红外自动相机技术在野生动物监测中的应用——以历山国家级自然保护区为例

白建伟，王建军，弓晓敏

(1.山西沃成生态环境研究所，山西 太原 030012;2.山西历山国家级自然保护区，山西 侯马 043000)

红外自动相机技术在野生动物监测中的应用
——以历山国家级自然保护区为例

白建伟1，王建军2，弓晓敏1

(1.山西沃成生态环境研究所，山西 太原 030012;2.山西历山国家级自然保护区，山西 侯马 043000)

笔者于2014年5月至2014年11月在历山国家级自然保护区，采用红外自动相机拍摄技术对野生动物进行监测，在65个样区运用130台红外相机共拍摄到照片资料44 688张。其中，野生动物照片8 838张，共鉴定出29种动物，拍摄率高的野生动物有猪獾、狍、野猪、猕猴等;保护区濒危等级最高的金钱豹实体照片66张，首次发现红腹锦鸡在山西省境内分布。最后讨论了红外自动相机技术在保护区监测中存在的一些问题，旨在为野生动物的保护提供科学依据。

历山国家级自然保护区;红外自动相机技术;野生动物;监测;拍摄率

在传统的野生动物监测调查中，由于大部分野生兽类在夜间或晨昏时活动，人们很难对其进行观察。即使是昼行动物，也会受到浓密植被遮蔽或不利地形遮挡等，无法直接观察和记录野生兽类的活动。红外自动相机作为一种新型的监测野生动物活动的拍摄工具，具有人为因素限制少、对动物影响较小、物种鉴定准确、可24 h持续工作等优点。目前，红外触发相机已被广泛地应用于野生动物种群监测、多样性调查、种群密度评估等工作。笔者于2014年5月至2014年11月，利用Ltl6210被动式数码红外触发相机，结合日常巡护监测，以历山国家级自然保护区的野生动物为监测对象，探索利用红外相机开展野生动物资源监测的方法，以期为保护区野生动物的行为生态学研究和管理提供科学依据。

1 研究区概况

山西历山国家级自然保护区管理局位于山西省翼城、垣曲、阳城、沁水四县交界处，地理坐标东经111°51'10″～112°5'35″，北纬 35°16'30″～35°27'20″，面积24200 hm2.南临黄河谷地，北倚汾渭地堑，以陡峻的高山和较平缓的低山丘陵为主;也有剥蚀堆积的地形，是南缓北陡的单面山;山峰顶部多为平台状，如，舜王坪、皇姑幔、云蒙山等。年均气温8℃～12℃，年均相对湿度70%，年降水量600 mm～800 mm，且集中于7月份和8月份。自然植被以温带、暖温带落叶、阔叶、针叶林和落叶灌木为主，植物生长茂盛，素有“山西植物资源宝库”之称，共有种子植物1 000余种。保护区有陆栖脊椎动物222种，其中，鸟类有金雕、雀鹰、勺鸡等151种，约占全省陆栖脊椎动物的54%;兽类有猕猴、金钱豹、麝等45种，其中，猕猴是中国北方唯一的猴类动物。在历山保护区的七十二混沟内，还发现了一处面积为800 hm2的原始森林。保护区地处亚热带向暖温带的过渡地带，气候温暖，雨量充沛，自然条件优越，主要保护对象为暖温带森林植被和珍稀动物。

2 研究方法

2.1 安置相机区域设计

在山西历山国家级自然保护区全境内划分2 km×2 km的调查样区80块。在不影响调查精度的情况下，去除15块历山保护区边界部分不足1 km2的样区，调查样区最终确定为65块。在每块调查样区内至少布设2台红外线自动数码照相机的红外陷阱监测点，共使用红外线自动数码照相机130台。

2.2 红外相机设置

红外线自动数码照相机为红外三探头、12节电池的Ltl6210被动式数码红外触发相机系列。所有布设的红外自动数码相机连续拍摄的有效时间不少于90 d.为便于野生动物个体识别，相机尽量设置为照片拍摄模式(高清相机可设置成高清视频拍摄模式)。将相机布设在样区内同一监测样点兽道两侧，2台相机架设间距为5 m～10 m.考虑相机均匀布设原则，2个样区间相机监测点位置相距1.75 km～2.15 km.

将相机布设在动物痕迹(粪便、足迹和取食痕迹等)较多的地点(必经点、水源点、尸体残骸点等)，固定于离地面30 cm～100 cm(视具体地形而定)的树干上或埋伏于乱石堆中，要求相机架设牢固、取景合理。相机镜头应与地面平行，避免阳光直射镜头。相机统一设置拍摄模式、拍摄日期、拍摄间隔和闪光灯等参数，同时记录相机放置的日期、GPS位点、海拔、坡度、坡向、动物痕迹、植被类型及人为干扰等信息。监测前应反复测试，确保相机正常工作。

2.3 数据整理与分析

监测完毕后，将红外自动相机拍摄的照片下载到计算机，按照编号分别将每台相机每个位点上所拍摄的照片存入对应的文件夹。对于同一个地点上的红外相机拍摄的照片，将时间间隔小于1 min的同一种动物的连续照片算作1张，作为1次探测，将照片按野生动物、人类活动等进行归类。以动物的拍摄率作为其相对多度的指标，计算公式为:拍摄率(%)=照片数/(相机天数×相机数)×100.

3 结果与分析

2014年5月至2014年11月，在65个位点共放置130台红外相机，每台相机在每个位点放置6个月，共获得野外照片44 688张。其中，动物类照片8 838张，其余为人类活动及无效照片。对动物类照片进行分类统计，见表1.

表1 红外相机拍摄到的野生动物名录

续表1

由表1可知，在动物类照片中，可辨别出的动物有29种。拍摄率高的野生动物有猪獾、狍、野猪、猕猴、草兔等，这些动物在历山国家级自然保护区里分布广泛。拍摄率较低的动物有岩松鼠、勺鸡、豹猫等，这些动物分布也比较广泛。

金钱豹和红腹锦鸡的发现在生物研究和保护方面具有重要的意义。金钱豹为濒危动物，此次在22个位点共拍摄到实体照片66张，对比其它野生动物的拍摄率属于中等偏低。但考虑到金钱豹的生物特性(食物链顶端、领域、行动隐蔽等)，说明金钱豹的分布也较为可观。红腹锦鸡的发现是山西省鸟类1个物种的新纪录，此次在27个位点拍摄到实体照片113张。可以看出，红腹锦鸡在历山自然保护区的分布区域较大。

在拍摄的动物类照片中，鸟类照片共1 436张，除分布较广的勺鸡、雉鸡、红腹锦鸡外，其它以水域附近夏季鸟类居多。从表1中可以看出，大多数鸟类发现位点不多，说明这些鸟类的分布比较集中，同时也与布设相机的位置和时间段有关。

4 小结与讨论

4.1 小结

此次研究利用红外自动相机拍摄技术，获取了大量的野生动物图片和视频资料。到截稿为止，共鉴定出29种野生动物。红外相机适用于调查大、中型兽类和部分鸟类资源，特别是在地形复杂的山区林地和一些夜行性动物的监测调查中应用效果明显。本研究中野生动物的拍摄率与日常巡护监测的记录基本一致。其中，拍摄到的金钱豹与红腹锦鸡给专项研究带来了首要资料。同时，红腹锦鸡也填补了山西省该鸟类的空白。保护区鸟类监测照片不多，监测到的种类与已有动物名录相比还差很多。可能是红外相机固定于距离地面30 cm～100 cm的树干上，镜头与地面基本平行的原因。

4.2 讨论

此次研究在保护区全境设置相机点位，调查照片相对全面、详尽。人为活动的照片数量较多，一方面与全境设置有关，另一方面说明人为活动频繁，人为干扰严重。在监测中，共丢失相机8台，在拍摄的照片中，个别相机出现一些未发现目标动物或人员的空白照片，分析其原因主要有:

1)相机前光照或温度骤然发生变化，包括阳光本身的变化、相机前遮蔽物晃动或反光等。

2)系统反应速度慢，即动物快速从拍摄范围经过，触发了红外感应器，但在相机快门按下前离开了拍摄范围。

3)动物在感应范围内，但超出闪光灯照亮范围或拍摄范围。

通过此次红外相机的监测应用，可以看出，红外自动相机技术通过持续监测能够获得更多直观、准确的野生动物物种信息，弥补了传统监测方式的不足，为制订适宜的监测和保护策略提供了充分的依据。

［1］ 马世来，里查德·何里来(Richard B.Harris).自动感应照像系统在野生动物调查中的应用［J］.动物学研究，1996，17(4):360.

［2］ 封 托，王 静，张洪峰，等.自动照相系统在野生动物调查中的应用［J］.野生动物，2010(3):161-163.

［3］ 胡天华，李元刚.红外触发相机在贺兰山自然保护区野生动物监测中的应用研究［J］.宁夏农林科技，2013，54(8):57-59

［4］ 何佰锁，袁朝晖，张希明，等.红外线触发数码相机陷阱技术在大熊猫监测中的应用［J］.西北大学学报:自然科学网络版，2009(7):1-5.

［5］ 武鹏峰，刘雪华，蔡 琼，等.红外相机监测技术在陕西观音山自然保护区兽类监测研究中的应用［J］.兽类学报，2012，32(1):67-71.

［6］ 史密斯(美)，解 炎，汪 松，等.中国兽类野外手册［M］.长沙:湖南教育出版社，2009.

［7］ 约翰·马敬能，卡伦·菲利普斯，何芬奇.中国鸟类野外手册［M］.长沙:湖南教育出版社，2000.

Application of Automatic Infrared Camera Technology on Wild Animal Monitoring——A case in Lishan National Nature Reserve

Bai Jianwei1，Wang Jianjun2，Gong Xiaomin1
(1．Shanxi Wocheng Institute of Ecological Enviroment，Taiyuan 030012，China; 2．Lishan National Nature Reserve of Shanxi，Houma 043000，China)

May to November 2014，monitoring research on wild animal by automatic infrared camera technology was studied in Lishan National Nature Reserve，in 65 plots，44 688 pieces of photographs were shot using 130 sets of infrared cameras，including 8 838 pieces of wild animal photos，identified a total of 29 animals.Shoot high rate of wild animals included badgers，roe deer，wild boar，macaques.66 pieces of photos of Panthera pardus as the highest level of endangermol category，also found that the distribution of Chrysolophus pictus in Shanxi.Finally，we discussed some problems of automatic infrared camera technology in monitoring in Nature Reserve to provide reference to animal protection.

Lishan National Nature Reserre;Automatic infrared camera technology;Wild animal;Monitoring;Shooting rate

Q95

A

1007-726X(2015)03-0004-03

2015-06-15

白建伟(1983— )，男，山西兴县人，2006年毕业于重庆交通大学，工程师。