时,将本次调查中所记录到的兽类与鸟类物种,与2 0 142 0 15 14 年和2 0 17 602023年四川林业科技第4期第44卷10350E10400E相机点位保护区边界公里网格10350E10400E图1九
14、寨沟国家级自然保护区2 0 19-2 0 2 1年红外相机调查位点(底图为Landsat卫星遥感影像)Fig.1The camera stations in Jiuzhaigou National Nature Reserve,Sichuan Province,2019-2021(Landsat image used as background map)2018年 15 两次红外相机调查中所记录到的物种进行对比,探讨各次调查结果之间的差异及其背后可能的原因。对于本次调查的数据,将单台红外相机在野外持续工作2 4h记为1个“相机日(camera-day)”,作为衡量红外相机调查工作量的单位。本项
15、目调查中记录到的兽类、鸟类物种均不能通过照片进行全面的个体识别,因此难以估算其绝对的种群数量或种群密度 2.3。采用相对多度指数RAI(R e l a t i v e A b u n-danceIndex)作为评估各物种相对种群数量的指标 2,3,计算公式为:RAI=(独立有效探测数/总有效相机工作日)1000其中,独立有效探测的定义如下:A单个位点上红外相机拍摄到某物种就记为对此物种的1次独立有效探测;B.对于同种动物(不管是否相同个体)触发相机后连续拍摄的照片和视频,两组之间以30 min间隔为划分不同独立有效探测事件的标准。即前一组中最后一份照片和视频拍摄后,间隔30 min以上再次拍摄
16、到该物种的照片或视频才算作1次新的独立有效探测;C.独立有效探测数与单张照片/视频或单次探测中拍摄到的同种动物的个体数量无关。根据以上公式,分别计算调查中记录到的兽类、鸟类各个物种的相对多度指数。2结果本调查于2 0 19 年11月至2 0 2 1年12 月进行,共布设调查位点10 6 个,海拔范围为2 18 9 35 14m,覆盖8 7 个1km1km方格(图1)。这10 6 个相机位点的总有效工作量为7 6 342 个相机日,共拍摄到61研究报告白冉君,等:基于红外相机技术的四川九寨沟国家级自然保护区鸟兽多样性调查野生兽类照片与视频40 9 11份,有效探测数110 45次;家畜照片与视频
17、35 5 1份,有效探测数38 8 次;鸟类照片与视频2 0 31份,有效探测数6 48 次。红外相机共记录到分属5 目13科的野生兽类25种,以及家畜5(家犬、家马、家猪、家羊、家牛)(表1)。另有部分未能鉴定出具体物种的兽类记录,多为小型啮齿目动物。在记录到的2 4种野生兽类中,偶蹄目(Artiodactyla)共4科10 种,食肉目(Carnivora)共5 科8 种,啮齿目(Roderltia)共2科4种;其他还包括灵长目(Primates)1科2 种和兔形目(Lagomorpha)1科1种。经与九寨沟自然保护区的生物多样性中兽类本底调查物种名录对比,确认藏酋猴(Macaca thib
18、etana)、亚洲狗(Meles leucurus)、小麂(Muntiacus reevesi)、水鹿(R u s a u n i c o l o r)与梅花鹿为九寨沟保护区的新记录种。表1四四川九寨沟国家级自然保护区2 0 19-2 0 2 1年红外相机调查记录到的兽类物种Tab.1 The mammal species recorded in the camera-trapping survey in Jiuzhaigou National Nature Reserve,Sichuan Province,2019-2021国家保护级别位点数照片数相对多物种IUCN红色名录独立探测数Nati
19、onal protectedNo.detectedNo.photography/度指数SpeciesIUCNRedListNo.detectionscategorystationsvideo recordsRAI野生兽类Wild(一)灵长目Primates(1)猴科 Cercopithecidae1.川金丝猴Rhinopithecus roxellana1EN2615911532.002.藏酋猴MacacathibetanaINT1110.01(二)食肉目Carnivora(2)犬科Mustelidae3.赤狐VulpesvulpesILC1231170.22(3)熊科 Ursidae4.亚洲
20、黑熊Ursus thibetanusIVU35177720.94(4)鼬科Mustelidae5.黄喉貂MartesflavigulaILC604302102.756.黄鼬Mustela sibiricaLC2356390.517.猪ArctonyxcollarisVU475662703.548.亚洲狗MelesleucurusLC11470.09(5)灵猫科Viverridae9.花面狸PagumalarvataLC383241672.19(6)猫科Felidae10.豹猫Prionailurus bengalensisILC21108570.75(三)偶蹄目Artiodactyla(7)猪
21、科Suidae11.野猪Sus scrofaLC76405498412.89(8)麝科Moschidae12.林麝Moschusberezovski1EN264201441.89(9)鹿科Cervidae13.小麂Muntiacus reevesiLC1310.0114.毛冠鹿ElaphoduscephalophusINT9011 601371548.6615.梅花鹿Cervus nippon1LC5119280.3716.水鹿RusaunicolorVU1210.01(10)牛科Bovidae17.扭角羚Budorcastaxicolor1VU5555784555.9618.中华斑羚Naem
22、orhedusgriseusIVU9512988351746.0719.中华鬣羚CapricornismilneedwardsiiIVU6111263314.34622023年四川林业科技第44卷第4期(续表1)国家保护级别位点数照片数相对多物种IUCN红色名录独立探测数National protectedNo.detectedNo.photography/度指数SpeciesIUCNRedListNo.detectionscategorystationsvideo recordsRAI20.岩羊Pseudois nayaurIILC21320630.83(四)啮齿目Roderltia(11)
23、松鼠科Sciuridae21.岩松鼠SciurotamiasdavidianusLC783310.4122.隐纹花松鼠TamiopsswinhoeiLC316564365.7123.复齿鼠Trogopterus xanthipesNT1420.03(12)豪猪科Hystricidae24.中国豪猪HystrixhodgsoniLC263341652.16(五)兔形目Lagomorpha(13)鼠兔科 Ochotonidae25.藏鼠兔OchotonathibetanaLC435140.18家畜Livestock1.家狗1253220.292.家马453310.413.家猪4541520.684
24、.家羊3278290.385.家牛(包括黄牛与耗牛)2521462543.33记录到的2 5 种野生兽类中,被列为国家一级重点保护野生动物的有4种,分别是川金丝猴(R h i n o p i t h e c u s r o x e l l a n a)、林麝(Moschus berezov-ski)、梅花鹿(Cervusnippon)、扭角羚(Budorcastaxicolor);被列为国家二级重点保护野生动物的有10种,分别为藏酋猴、赤狐(Vulpesvulpes)、亚洲黑熊(Ursus thibetanus)黄喉貂(Martes flavigula)豹猫(Prionailurus beng
25、alensis)、毛冠鹿(Elaphoduscephalophus)、水鹿、中华斑羚(Naemorhedusgri-seus)、中华鬣羚(Capricornismilneedwardsi)与岩羊(Pseudois nayaur)。在IUCN受威胁物种红色名录中被评估为濒危(EN)级别的有2 种,分别是川金丝猴和林麝;被评估为易危(VU)级别的有6种,分别是亚洲黑熊、猪(Arctonyxcollaris)、水鹿、扭角羚、中华斑羚与中华鬣羚(在IUCN红色名录中现被列为苏门羚C.sumatraensis的亚种);被评估为近危(NT)级别的有3种,分别是藏酋猴、毛冠鹿与复齿鼠(Trogopterus
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