基于衛(wèi)星定位技術(shù)的洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍研究

徐正剛 ，王雙業(yè) ，趙運(yùn)林 ，彭 姣 ，3，羅亮宇 ，段酬蒼 ，3

（1. 中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2. 湖南城市學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 益陽(yáng) 413000；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

基于衛(wèi)星定位技術(shù)的洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍研究

徐正剛1，2，王雙業(yè)1，趙運(yùn)林1，彭 姣1，3，羅亮宇1，段酬蒼1，3

（1. 中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2. 湖南城市學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 益陽(yáng) 413000；3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科技學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

為了解洞庭湖野生麋鹿種群的活動(dòng)范圍，為洞庭湖麋鹿種群保護(hù)與恢復(fù)提供依據(jù)，利用衛(wèi)星定位技術(shù)對(duì)洞庭湖野生麋鹿進(jìn)行追蹤，研究洞庭湖野生麋鹿活動(dòng)范圍與水位變化之間的關(guān)系。結(jié)果表明：洞庭湖野生麋鹿活動(dòng)范圍較廣，且麋鹿活動(dòng)范圍與洞庭湖水位密切相關(guān)。在高水位時(shí)期，隨著洞庭湖水位的不斷升高，麋鹿活動(dòng)范圍會(huì)不斷向岸邊移動(dòng)，在低水位時(shí)期，洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍階段性向外湖遷移。研究對(duì)于了解洞庭湖麋鹿的適宜生境，通過(guò)水位調(diào)控確保洞庭湖麋鹿種群生態(tài)安全具有重要意義。基于衛(wèi)星定位技術(shù)的研究方法對(duì)于洞庭湖其他珍稀動(dòng)物活動(dòng)范圍的研究具有重要借鑒意義。

麋鹿；野生動(dòng)物追蹤；洞庭湖；水位

麋鹿Elaphurus davidianus隸屬鹿科麋鹿屬[1]，為我國(guó)Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的瀕危野生動(dòng)物。成年雄鹿平均體重約為200 kg成年雌鹿約為150 kg。我國(guó)現(xiàn)存麋鹿總數(shù)已經(jīng)超過(guò)2 000頭。麋鹿主要棲息在濕地區(qū)域，喜泥浴和泡水，曾為長(zhǎng)江中下游和黃河中下游地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵種。麋鹿牙齒纖弱，主要以禾草類、苔草類和樹(shù)葉為食。一般鹿類在春夏掉角，然后再長(zhǎng)出茸角，而糜鹿冬季掉角，掉角后開(kāi)始生長(zhǎng)茸角，3—4月茸角頹茸[2]。糜鹿的頸背粗壯，形似駱駝，尾部長(zhǎng)度明顯超過(guò)其它鹿類，部分可達(dá)踩關(guān)節(jié)處。糜鹿的蹄扁平、寬大，趾間有皮膜，側(cè)蹄發(fā)達(dá)且能著地[3]。近年來(lái)隨著麋鹿的棲息環(huán)境問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外對(duì)麋鹿的研究也越來(lái)越多。其中國(guó)內(nèi)有關(guān)糜鹿的研究主要關(guān)于野外絕滅原因探討[4]、種群動(dòng)態(tài)及管理[5]、產(chǎn)仔行為[6]、對(duì)光周期的適應(yīng)[7]、交配計(jì)策[8]、生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖習(xí)性[9]、采食植物[10]、遺傳多樣性[11]、行為譜[12]、重引入[2，13]等方面。國(guó)外對(duì)糜鹿的研究主要集中在生物學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、行為學(xué)等領(lǐng)域[14-20]。

麋鹿未滅絕之前廣泛分布于洞庭湖區(qū)域。1998年長(zhǎng)江洪水沖壞了湖北石首天鵝洲自然保護(hù)區(qū)的圍欄，保護(hù)區(qū)麋鹿出現(xiàn)小群體外逃情況。洞庭湖現(xiàn)存麋鹿經(jīng)湖北石首天鵝洲的專家鑒定系天鵝洲外逃麋鹿群，為全國(guó)唯一自然野化種群。洞庭湖麋鹿種群在之后的時(shí)間內(nèi)得到了良好的發(fā)展，調(diào)查顯示：目前洞庭湖區(qū)汛期麋鹿主要分布在東洞庭湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)注滋口兩岸的高位洲灘和漉湖區(qū)域，種群大小約為70～90頭，其中注滋河兩岸約50～60頭，漉湖區(qū)域約20～30頭。

本研究利用野生動(dòng)物衛(wèi)星跟蹤定位技術(shù)，調(diào)查洞庭湖野生麋鹿在洞庭湖區(qū)域內(nèi)的活動(dòng)區(qū)域，討論洞庭湖野生麋鹿活動(dòng)范圍與水位的關(guān)系，為洞庭湖野生麋鹿棲息環(huán)境提供保護(hù)依據(jù)，為洞庭湖區(qū)域麋鹿重引入提供參考，對(duì)解決半散養(yǎng)狀態(tài)下麋鹿種群密度過(guò)大的問(wèn)題具有重要意義。同時(shí)，研究對(duì)洞庭湖其他珍稀動(dòng)物活動(dòng)范圍的研究具有重要借鑒意義。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

洞庭湖（28°44′～ 29°35′N，111°53′～ 113°05′E）地處長(zhǎng)江中游荊江河段南岸、湖南省北部，湖體呈近似“U”形，承納湘、資、沅、澧四水，吞吐長(zhǎng)江[21]。當(dāng)前洞庭湖主要由東洞庭湖（1 328 km2），南洞庭湖（920 km2），西洞庭湖（443 km2），三個(gè)湖（區(qū)）組成，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季分明、熱量豐富、降雨充沛、降雨季節(jié)集中等鮮明特點(diǎn)，具較明顯的大陸性氣候。湖區(qū)多年平均氣溫16.5～17.0℃，全年最冷月平均溫度約3.8～4.5℃（一月份），全年最熱月平均28.8～29.2℃（七月份）。多年平均氣溫的空間分布呈自東南向西北遞減的趨勢(shì)[2]。洞庭湖水位分為主汛期、平水期和枯水期。洞庭湖每年4月—7月為主汛期，湖水水位上漲，8月后受長(zhǎng)江來(lái)水頂托，湖水仍維持高水位，10月—12月水位下降，為平水期，枯水期從1月持續(xù)到翌年3月[22]。

本研究的區(qū)域位于東洞庭湖西岸的漉湖，該區(qū)域存在洞庭湖野化麋鹿種群。漉湖區(qū)域主要植被是蘆葦，擁有洞庭湖最大的漉湖蘆葦場(chǎng)[23]。同時(shí)，由于該地區(qū)高程范圍在25.6～31.2 m之間，較其他區(qū)域高，故該區(qū)域存在范圍較大的洲灘。

1.2 洞庭湖麋鹿野外追蹤

2014年7月25日，由于洞庭湖漲水，麋鹿在洞庭湖的棲息地被大水淹沒(méi)，一只奄奄一息麋鹿進(jìn)入沅江市南大膳鎮(zhèn)漉湖防洪堤垸內(nèi)居民區(qū)，失足掉進(jìn)池塘，在攀爬逃生過(guò)程中多處受傷。經(jīng)過(guò)18天的救護(hù)治療和精心飼養(yǎng)，該救助麋鹿傷愈康復(fù)。為進(jìn)一步了解、掌握洞庭湖野生麋鹿種群的活動(dòng)情況情況，2014年8月11日，為這頭小麋鹿佩戴了全球定位跟蹤器（http://www.hqxs.net/），并于救助地點(diǎn)進(jìn)行了放生（圖1）。

圖1 洞庭湖野生麋鹿佩戴衛(wèi)星追蹤器與放生Fig. 1 The tracking devices was fixed and the Elaphurus davidianus was released

為了解該麋鹿在野外的生存狀況，2014年10月25日依據(jù)該麋鹿的定位信息，對(duì)該麋鹿棲息地區(qū)域進(jìn)行了考察?？疾熘邪l(fā)現(xiàn)了佩戴衛(wèi)星追蹤器的麋鹿，并確認(rèn)該只麋鹿進(jìn)入了該地區(qū)麋鹿種群（圖2），因此該麋鹿的行為能有效代表該種群的行為。該種群共觀察到麋鹿13頭。

圖2 野外觀察佩戴衛(wèi)星追蹤器麋鹿及其種群Fig. 2 The Elaphurus davidianus population in wildlife

截止到2014年10月23日，共收集有效麋鹿衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)673條，完整記錄洞庭湖野生麋鹿放生后的行為軌跡（圖3）。研究所用洞庭湖水位數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)江水文網(wǎng)（http://www.cjh.com.cn/）。

圖3 洞庭湖野生麋鹿行為軌跡Fig. 3 The Elaphurus davidianus population route in Dongting lake based on the tracking devices

2 結(jié)果與分析

2.1 洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍

自2014年8月13日至2014年10月23日，放生麋鹿軌跡不斷向洞庭湖外湖深處移動(dòng)，移動(dòng)直線距離達(dá)24 713.78 m。在研究期間，洞庭湖水位經(jīng)歷了汛期向平水期的過(guò)度。洞庭湖水位由高水位向低水位過(guò)度。由研究期間洞庭湖水位的汛期與平水期剛好對(duì)應(yīng)洞庭湖野生麋鹿種群的兩個(gè)活動(dòng)區(qū)域（分別命名為A、B區(qū)域，圖4）。

圖4 洞庭湖水位與麋鹿活動(dòng)范圍Fig. 4 The relationship between water level of Dongting lake and activity range of Elaphurus davidianus population

2.2 高水位下洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍

分析洞庭湖高水位階段（8月13日—9月29日，圖5）水位與洞庭湖野生麋鹿種群活動(dòng)范圍，發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。8月13日到8月18日水位在29.0 m左右波動(dòng)，處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間麋鹿種群基本在A1區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，只有很少一部分定位點(diǎn)處在A1范圍之外。8月24日到9月2日水位呈微弱的下降趨勢(shì)，最高水位29.78 m最低水位29.69 m，到9月4日水位回升到30.03 m。這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，水位呈現(xiàn)出先下降然后又上升的過(guò)程，麋鹿的定位點(diǎn)幾乎遍布整個(gè)A區(qū)域 內(nèi)，但主要集中在A2區(qū)域。此階段水位較前一階段高，麋鹿活動(dòng)區(qū)域亦較前一階段靠近岸邊，這直接反映了水位對(duì)麋鹿活動(dòng)范圍的物理性驅(qū)動(dòng)。9月18日到9月29日之間水位一直維持在29.63 m以上，而麋鹿的定位點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到更靠近岸邊的A3區(qū)域（圖6）。

在高水位階段水位，由于水位的升高，導(dǎo)致麋鹿棲息地被淹，麋鹿的活動(dòng)范圍不斷向靠近洞庭湖堤岸處移動(dòng)。

2.3 低水位下洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍

洞庭湖低水位階段（9月2日到9月23日，圖7）水位和洞庭湖野生麋鹿種群活動(dòng)范圍呈現(xiàn)出良好的相關(guān)關(guān)系。9月11日水位以穩(wěn)定的下降速度下降到26.25 m，在此之間麋鹿種群主要在B1區(qū)域活動(dòng)。9月11日到9月19日水位從26.25 m一直下降到24.44 m，并且在此之間水位的下降速度要相對(duì)快于前一階段，而此時(shí)的麋鹿主要在B2區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，此區(qū)域相對(duì)遷移階段更加靠近內(nèi)湖。9月19日到9月23日水位依然呈下降趨勢(shì)，一直下降到了23.54 m，在此時(shí)間段內(nèi)，麋鹿一直在B3區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，此區(qū)域較前面的區(qū)域里湖心區(qū)域更近。在麋鹿的三個(gè)活動(dòng)區(qū)域之間，并沒(méi)有太多的定位點(diǎn)，并且這些定位點(diǎn)是單向的，可以確定為麋鹿的遷移過(guò)程。在低水位階段洞庭湖野生麋鹿隨著水位的下降不斷向洞庭湖外湖區(qū)域遷移（圖8）。

與高水位時(shí)期比較，低水位時(shí)期麋鹿遷徙具有一定的階段性，即并非隨著水位的不斷下架，麋鹿不斷向外湖遷移，而是待水位下降一段時(shí)間后，麋鹿種群才會(huì)向外湖遷徙。這可能是由于需要水位退卻一段時(shí)間，以便植被的生長(zhǎng)。相反，高水位時(shí)期，麋鹿種群向堤岸的遷徙更多的表現(xiàn)為水位的直接驅(qū)動(dòng)（圖6和圖8）。

圖5 高水位期間水位變化Fig. 5 The relationship between the water level of Dongting lake and activities range in the high-water period

圖6 高水位期間麋鹿活動(dòng)區(qū)域Fig. 6 The relationship between the water level of Dongting lake and activities range in the low-water

圖7 低水位期間水位變化Fig. 7 During the low water level changes

圖8 低水位期間麋鹿活動(dòng)區(qū)域Fig. 8 Activity area of elk during low water period

3 討論與結(jié)論

衛(wèi)星定位技術(shù)是近年在野生動(dòng)物研究領(lǐng)域研究較為成熟的技術(shù)。自2003年中科院對(duì)老君山滇金絲猴佩戴野生動(dòng)物跟蹤器始，衛(wèi)星等位技術(shù)在野生動(dòng)物研究領(lǐng)域研究中的技術(shù)越來(lái)越廣泛。僅國(guó)內(nèi)對(duì)滇金絲猴、大熊貓、黑頸鶴、小天鵝以及其他的部分珍惜鳥(niǎo)類的研究越來(lái)越多[24]。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，無(wú)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)星定位項(xiàng)圈基本不會(huì)受到影響[24]。它不僅能夠提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，還能不影響野生動(dòng)物的棲息環(huán)境，既能達(dá)到監(jiān)測(cè)的目的，又不妨礙野生動(dòng)物的自由度，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控的效果，減輕了實(shí)地考察的難度。

洞庭湖區(qū)域內(nèi)，麋鹿的活動(dòng)區(qū)域隨著水位的變化不斷的改變，大致呈現(xiàn)出“水退則進(jìn)，水漲則退”的活動(dòng)規(guī)律。在研究中，洞庭湖區(qū)域野生麋鹿的活動(dòng)區(qū)域靠近水域，而這種水域大多是隨著水位的變化變動(dòng)較大的湖面。越是靠近水域的區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度相對(duì)越低，但是植被的覆蓋度相對(duì)沒(méi)有過(guò)渡地域，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯的增高的分界線，麋鹿的活動(dòng)區(qū)域大多處于這種分界線范圍。

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Study on activities range of Père David’s Deer (Elaphurus davidianus) in Dongting lake based on satellite positioning technology

XU Zhenggang1,2, WANG Shuangye1, ZHAO Yunlin1, PENG Jiao1,3, LUO Liangyu1, Duan Choucang1,3
(1.College of Life Science and Technology, Central South University of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 2. School of Chemistry & Environment, Hunan City University, Yiyang 413000, Hunan, China; 3. College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China)

In order to understand the activities range ofElaphurus davidianuspopulation in Dongting lake and supply acknowledge forElaphurus davidianusprotecting, satellite positioning technology was employed to track theElaphurus davidianuspopulation. The relationship between activities range and water level of Dongting lake was also discussed. The results showed that a wide activities range ofElaphurus davidianuspopulation and there is a closely relation between water level of Dongting lake and activities range. In the high-water period, as the water level of Dongting lake rising, the activities range will continue to move toward the shore, in other hands,in the low water periods, theElaphurus davidianuspopulation migrate into the kernel of Dongting lake. The research is important for understanding the suitable habitat ofElaphurus davidianuspopulation and protecting by water level regulation. An important reference based on satellite positioning technology can be supplied for other rare animals of Dongting lake.

Elaphurus davidianus; wildlife tracking; Dongting lake; water level

S718.52+1.1；Q144

A

1673-923X(2017)02-0110-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.02.018

2015-11-06

湖南省林業(yè)科技計(jì)劃（XLK201525）; 湖南省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2014CK2001）；湖南省科技計(jì)劃平臺(tái)項(xiàng)目（2016TP1014）；WWF 項(xiàng)目（洞庭湖自然野化麋鹿和小天鵝空間分布研究）資助

徐正剛，博士研究生，助教 通訊作者：趙運(yùn)林，教授，博士；E-mail： zyl8291290@163.com

徐正剛，王雙業(yè)，趙運(yùn)林，等. 基于衛(wèi)星定位技術(shù)的洞庭湖麋鹿活動(dòng)范圍研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 37(2):110-114.

[本文編校：吳 彬]