利用紅外相機調(diào)查黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)獸類及鳥類多樣性

孫繼旭　項鳳影　關(guān)艷輝　郭世賢　夏本志　姜廣順

摘要 2016年10月至2018年10月，利用紅外相機調(diào)查黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)內(nèi)的獸類和鳥類多樣性。調(diào)查期內(nèi)共布設(shè)31個監(jiān)測位點，累計12 356個相機監(jiān)測日，獲得有效照片及視頻共15 849張（段），獨立有效記錄共計6 951次，共鑒定出獸類5目11科19種和鳥類10目16科42種。其中，國家I級重點保護野生動物3種，國家Ⅱ級重點保護野生動物14種，被世界自然保護聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄列為瀕危（EN）2種、易危（VU）1種和近危（NT）1種。獸類相對多度指數(shù)前5位從高到低依次是狍Capreolus pygargus（19796）、狗獾Meles leucurus（53.17）、野豬Sus scrofa（40.95）、黃喉貂Martes flavigula（37.07）、松鼠Sciurus vulgaris（36.34）；鳥類RAI前5位從高到低依次是環(huán)頸雉Phasianus colchicus（7.45）、松鴉Garrulus glandarius（5.26）、花尾榛雞Tetrastes bonasia（4.13）、星鴉Nucifraga caryocatactes（2.75）、山斑鳩Streptopelia orientalis（1.94）。

關(guān)鍵詞 小北湖自然保護區(qū)；紅外相機；獸類；鳥類；生物多樣性

中圖分類號S759.9文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2023）06-0106-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.025

Investigation on Mammal and Bird Diversity in Heilongjiang Xiaobeihu National Nature Reserve by Infrared Camera

SUN Jixu， XIANG Fengying， GUAN Yanhui et al

（Heilongjiang Xiaobeihu National Nature Reserve Administration， Ningan， Heilongjiang 157400）

AbstractFrom October 2016 to October 2018， the diversity of mammals and birds in Heilongjiang Xiaobeihu National Nature Reserve was investigated by infrared camera. During the investigation period， a total of 12 356 camera monitoring days were set up at 31 monitoring sites， and 15 849 valid photos and videos were obtained， with a total of 6 951 independent and effective records. A total of 19 species of mammals belonging to 11 families of 5 orders and 42 species of birds belonging to 16 families of 10 orders were identified. Among them， there were 3 species of national Class I key protected wild animals and 14 species of national Class II key protected wild animals， which were listed as endangered （EN） 2 species， vulnerable （VU） 1 species and near endangered （NT） 1 species by IUCN Red List. The top five mammal relative richness index （RAI） from high to low were Capreolus pygargus （197.96）， Meles leucurus （53.17）， Sus scrofa （40.95）， Martes flavigula （37.07）， Sciurus vulgaris （36.34）;The top five birds RAI from high to low were Phasianus colchicus （7.45）， Garrulus glandarius （5.26）， Tetrastes bonasia （4.13）， Nucifraga caryocatactes （2.75）， and Streptopelia orientalis （1.94）.

Key wordsXiaobeihu Nature Reserve;Infrared camera;Beast;Birds;Biodiversity

野生動物資源監(jiān)測及編目評估是保護區(qū)保護管理和科研監(jiān)測的基礎(chǔ)性任務(wù)和重要內(nèi)容［1］。 紅外相機技術(shù)在野生動物監(jiān)測研究中作為重要的輔助工具［2］，是一種具有人為干擾小、實時性強、非損傷性等特點的取樣技術(shù)，已廣泛應(yīng)用在自然保護區(qū)日常野生動物監(jiān)測與研究工作中［3-4］。

黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)已經(jīng)開展2次綜合野生動物多樣性調(diào)查研究工作，均使用傳統(tǒng)的樣線法、樣方法、痕跡法等調(diào)查方法，2009年記錄保護區(qū)內(nèi)鳥類18目50科255種，獸類6目15科49種；2016年野生動物資源多樣性調(diào)查記錄保護區(qū)內(nèi)獸類6目16科50種，鳥類17目54科271種。由于專業(yè)人員業(yè)務(wù)能力差異，可能在調(diào)查中存在人為監(jiān)測誤差，并缺少珍稀瀕危物種的有效圖片記錄。

2016年10月至2018年10月，筆者利用紅外相機在黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)內(nèi)開展獸類和鳥類的多樣性調(diào)查研究，對紅外相機監(jiān)測物種開展系統(tǒng)編目，并建立紅外相機監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫及影像數(shù)據(jù)庫，以期為今后保護區(qū)長期的紅外相機監(jiān)測和保護管理提供參考［5］。

1材料方法

1.1研究地點

黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)地處張廣才嶺中段，地理坐標(biāo)為128°33′07″～128°45′48″E，44°03′16″～44°18′59″N。南北長28 km，東西寬17 km，總面積為20 834 hm2，屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型保護區(qū)。高等植物有694種，其中，國家Ⅱ級重點保護植物15種，如紅松（Pinus koraiensis）、紫椴（Tilia amurensis）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）、紫點杓蘭（Cypripedium guttatum）等。

保護區(qū)自然景觀多樣，生境類型十分豐富。多樣性的森林類型孕育著種類繁多的野生動物。保護區(qū)分布有脊椎動物400種。其中，東北虎（Panthera tigris altaica）、紫貂（Martes zi bellina）、金雕（Aquila chrysaetos）、東方白鸛（Ciconia boyciana）等國家Ⅰ級保護動物14種，國家Ⅱ級保護動物71種，包括馬鹿（Cervus elaphus）、黑熊（Ursus thibetanus）、水獺（Lutra lutra）、黃喉貂（Martes flavigula）、棕熊（Ursus arctos）等［6］。

1.2紅外相機布設(shè)位點設(shè)計

選擇紅外相機布設(shè)位點時，考慮均勻性原則和盡量增加拍攝概率，首先利用配準后的林相圖，通過ArcGIS 10.2軟件將整個保護區(qū)劃分為3 km×3 km的網(wǎng)格。然后在每個網(wǎng)格內(nèi)選擇動物出現(xiàn)概率較高的山脊、運材道、水源地等位置作為監(jiān)測位點的預(yù)設(shè)點，并提取每個預(yù)設(shè)點的地理坐標(biāo)。在調(diào)查區(qū)域20 834 hm2的面積內(nèi)，設(shè)置31個監(jiān)測位點（圖1），每個位點相隔數(shù)米相對布設(shè)2臺紅外相機，共布設(shè)62臺紅外相機。

1.3紅外相機的布設(shè)

相機布設(shè)日期為2016年10月至2018年10月，相機丟失或損壞及時更換維護。紅外相機安裝在實際監(jiān)測位點或路徑的兩側(cè)相隔數(shù)米，與所要拍攝的動物通道中心點相距3～5 m［7］。選擇直徑大于15 cm的喬木進行紅外相機的固定，以保證紅外相機不會因為固定物的晃動而引起不必要的空拍。相機固定高度以其拍照水平線比動物通道所在平面高出35～50 cm為準。相機固定強度以確保相機不能因野生動物碰觸或其他因素而掉落或改變拍攝角度為準。避免紅外相機鏡頭直接面對早晨或傍晚的陽光、被陽光照射的開闊地面或巖石。冬季監(jiān)測需根據(jù)當(dāng)?shù)氐姆e雪情況適當(dāng)增加相機高度。相機固定后將阻擋相機視野的枝條和雜草清理干凈，以避免觸發(fā)相機誤拍［8］。

1.4數(shù)據(jù)分析

獸類物種鑒定及分類主要參考《中國獸類野外手冊》［9］。鳥類物種鑒定及分類主要參考《中國鳥類野外手冊》［10］。世界自然保護聯(lián)盟（IUCN）瀕危等級參考IUCN官網(wǎng)［11］。

物種相對多度指數(shù)（relative abundance index，RAI）計算公式：

RAI=Ai/T×100

其中，Ai表示第i類（i=1，2，…，m）動物的獨立有效記錄（照片或視頻）數(shù)；T表示總相機監(jiān)測日［12］。獨立有效記錄（照片或視頻）定義為同一相機位點含同種個體的間隔時間至少為30 min的相鄰有效記錄（照片或視頻）［13］。

2結(jié)果與分析

2.1取樣量分析

從圖2可以看出，物種數(shù)量隨著有效工作日的增加快速增長，獸類物種數(shù)在5 000～6 000個有效工作日期間趨于穩(wěn)定，在超過10 000個有效工作日時仍略有增加。鳥類物種數(shù)在1 000～5 000個有效工作日期間呈快速增長，6 000個有效工作日后增長緩慢，但整體呈持續(xù)增長趨勢。

2.2紅外相機監(jiān)測時間和物種統(tǒng)計

紅外相機監(jiān)測共計12 356個相機監(jiān)測日，獲得有效照片及視頻共15 849張（段），獨立有效記錄共計6 951次。人為干擾974次，其中包括人為活動455人次，放牧519只次，野生動物5 977只次。根據(jù)紅外相機監(jiān)測數(shù)據(jù)，該調(diào)查共監(jiān)測到野生動物61種，其中獸類5目11科19種，共5 361只次記錄，鳥類10目16科42種，共616次記錄。相對多度指數(shù)較高的物種有狍、野豬、黃喉貂、狗獾、東北兔等；稀有物種有東北虎、紫貂、黑熊、馬鹿、中華秋沙鴨等。

2.3物種組成

紅外相機調(diào)查拍攝到的19種野生獸類隸屬5目11科，其中食蟲目 1種，食肉目10種，兔形目1種，嚙齒目4種，偶蹄目3種。

獸類相對多度指數(shù)前5位從高到低依次為狍（Capreolus pygargus）（197.96）、狗獾（Meles meles）（53.17）、野豬（Sus.scrofa）（40.95）、黃喉貂（Martes flavigula）（37.07）、松鼠（Sciurus vulgaris）（36.34）。國家Ⅰ級重點保護野生動物2種：東北虎、紫貂；國家Ⅱ級重點保護野生動物7種：黑熊、棕熊、黃喉貂、水獺、馬鹿、貉、豹貓；東北虎被IUCN列為瀕危（EN）物種，黑熊被列為易危（VU）物種，水獺被列為近危（NT）物種（表1）。

紅外相機調(diào)查拍攝到的42種野生鳥類隸屬10目16科，其中鸊鷉目1種、鸛形目2種、雁形目5種、隼形目1種、雞形目2種、鸻形目1種、鴿形目1種、鸮形目2種、鴷形目5種、雀形目22種。鳥類相對多度指數(shù)前5位從高到低依次是環(huán)頸雉（Phasianus colchicus）（7.45）、松鴉（Garrulus glandarius）（5.26）、花尾榛雞（Bonasa bonasia）（4.13）、星鴉（Nucifraga caryocatactes）（2.75）、山斑鳩（Streptopelia orientalis）（1.94）；國家Ⅰ級重點保護野生動物1種：中華秋沙鴨；國家Ⅱ級重點保護野生動物7種：鴛鴦、普通鵟、花尾榛雞、長尾林鸮、長耳鸮、黑啄木鳥、北朱雀。中華秋沙鴨被IUCN列為瀕危（EN）物種（表2）。

3討論

該研究利用紅外相機在黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)監(jiān)測到野生動物27科61種。其中，19種獸類和42種鳥類，分別為保護區(qū)2016年野生動物資源多樣性調(diào)查記錄的38.0%和15.5%，雖然該監(jiān)測拍攝的鳥獸物種數(shù)量不及之前

傳統(tǒng)方法調(diào)查的結(jié)果，但拍攝到影像資料可以作為物種真實分布的有利證明（如東北虎）。因監(jiān)測到東北虎影像，小北湖保護區(qū)被國家林業(yè)和草原局貓科動物研究中心證實為最內(nèi)陸的野生東北虎分布區(qū)域。從監(jiān)測到的哺乳動物種類來看，小北湖保護區(qū)生活著從底層小型嚙齒類（松鼠、東北兔等）到有蹄類（狍、馬鹿、野豬等），從中級捕食者（黃喉貂、紫貂等）到大型捕食者（黑熊、東北虎等），幾乎涵蓋了黑龍江省長白山地區(qū)所有哺乳動物種類。且狍、馬鹿、野豬等有蹄類和黃喉貂、黑熊等捕食者也都具有較高的拍攝頻率。由于紅外相機對于小型嚙齒類的探測概率受物種本身的生活習(xí)性和環(huán)境的影響較大，而對虎、東北豹等稀有物種的探測需要相對更長的監(jiān)測時間，因此所以保護區(qū)內(nèi)的哺乳動物種類可能比實際監(jiān)測結(jié)果更多。多樣的野生動物群落充分體現(xiàn)了保護區(qū)內(nèi)較高的生態(tài)系統(tǒng)完整性和哺乳動物物種多樣性。

通過紅外相機監(jiān)測分析野生動物特殊活動行為，如拍攝到烏鴉停在野豬背上可能存在的共生關(guān)系；不同季節(jié)狍取食植物不同部位行為；秋季狗獾夜間將干燥樹葉抱進窩的行為等，可以在后續(xù)紅外相機監(jiān)測以及數(shù)據(jù)挖掘中發(fā)現(xiàn)新的研究方向。

紅外相機監(jiān)測也有一些問題，如拍攝鳥類大多為地棲鳥類；小型嚙齒類很難鑒別；空拍受風(fēng)和光線影響，應(yīng)根據(jù)實際安裝位置設(shè)置參數(shù)。

通過比較紅外相機監(jiān)測得到的物種出現(xiàn)概率數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，狍的適宜棲息地主要分布在保護區(qū)內(nèi)放牧現(xiàn)象較少的北部區(qū)域，野豬的分布區(qū)域與保護區(qū)南部放牧較為嚴重的區(qū)域有一定的重疊，有蹄類的總體拍攝概率也隨著放牧的出現(xiàn)而降低，表明放牧一定程度上會對有蹄類種群產(chǎn)生負面影響。就保護區(qū)目前的梅花鹿、馬鹿和野豬這3種大中型有蹄類數(shù)量來看，不足以滿足雌性繁殖東北虎定居的要求。因此，恢復(fù)有蹄類種群數(shù)量迫在眉睫。

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作者簡介孫繼旭（1990—），男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，碩士，從事野生動植物保護研究。

收稿日期2022-03-01