曹亞珍,趙聯(lián)軍,張塔星,王燦,鄭勇,許路,冉江洪*
(1.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610065;2.四川王朗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局,四川 平武 622550)
紅喉雉鶉隸屬雞形目Galliformes雉科Phasianidae雉鶉屬,我國(guó)特有高山雉類(lèi),國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物。常見(jiàn)于四川岷山、邛崍山及青海東北部-甘肅西部邊境的祁連山(約翰·馬敬能等,2000;雷富民等,2004;文隴英等,2009),主要棲息于海拔3 000~4 000 m的針闊混交林、高山針葉林、灌叢、草甸和流石灘(盧汰春,1991;約翰·馬敬能等,2000;雷富民等,2004;Liu.,2014)。由于棲息地海拔高、地處偏遠(yuǎn)、不易觀察等,僅有盧汰春等(1988)在四川寶興、Klaus等(2003)在甘肅蓮花山、文隴英等(2008)在四川茂縣對(duì)紅喉雉鶉的食性、棲息環(huán)境及行為等有觀察報(bào)道,還缺乏對(duì)其生活習(xí)性及種群參數(shù)等的了解,如日活動(dòng)節(jié)律、種群密度等。
日活動(dòng)節(jié)律指動(dòng)物在一天中不同時(shí)間段的活動(dòng)強(qiáng)度及周期性變化規(guī)律(余建平等,2017),主要受遺傳、性別、生理狀況、繁殖狀況等動(dòng)物自身特性的影響,以及溫度、光照、棲息地、種間相互關(guān)系等外在因素的調(diào)節(jié)(Luo.,2019;Tian.,2020)。日活動(dòng)節(jié)律是動(dòng)物重要的行為和生態(tài)指標(biāo)(Rowcliffe.,2014),是動(dòng)物行為研究中的重要內(nèi)容,也是物種生態(tài)位的重要維度之一(趙聯(lián)軍等,2020)。開(kāi)展動(dòng)物日活動(dòng)節(jié)律的研究,有助于了解動(dòng)物的生存壓力和受干擾程度(石江艷等,2020),也有利于開(kāi)展同域動(dòng)物共存機(jī)制的研究(Bu.,2016;陳立軍等,2019),對(duì)珍稀瀕危野生動(dòng)物保護(hù)管理措施的制定有重要的參考價(jià)值(朱博偉等,2019)。種群密度是物種的基礎(chǔ)種群參數(shù),是動(dòng)物生態(tài)學(xué)研究的基本內(nèi)容之一,也是物種瀕危等級(jí)評(píng)定及保護(hù)策略制定的基礎(chǔ)資料(余翔等,2017),能直觀反映一個(gè)地區(qū)物種的生存現(xiàn)狀,了解物種種群密度,對(duì)珍稀瀕危野生動(dòng)物的保護(hù)十分重要(文雪等,2020;鐘雪等,2020)。
2020年4月—2021年6月,在四川王朗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),采用紅外相機(jī)陷阱法、樣線法和樣點(diǎn)法對(duì)紅喉雉鶉的日活動(dòng)節(jié)律和種群密度進(jìn)行了調(diào)查,以期豐富該物種的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)資料,為該物種的保護(hù)管理以及監(jiān)測(cè)、評(píng)估提供科學(xué)支撐。
始建于1965年的四川王朗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(103°57′~104°11′E,32°49′~33°03′N(xiāo))是 最 早 的大熊貓保護(hù)區(qū)之一,總面積322.97 km,海拔2 300~4 980 m。屬丹巴-松潘半濕潤(rùn)氣候,具有明顯的干濕季節(jié),11月至次年4月為干季,5—10月為濕季(蔣勇等,2009)。年均降水量859.9 mm,年均氣溫2.9℃。植被垂直分布明顯:海拔2 600 m以下為亞高山針闊混交林,多為針葉林被砍伐后形成的次生林;2 600~3 500 m為亞高山針葉林,多為岷江冷杉、紫果云杉、方枝柏等針葉樹(shù)種組成的原始林;3 500~4 400 m為亞高山灌叢和草甸;4 400~4 900 m為高山流石灘植被;4 900 m以上為高山荒漠(蔣勇等,2009;尚曉彤等,2020)。
2.1.1 紅外相機(jī)調(diào)查法 2020年6月—2021年6月,根據(jù)研究區(qū)域地形和生境特征,結(jié)合紅喉雉鶉活動(dòng)點(diǎn),在海拔3 000~3 900 m布設(shè)25臺(tái)紅外相機(jī),相機(jī)間距不小于100 m。同時(shí)收集了保護(hù)區(qū)管理局2014—2018年布設(shè)的283個(gè)相機(jī)位點(diǎn)的數(shù)據(jù),其中有32個(gè)位點(diǎn)拍攝到了紅喉雉鶉。
2.1.2 種群密度調(diào)查 樣線法:依據(jù)紅喉雉鶉的活動(dòng)海拔和生境特點(diǎn),在保護(hù)區(qū)布設(shè)了24條樣線,海拔為2 400~3 700 m,2條樣線間的水平距離不小于500 m。2020年4—6月和2021年3—6月開(kāi)展調(diào)查。選擇天氣狀況良好的08∶00—17∶00以1~2 km·h行進(jìn),一般2人一組。發(fā)現(xiàn)紅喉雉鶉實(shí)體時(shí),記錄發(fā)現(xiàn)數(shù)量、年齡(成體/幼體)、經(jīng)緯度、海拔、行為、生境、距樣線的垂直距離等信息。
樣點(diǎn)法:沿樣線共設(shè)置了62個(gè)樣點(diǎn),海拔為2 700~3 600 m。任意2個(gè)樣點(diǎn)的距離大于500 m,在樣點(diǎn)播放紅喉雉鶉?guó)Q叫錄音,聽(tīng)到應(yīng)答則立即停止回放,反之則隔2 min回放1次,每個(gè)樣點(diǎn)停留10 min,記錄以樣點(diǎn)為圓心,半徑200 m內(nèi)不同方向上見(jiàn)到或聽(tīng)到的紅喉雉鶉群體(郭新亮等,2012),并記錄它們到樣點(diǎn)的垂直距離、方位角、鳴叫次數(shù)、鳴叫起止時(shí)間等。根據(jù)記錄的應(yīng)答時(shí)間間隔、方位角度、到樣點(diǎn)的距離等,判斷相鄰的應(yīng)答記錄是否為同一群,以避免重復(fù)計(jì)數(shù)(Lloyd,1998;朱博偉,2021)。如果 2個(gè)或以上的非連續(xù)應(yīng)答出自同一地方,僅記錄1次。
樣線、樣點(diǎn)及紅外相機(jī)位點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。
圖1 調(diào)查樣線、樣點(diǎn)及紅外相機(jī)位點(diǎn)Fig.1 Distribution of the plots,transectlines and camera traps
對(duì)紅外相機(jī)拍攝到的紅喉雉鶉照片及視頻進(jìn)行篩選,將同一紅外相機(jī)位點(diǎn)30 min內(nèi)的多張照片和視頻視為一次獨(dú)立探測(cè)(O’Brien.,2003),并記錄紅喉雉鶉第一次出現(xiàn)的實(shí)際拍攝時(shí)間。根據(jù)文獻(xiàn)資料結(jié)合實(shí)際觀察,將4—8月劃為紅喉雉鶉的繁殖季,9月至次年3月為非繁殖季(盧汰春,1991;文隴英等,2008)。
利用核密度估計(jì)方法模擬紅喉雉鶉的日活動(dòng)節(jié)律(Linkie&Ridout,2011;朱博偉等,2019;趙聯(lián)軍等,2020)。利用重疊系數(shù)(Δ)計(jì)算繁殖季和非繁殖季的日活動(dòng)節(jié)律的重疊程度,當(dāng)成對(duì)樣本中,較小的樣本數(shù)<50時(shí),選擇Δ1表示重疊程度;當(dāng)較小的樣本數(shù)>75時(shí),選擇Δ4表示重疊程度(Ridout&Linkie,2009)。Δ的取值范圍為0~1,0表示2種活動(dòng)節(jié)律完全錯(cuò)開(kāi),1表示完全重疊,Δ>0.7表示活動(dòng)節(jié)律間無(wú)顯著差異,0.6<Δ≤0.7表示有一定差異,0.5<Δ≤0.6表示差異較大,Δ≤0.5表示差異極大(陳俊橙等,2018)。
上述數(shù)據(jù)分析均在R4.1.0(R Core Team,2021)中進(jìn)行,核密度估計(jì)和重疊指數(shù)計(jì)算在R包“overlap”(Meredith&Ridout,2021)中完成。
16個(gè)相機(jī)位點(diǎn)拍攝到紅喉雉鶉獨(dú)立照片143張,保護(hù)區(qū)布設(shè)的32個(gè)相機(jī)位點(diǎn)拍攝到65張,共計(jì)208張,最低海拔為2 773 m,最高海拔為3 777 m。群體大小2~5只,平均群體大小2.63只/群(圖2)。
圖2 紅喉雉鶉獨(dú)立探測(cè)個(gè)體數(shù)Fig.2 Number of independently detected individuals of Tetraophasis obscurus
核密度分析結(jié)果顯示,紅喉雉鶉為晝行性動(dòng)物,其活動(dòng)時(shí)間為05∶30—20∶00,全天活動(dòng)最早記錄為05∶41∶59,最晚記錄為19∶53∶00,活動(dòng)曲線整體呈單峰模式,活動(dòng)強(qiáng)度在06∶00后快速增加,在08∶00—10∶00(獨(dú)立照片數(shù)占總數(shù)的26.44%)達(dá)到最高,之后快速降低至 12∶00,在 14∶00—16∶00(13.46%)有1個(gè)小的回升,而后緩慢下降,18∶00后快速下降,20∶00趨近于無(wú)(圖3)。
圖3 紅喉雉鶉全年日活動(dòng)節(jié)律Fig.3 Daily activity pattern of Tetraophasis obscurus across the year
在繁殖季(=124)與非繁殖季(=84)的日活動(dòng)節(jié)律模式不存在顯著差異(Δ=0.79),均有2個(gè)活動(dòng)高峰,日活動(dòng)曲線整體呈雙峰模式(圖4)。在繁殖季,活動(dòng)強(qiáng)度在05∶00后快速增加,在07∶00—11∶00(40.32%)達(dá)到最高,而后緩慢下降,在12∶00—16∶00(22.58%)有 1個(gè)活動(dòng)平臺(tái)期,在17∶00—19∶00(12.90%)達(dá)到下午的活動(dòng)高峰,而后快速下降。非繁殖季,活動(dòng)強(qiáng)度在06∶00快速增加,08∶00—10∶00(36.91%)達(dá)到最高,之后快速降低,在14∶00—16∶00(17.86%)達(dá)到另一個(gè)活動(dòng)小高峰,而后快速下降。
圖4 紅喉雉鶉繁殖季和非繁殖季日活動(dòng)節(jié)律的比較Fig.4 Comparison of daily activity pattern of Tetraophasis obscurus during breeding season and non-breeding season
24條樣線總長(zhǎng)67.13 km,紅喉雉鶉樣線遇見(jiàn)率50.00%。共發(fā)現(xiàn)實(shí)體19次,記錄海拔2 786~3 640 m,個(gè)體數(shù)量介于1~8只,共51只,群體平均大小為3只/群(不包含幼鳥(niǎo)),采用固定距離樣線法計(jì)算出種群密度為7.60只/km(不包含幼鳥(niǎo))。62個(gè)樣點(diǎn)中有15個(gè)樣點(diǎn)發(fā)現(xiàn)紅喉雉鶉,占25.80%,記錄到16個(gè)鳴叫群體,發(fā)現(xiàn)位點(diǎn)海拔2 980~3 443 m。采用固定半徑樣點(diǎn)法計(jì)算出群體密度為2.06群/km,按群體大小為2.63~3.00只/群,其種群密度為5.42~6.18只/km(表1)。
表1 不同方法下紅喉雉鶉種群密度的估算Table 1 Estimation of population density of Tetraophasis obscurus with different methods
82個(gè)位點(diǎn)結(jié)果顯示,保護(hù)區(qū)紅喉雉鶉的分布海拔為2 773~3 777 m。在不同植被類(lèi)型中,針葉林中發(fā)現(xiàn)概率最高(65.85%),其次為針闊混交林(24.39%)、灌叢(7.32%)、流石灘(2.44%),在草甸生境中未發(fā)現(xiàn)(圖5)。從分布海拔看,主要分布在3 200~3 400 m(42.68%),其次在3 000~3 200 m(18.29%)和3 400~3 600 m(18.29%)(圖5)。
圖5 紅喉雉鶉在不同植被類(lèi)型、海拔中的發(fā)現(xiàn)概率Fig.5 Detection rate of Tetraophasis obscurus at different vegetation types and elevations
研究結(jié)果顯示,紅喉雉鶉是晝行性鳥(niǎo)類(lèi),全年活動(dòng)模式為單峰型,清晨比傍晚活躍,活動(dòng)高峰出現(xiàn)在08∶00—10∶00,傍晚未出現(xiàn)明顯的第二個(gè)活動(dòng)高峰,這與綠尾虹雉(唐卓等,2017)、白鷴(余建平等,2017)、藏雪雞(Luo,2019)等大多數(shù)典型的晨昏型雞形目鳥(niǎo)類(lèi)的日活動(dòng)節(jié)律不同。不同的物種因其生物學(xué)特征和棲息環(huán)境的不同,日活動(dòng)節(jié)律存在差異(蘇英鈺等,2021)。一般認(rèn)為,具有親緣關(guān)系的物種,由于相似的形態(tài)特征與生理需求,其生態(tài)習(xí)性也具有一定的相似性(陳俊橙,2018;鄒啟先等,2021)。黃喉雉鶉是與紅喉雉鶉分類(lèi)地位相近的親緣物種(Liu.,2014),對(duì)比兩者繁殖季的日活動(dòng)模式,發(fā)現(xiàn)黃喉雉鶉的日活動(dòng)節(jié)律與本研究中紅喉雉鶉的相近,具有08∶00—12∶00和16∶00—19∶00早晚活動(dòng)高峰,且早晨比傍晚活躍,在13∶00—16∶00的活動(dòng)水平較低(楊楠等,2009)。
繁殖季紅喉雉鶉主要在早晚活動(dòng),這與文隴英等(2008)在四川茂縣通過(guò)直接觀察法描述報(bào)道的相似。動(dòng)物的日活動(dòng)節(jié)律受自身代謝和能量需要、季節(jié)、溫度等諸多因素的影響(朱博偉等,2019),是對(duì)周?chē)h(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。紅喉雉鶉在非繁殖季的第一個(gè)活動(dòng)高峰比繁殖季推遲1~2 h,第二個(gè)活動(dòng)高峰比繁殖季提前至14∶00—16∶00,原因可能是在非繁殖季的秋冬季,溫度較低,冰雪覆蓋較多(Tian.,2020),選擇在溫暖的中午活動(dòng),節(jié)約能量的同時(shí)也利于覓食,而繁殖季,中午氣溫高,為避免高溫帶來(lái)的不利影響,將活動(dòng)高峰推遲至17∶00—19∶00,這可能是對(duì)氣溫的適應(yīng)。氣溫是影響雉類(lèi)日活動(dòng)節(jié)律的重要因素,如血雉、白鷴等會(huì)根據(jù)不同季節(jié)中氣溫的變化來(lái)調(diào)節(jié)活動(dòng)節(jié)律,以避免高溫或者低溫的不利影響(趙聯(lián)軍等,2020)。
對(duì)繁殖季鳴叫頻繁、叫聲容易辨別的雞形目鳥(niǎo)類(lèi),基于樣點(diǎn)的鳴聲計(jì)數(shù)法是最佳的調(diào)查方法,鳴叫頻次較低或聲音較小的物種,樣線法則更好(文雪等,2020)。在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)紅喉雉鶉?guó)Q叫聲不多(25.80%),樣線法可能更適用于對(duì)紅喉雉鶉密度的野外調(diào)查。另一方面,在利用樣點(diǎn)法進(jìn)行種群密度調(diào)查時(shí),鳴叫群體的大小直接影響密度的估算(朱博偉等,2021)。本研究樣線和紅外相機(jī)調(diào)查顯示的群體大小分別為3只/群和2.63只/群。盧汰春(1991)通過(guò)經(jīng)驗(yàn)估算出四川寶興紅喉雉鶉的種群密度為7~8只/km,文隴英等(2008)通過(guò)定點(diǎn)觀察法獲得的四川茂縣紅喉雉鶉遇見(jiàn)率為3~11只/km。本研究基于樣線法計(jì)算的種群密度(7.60只/km,不包含幼鳥(niǎo))與已有的研究結(jié)果相近。而樣點(diǎn)法估算出的5.42~6.18只/km略低于寶興。
本研究主要采用固定距離樣線法和固定半徑樣點(diǎn)法估算紅喉雉鶉的種群密度。距離取樣是物種密度估算的常用方法(鄭煒等,2012;Buckland.,2015),但 Burnham 等(1980)認(rèn) 為 當(dāng) 樣本量<40時(shí)不宜使用,當(dāng)樣本數(shù)量很少時(shí),很難有合適的探測(cè)概率函數(shù)和概率密度函數(shù)擬合出合理的探測(cè)概率和密度(Harris&Burnham,2002)。文雪等(2020)比較了固定距離樣線法和距離取樣法對(duì)四川黑竹溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)雉類(lèi)的種群密度估算,發(fā)現(xiàn)樣本較小時(shí),利用距離取樣估算種群密度會(huì)產(chǎn)生較大的偏差,不建議使用。本研究樣線法和樣點(diǎn)法所調(diào)查的樣本量均<40,因此未使用該方法。固定距離樣線法和固定半徑樣點(diǎn)法往往會(huì)低估鳥(niǎo)類(lèi)種群密度(鄭煒等,2012),但可以給出一個(gè)保守的估計(jì)數(shù)字。
:感謝四川王朗國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)魯超、羅春平、梁春平、趙和鑫、李芯銳、周華龍、劉劍、袁志偉、傅曉波等工作人員對(duì)野外調(diào)查工作的幫助和支持,感謝北京大學(xué)李晟老師提供的歷史紅外相機(jī)數(shù)據(jù),感謝實(shí)驗(yàn)室尹旭東等對(duì)野外調(diào)查工作的幫助以及羅概、李東睿對(duì)論文修改提出的寶貴意見(jiàn)。