穆文靖周紹春梁 卓張明海*

(1.東北林業(yè)大學野生動物資源學院，哈爾濱，150040；2.黑龍江省野生動物研究所，哈爾濱，150040；3.黑龍江老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)管理局，牡丹江，157000)

老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)獸類多樣性研究

穆文靖1周紹春2梁 卓1張明海1*

(1.東北林業(yè)大學野生動物資源學院，哈爾濱，150040；2.黑龍江省野生動物研究所，哈爾濱，150040；3.黑龍江老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)管理局，牡丹江，157000)

老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)；冬季；樣線調(diào)查；紅外相機監(jiān)測；獸類多樣性

2013～2014年在黑龍江老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)采用紅外相機監(jiān)測和樣線調(diào)查開展了獸類多樣性研究。研究結果：1)紅外相機監(jiān)測共拍攝到照片4 060張，7科13種獸類，分別為貓科(Felidae)東北虎(Pantheratigrisaltaica)、東北豹(Pantherapardusorientalis)、豹貓(Prionailurusbengalensis)；鹿科(Cervidae)的西伯利亞狍(Capreoluspygargus)、梅花鹿(Cervusnippon)；豬科(Suidae)的野豬(Susscrofa)；松鼠科(Sciuridae)的松鼠(Sciurusvulgaris)；鼬科(Mustelidae)狗獾(Melesmeles)、青鼬(Martesflavigula)；熊科(Ursidae)黑熊(Ursusthibetanus)、棕熊(Ursusarctos)；兔科(Leporidae)雪兔(Lepustimidus)、東北兔(Lepusmandshuricus)。相對豐富度最高的是雪兔，其次為西伯利亞狍。2)樣線調(diào)查共發(fā)現(xiàn)獸類足跡443條，根據(jù)足跡形狀共鑒定獸類6科8種，分別為西伯利亞狍、梅花鹿、野豬、黃鼬(Mustelasibirica)、黑熊、雪兔，其中遇見率最高的為狍，其次為野豬。

野生動物資源監(jiān)測對于了解野生動物資源現(xiàn)狀和加強瀕危物種的保護極其重要[1]。利用紅外相機監(jiān)測和樣線調(diào)查能有效掌握野生動物多樣性，并為制定科學的保護計劃提供科學依據(jù)[2]。相機監(jiān)測用于記錄動物的活動已有半個多世紀[3-4]，隨著技術的進步，紅外相機作為對野生動物進行“非損傷”性采樣技術，已成為了研究野生動物多樣性的重要手段之一[5]，與傳統(tǒng)手段相比，該技術具有對動物干擾小、能捕獲難以發(fā)現(xiàn)的物種、影像資料便于存檔檢索等優(yōu)點。在國內(nèi)，研究者利用紅外相機記錄野生動物的活動模式[6]，探測野生動物的多樣性[7-8]，或者記錄特定的野生動物，如東北虎(Pantheratigrisaltaica)[9]、大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)[10-11]、雪豹(Unciauncia)[12-13]及華南虎(Pantheratigrisamoyensis)[14-15]等，這些研究大多針對特定的目標動物，調(diào)查時間只有幾天或者1～3個月，獲取的動物照片數(shù)量也相對較少。

早期的野生動物研究方法主要包括糞堆統(tǒng)計法、樣線法、樣帶法、截線法等。樣線法是進行大范圍內(nèi)大型野生動物調(diào)查的有效方法之一。本文采用紅外相機監(jiān)測和傳統(tǒng)的樣線法對老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)內(nèi)的獸類多樣性進行研究。

1 研究地點

黑龍江老爺嶺東北虎自然保護區(qū)位于長白山地老爺嶺南部山地(N43°24′39.88″～ 43°49′6.64″，E130 °47′42.15″～ 131° 18′ 51.22″)，面積71 278 hm2，區(qū)域內(nèi)地形多為丘陵山崗，最大坡度為40°，一般坡度在10°～25°之間，海拔高度在600～1 000 m之間。氣候屬中緯度溫帶大陸性季風氣候，7月最高溫度為31℃，1月最低溫度為-32℃。該保護區(qū)內(nèi)分布的高等植物119科606種，其中苔蘚植物27科42種，蕨類植物13科30種，裸子植物2科8種，被子植物77科526種，豐富的野生植物孕育了多樣的野生動物，致使該保護區(qū)在我國東北虎保護中占據(jù)舉足輕重的地位。

2 研究方法

2.1 相機監(jiān)測和樣線調(diào)查

2.1.1 紅外相機監(jiān)測

架設相機時間為2013年5月～2014年10月。相機布設在東北虎重點分布區(qū)內(nèi)，按密度1臺/3.3 hm2(圖1)均勻布設，本次監(jiān)測共布設遠紅外相機70臺(Ltl ACORN 5210)，覆蓋面積達230 hm2。

圖1 黑龍江老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)遠紅外相機監(jiān)測和樣線調(diào)查示意圖Fig.1 Map of camera trapping locations and line transect surveys in Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve

2.1.2 冬季樣線調(diào)查

2014年12月在保護區(qū)東北虎重點分布區(qū)樣地內(nèi)(230 hm2)布設遠紅外相機，每條樣線長約5 km，36條，樣線間距3 km，覆蓋所有林型(圖1)。調(diào)查期間，每條樣線由2位具有豐富經(jīng)驗，掌握野生動物足跡知識，能正確辨別各類動物足跡的調(diào)查人員負責。在調(diào)查過程中，只記錄判斷為新鮮(<24 h)的動物足跡。

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 紅外相機數(shù)據(jù)收集處理

2.2.1.1 照片篩選

對紅外相機所獲得的數(shù)據(jù)首先進行動物照片分類，然后去除重復的動物個體的照片(即去除同一地點同一動物在連續(xù)拍攝的2張照片中的重復照片)。此外，對于長時間停留在相機前的動物，經(jīng)過對比確認保留用于分析的有效照片數(shù)。

該垃圾焚燒發(fā)電項目規(guī)模為3×750 t/d，NOx排放限值為75 mg/m3（11%O2，標態(tài)干基，小時均值），采用SNCR+SCR系統(tǒng)脫硝，設備投資成本約為4 000萬元，脫硝還原劑采用20%氨水，煙氣凈化工藝為：“SNCR+半干法+干法+活性炭噴射+袋式除塵器+SGH+SCR系統(tǒng)+GGH+濕法系統(tǒng)”，工藝流程如圖3所示，其中袋式除塵器出口煙氣溫度為150℃，SGH將袋式除塵器出口150℃煙氣加熱至180℃后進入SCR系統(tǒng)脫硝，脫硝后煙氣經(jīng)過濕法脫酸系統(tǒng)處理后通過引風機排放。

2.2.1.2 遠紅外相機照片數(shù)據(jù)分析

用拍攝到的動物的有效照片計算相對豐富度指數(shù)(relative abundance index，RAI)：

RAI=Ai/N×100

其中，Ai代表第i類(i=1…9)動物出現(xiàn)的有效照片數(shù)，N代表有效照片總數(shù)。

2.2.2 樣線調(diào)查數(shù)據(jù)處理

2.2.2.1 足跡相對豐富度指數(shù)

相對足跡偶見率(RFP)=物種總足跡數(shù)量(TNT)/總樣線長度(TL)

2.3.2.2 Shannon-Weiner多樣性指數(shù)

S表示物種種類數(shù)，Pi表示第i種的個體數(shù)占總個體數(shù)的比例，通過對照片數(shù)據(jù)(SH-2012-10-00-29)和樣線調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，最終確定保護區(qū)獸類資源多樣性。

3 研究結果

3.1 遠紅外相機監(jiān)測多樣性結果

70臺紅外相機累計監(jiān)測4 060捕獲日，共獲得獨立有效照片194張，拍攝到獸類7科13種(表1，圖2)。

圖2 紅外相機所記錄獸類物種數(shù)隨捕獲強度變化的曲線Fig.2 Accumulative curve of species richness with increasing trap days by camera traps

通過物種捕獲數(shù)量和相機捕獲日之間的分析，發(fā)現(xiàn)70臺紅外相機連續(xù)監(jiān)測50 d(即3 500個捕獲日)時物種捕獲數(shù)量達到漸近線，能拍攝到監(jiān)測區(qū)域的大部分獸類。雪兔(Lepustimidus)的相對豐富度指數(shù)最高，其次為西伯利亞狍(Capreoluspygargus)，而棕熊(Ursusarctos)僅拍攝到1次(表1)。

表1 老爺嶺東北虎自然保護區(qū)紅外相機記錄的獸類種類

Tab.1 Mammals recorded by camera traps in Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve

續(xù)表1

3.2 冬季樣線調(diào)查監(jiān)測結果

樣線調(diào)查共觀察到獸類足跡443條，共鑒定獸類6科8種，分別為西伯利亞狍(足跡284條)、雪兔(37條)、馬鹿(Cervuselaphus)(36條)、梅花鹿(Cervusnippon)(15條)、黑熊(Ursusthibetanus)(2條)、野豬(Susscrofa)(64條)、黃鼬(Mustelasibirica)(4條)和東北豹(Pantherapardusorientalis)(1條)。相對足跡偶見率以西伯利亞狍最高，其次為野豬(表2)。

表2 老爺嶺東北虎自然保護區(qū)樣線調(diào)查記錄的獸類種類

Tab.2 Mammals recorded by line transect survey in Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve

研究結果表明，保護區(qū)內(nèi)珍稀大中型獸類資源較為豐富，其中西伯利亞狍、雪兔和野豬為數(shù)量最多的3個物種。本次調(diào)查中，紅外相機所記錄的獸類中有5種在樣線法調(diào)查中未被記錄到，分別為豹貓(Prionailurusbengalensis)、東北虎、狗獾(Melesmeles)、棕熊、青鼬(Martesflavigula)，而樣線法調(diào)查所記錄的獸類中有馬鹿、黃鼬2種在相機調(diào)查中未被記錄到。紅外相機監(jiān)測保護區(qū)的獸類多樣性指數(shù)為1.582。樣線法調(diào)查保護區(qū)的獸類多樣性指數(shù)為1.171。老爺嶺國家級自然保護區(qū)分布有多種珍稀的大中型獸類資源，其中大型瀕危動物東北豹、東北虎種群數(shù)量稀少，它們的種群數(shù)量和分布情況有待加強調(diào)查和保護管理；遠紅外相機監(jiān)測顯示雪兔的相對豐富度指數(shù)最高，其次為西伯利亞狍；樣線法調(diào)查發(fā)現(xiàn)相對足跡遇見率以西伯利亞狍最高，其次為野豬。

4 討論

研究中發(fā)現(xiàn)，紅外相機所記錄的獸類中有5種在樣線法調(diào)查中未被記錄到，而樣線法調(diào)查所記錄的獸類中有2種在相機調(diào)查中未被記錄到，其他6種獸類則在2種調(diào)查中都有發(fā)現(xiàn)。物種總數(shù)上，紅外相機調(diào)查得到的13種要高于冬季樣線調(diào)查的8種。紅外相機調(diào)查物種較多的原因在于其24 h持續(xù)不間斷工作的優(yōu)勢。但是在緯度和海拔較高的地區(qū)，在冬季某些月份的低溫條件導致紅外相機無法正常工作。因此冬季樣線足跡調(diào)查盡管有著不易分辨近似物種、難于準確識別個體等缺點，其仍然是高緯度和高海拔地區(qū)冬季獸類調(diào)查的主要方法。本次研究表明紅外相機監(jiān)測和樣線法調(diào)查所得數(shù)據(jù)可以相互補充和印證，能更全面客觀地評價研究區(qū)域的獸類多樣性。

此外，紅外相機還可詳細記錄每個物種的活動時間和生境特征等重要信息[14-15]。顯然，紅外相機監(jiān)測和樣線法調(diào)查在監(jiān)測強度和工作方式也存在很大不同。紅外相機可進行全天候連續(xù)監(jiān)測，受環(huán)境和生境的限制較少。但樣線調(diào)查周期較短，工作強度大，而且需調(diào)查人員對動物的足跡和其他痕跡有準確的識別能力。而且，樣線調(diào)查主要在北方冬季(有積雪覆蓋)的調(diào)查效果顯著，因此受季節(jié)和區(qū)域限制。這些野生動物監(jiān)測與研究工作的開展將為黑龍江老爺嶺東北虎國家級自然保護區(qū)獸類資源保護提供依據(jù)。

紅外相機調(diào)查中，數(shù)量/出現(xiàn)頻次最高的物種依次為雪兔、西伯利亞狍、野豬；冬季樣線調(diào)查中，出現(xiàn)頻次最高的物種依次為西伯利亞狍、野豬、雪兔。可見對于當?shù)財?shù)量密度較高的物種，2種方法的調(diào)查結果相差不大，可以結合具體情況選擇其一。2種調(diào)查方法主要在其他數(shù)量/出現(xiàn)頻次相對較低的物種上差異較大，各自都有未發(fā)現(xiàn)的物種。因此在調(diào)查數(shù)量較少、物種分布密度較低的區(qū)域時，適合2種或多種方法結合調(diào)查，才會得出比較全面和準確的結果。

本次調(diào)查中，出現(xiàn)在保護區(qū)內(nèi)的國家Ⅰ級保護野生動物有東北虎、東北豹、梅花鹿3種，數(shù)量均相對較少；國家Ⅱ級保護野生動物有馬鹿、黑熊、棕熊、青鼬、雪兔5種，僅雪兔數(shù)量相對較高，其余物種數(shù)量較少。因此建議保護區(qū)的管理重點還應落實在防止偷獵盜獵、保護棲息地不受破壞與人為干擾方面，積極加強監(jiān)測巡邏，嚴格執(zhí)法，做好清套等反偷盜獵工作，避免某一物種的種群數(shù)量小于最小可存活種群導致逐漸消失。

致謝：感謝東北林業(yè)大學邢博對紅外相機架設監(jiān)測和野外調(diào)查工作的大力支持。

[1] Marsh D M，Trenham P C.Current trends in plant and animal population monitoring[J].Conservation Biology：the Journal of the Society for Conservation Biology，2008，22(3)：647-655.

[2] 劉芳，李迪強，吳記貴.利用紅外相機調(diào)查北京松山國家級自然保護區(qū)的野生動物物種[J].生態(tài)學報，2012，32(3)：730-739.

[3] Institute of Zoology,Chinese Academy of Sciences.Camera data team for wildlife diversity monitoring(2013)camera data network of wildlife diversity monitoring：an online database[EB/OL].Institute of Zoology，CAS，Beijing.(2013-11-01) .http：/cameradata.ioz.ac.cn.

[4] 程繼臻.黑龍江省珍稀獸類資源及動態(tài)分析[J].林業(yè)勘查設計，1996(4)：68-69.

[5] Tobler M W，Carrillo-Percastegui S E，Powell G.Habitat use，activity patterns and use of mineral licks by five species of ungulate in south-eastern Peru[J].Journal of Tropical Ecology，2009，25(3)：261-270.

[6] Pei J Q.An evaluation of using auto-trigger cameras to record activity patterns of wild animals[J].Taiwan Journal of Forest Science，1998，13(4)：317-324.

[7] Harris R B.Use of remote camera systems to document wildlife species presence in forested areas of Yunnan[J].Zoological Research，1996：17：360-370.

[8] 肖詩白，陳慶.紅外相機記錄雨林危機[J].生命世界，2009(2)：66-69.

[9] 李志興.琿春再現(xiàn)東北虎[J].野生動物，2004，25(2)：34.

[10] 盧學理，蔣志剛，唐繼榮，等.自動感應照相系統(tǒng)在大熊貓以及同域分布的野生動物研究中的應用[J].動物學報，2005，51(3)：495-500.

[11] He Baisuo，Yuan Zhaohui，Zhang Ximing，et al.Infrared triggered camera trap survey technique pand monitoring[J].Science Journal of Northwest University Online，2009，7(2)：1-5.

[12] 馬鳴，徐峰，Chundawat R S，等.利用自動照相術獲得天山雪豹拍攝率與個體數(shù)量[J].動物學報，2006，52(4)：788-793.

[13] Ma Ming，Xu Feng.Successful camera trapping on snow leopard in the Muzat Valley Tomur Feng Nature Reserve，Xinjiang，PR China[J].Arid Land Geography，2006，29：307-308.

[14] 黃祥云，胡德夫，劉偉石，等.宜黃自然保護區(qū)華南虎野生種群調(diào)查及棲息地評價[J].北京林業(yè)大學學報，2003，25(4)：54-58.

[15] Liu Xuehua，Wu Pengfeng，Songerd M，et al.Monitoring wildlife abundance and diversity with infra-red camera traps in Guanyinshan Nature Reserve of Shaanxi Province，China[J].Ecological Indicators，2013，33：121-128.

Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve；Winter；Snow transect line survey；Camera trap monitoring；Mammal diversity

Mammal Diversity in Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve

Mu Wenjing1Zhou Shaochun2Liang Zhuo3Zhang Minghai1*

(1.College of Wildlife Resources，Northeast Forestry University，Harbin，150040，China；2.Heilongjiang Provincial Institute of Wildlife，Harbin，150040，China；3.Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve，Mudanjiang，157000，China)

We investigated mammal diversity using camera-trap monitoring and snow transect line surveys in Heilongjiang Laoyeling Amur Tiger National Nature Reserve from 2013 to 2014.Camera-traps recorded a total of 4 060 photographs of 13 mammal species of 7 families.These includedPantheratigrisaltaica，PantherapardusorientalisandPrionailurusbengalensisin the Felidae，CapreoluspygargusandCervusnipponin the Cervidae，Susscrofain the Suidae，Sciurusvulgarisin the Sciuridae，MelesmelesandMartesflavigulain the Mustelidae，UrsusthibetanusandUrsusarctosin the Ursidae，andLepustimidusandLepusmandshuricusin the Leporidae.Lepustimiduswas the most abundant species，followed byCapreoluspygargus.We recorded 443 footprint trails during the snow transect line surveys.These represented 8 species of 6 families based on shapes of footprints.These wereCapreoluspygargusandCervusnipponin the Cervidae，Susscrofain the Suidae，Mustelasibiricain the Mustelidae，Ursusthibetanusin the Ursidae andLepustimidusin the Leporidae.The trails ofCapreoluspygarguswere the most frequently encountered，followed bySusscrofa.

稿件運行過程

2017-05-05

修回日期：2017-07-10

發(fā)表日期：2017-11-1

Q958.1

A

2310-1490(2017)04-545-05

國家林業(yè)局保護司項目《野生東北虎瀕危機制與保護規(guī)劃研究》

穆文靖，男，27歲，碩士研究生；主要從事野生動物生態(tài)學研究。

*通訊作者：張明海，E-mail：zhangminhai2004@126.com