太白山自然保护区大熊猫冬栖地动物多样性监测

李国春，吴逊涛，胡理乐，卜书海*，李先敏

(1.西北农林科技大学 生命科学学院；2.陕西太白山国家级自然保护区管理局，陕西 杨凌 712100 ；3.中国环境科学研究院，北京 100012)

太白山自然保护区大熊猫冬栖地动物多样性监测

李国春1，吴逊涛2，胡理乐3，卜书海1*，李先敏2

(1.西北农林科技大学 生命科学学院；2.陕西太白山国家级自然保护区管理局，陕西 杨凌 712100 ；3.中国环境科学研究院，北京 100012)

采用红外相机陷阱技术，2013年9月-2014年10月，对太白山国家级自然保护区大熊猫冬栖地——海棠河流域野生动物资源进行了监测研究。结果表明，该流域监测到5目14科19种的兽类和鸟类，其中有大熊猫、秦岭羚牛、林麝等国家Ⅰ、Ⅱ级珍稀保护动物9种。兽类和鸟类出现率分别占全部有效照片的77.1 %和22.9 %。该区内动物一年四季的相对活动强度差异极显著，兽类中相对丰富度高的种类依次是秦岭羚牛、岩松鼠、野猪、黑熊和大熊猫。红外相机陷阱技术能有效研究小区域内大熊猫及其同域物种间的关系和活动规律。

太白山自然保护区；大熊猫冬栖地；动物；红外相机；相对丰富度

19世纪末期，红外相机陷阱技术在野生动物管理中开始使用，并于20世纪中期在动物资源调查中得到广泛应用[1]。与传统野外调查方法比较，红外相机陷阱技术具有非损伤性、客观性、人力消耗少、实现全天候工作等优点，目前主要用于动物行为生态学、兽类资源调查、种群评估，以及物种编目等研究[2-5]，并在濒危物种虎、豹等猫科动物的调查中取得了巨大成功[6-7]。在秦岭自然保护区群中，近几年红外相机也逐渐在大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、羚牛(Budorcas taxicolor)、野猪(Sus scrofa)等动物中应用，探测它们的种群动态、活动节律和行为特征[8-10]。

关于太白山自然保护区的大熊猫知之较晚，1990年以前一直未见大熊猫分布的报道，直到1992年在保护区内的龙洞沟、海棠河、太白河等地发现了大熊猫的活动痕迹，才首次确定太白山保护区有大熊猫分布。2001年全国第三次大熊猫调查时，在太白山东北部的万泉沟、大蟒河又发现了大熊猫活动痕迹。这一结果将大熊猫分布的北界从汉江支流的湑水河南岸推移到了黄河流域的秦岭北坡，因此，太白山自然保护区也就成为唯一跨越黄河流域和长江流域的大熊猫栖息地，是我国现今大熊猫的最北分布区[11]。2013年野外调查发现，太白山保护区海棠河流域一支沟为大熊猫的冬栖地，该沟内的单一竹种——秦岭箭竹零星开花，之后开花区域蔓延，出现大面积箭竹开花，甚至枯死，导致区域内动物生境的隐蔽性降低，可能会影响某些隐蔽型林栖有蹄类动物的数量、分布与行为活动。而区内分布的珍稀兽类，羚牛、黑熊(Ursus thibetanus)、野猪和林麝(Moschus berezovskii)都取食秦岭箭竹，当可食竹资源量减少的情况下，这些伴生动物或许会加剧与大熊猫的资源利用性竞争，可能在一定程度上影响大熊猫的活动规律和分布。因此，本研究采用红外相机陷阱技术，对太白山海棠河大熊猫冬栖地进行动物资源监测，特别是在竹林大面积开花期间，研究大熊猫及其同域物种的关系和活动规律，为保护区在保护大熊猫、掌握野生动物资源方面提供依据。

1 自然概况

陕西太白山国家级自然保护区位于秦岭山脉的中段，周至、太白和眉县的交界处。地理坐标为：107°22′25″～ 107°51′30″E，33°49′30″～34°05′35″N，海拔1 060～3 767.2m。保护区北坡设有蒿坪、鹦鸽、厚畛子和嘴头4个保护站，南坡设有黄柏塬保护站。黄柏塬保护站区域，年平均气温8.2 ℃，极端最高气温32.8 ℃，极端最低气温-25.5 ℃，全年中一月份气温最低，七月份最高。年平均降水量725 ～1 029mm，多集中在7—9月。本研究区域——海棠河流域一条支沟，为河谷地带，地形为堆积阶地，代表性植被为针阔混交林和针叶林，林下分布有秦岭箭竹等。

2 研究方法

2.1 相机布设

在海棠河支沟海拔2 000～2 600m范围内，选取动物痕迹(粪便、足迹、取食痕迹)较多的地点(兽类经过点、水源点、尸体残骸点等处)安放红外相机[12]。相机布设按照千米网格抽样方法[13]，且要求海拔每上升50～100m需布设相机，布设密度为2台·km-2。相机固定于树干上，距离地面高1.0～1.3m，共安放红外相机12台。监测时间从2013年9月至2014年10月，每3个月收集一次照片数据。

2.2 红外相机参数设置

研究用红外感应相机型号为LtlAcorn-6210，所有相机设置统一参数(包括日期、拍摄模式及间隔等)。拍摄参数为静音，照片质量为1080P，视频设置为最高画质，视频长度设置为20s；闪光及连拍模式，触发间隔为1s；灵敏度中档；时间采用24h制。布置相机及设置拍摄参数时，同时观察、记录相机放置日期、GPS位点、坡度、坡向及周边植被类型、动物活动痕迹等信息[12]。

2.3 数据处理

先去除无法识别的照片和重复动物个体的照片(即去除同一地点同一动物连续拍摄的重复照片)，再参考《中国兽类野外手册》[14]和《中国鸟类野外手册》[15]，逐个鉴定兽类、鸟类名称，并利用SPSS19.0 统计软件进行数据统计与分析。

2.3.1 相对丰富度分析方法 计算拍摄的物种数和相对丰富度(relativeabundanceindex,RAI\%)[16]，公式为:RAI=Ai/N\%×100%。

其中，RAI代表物种相对丰富度；Ai代表第i类(i= 1……19)动物出现的相片数；N代表照片总数。

2.3.2 月相对丰富度和年活动规律分析方法 统计每月照片数量，计算每月相对丰富度(monthlyrelativeabundanceindex,MRAI\%)[16]；统计每个季节照片数量，计算季节性相对活动强度(seasonalrelativeactivityindex,SRAI\%)。

月相对丰富度MRAI=Mi/N，式中Mi代表第i月(i= 1,2,3,…,12) 动物出现的照片数，分母N代表12台红外相机。MRAI表示各月12台相机每台所获取的平均相片数。

季相对活动强度SRAI计算式为，SRAI=Sij/Ni×100%，式中Sij代表第i类(i= 1,2,3,……,19) 动物在第j个季节(j=l,2,3,4)的独立照片数；Ni代表所有红外相机拍摄到的该动物独立照片总数。用卡方检验法动物在4个季节的相对活动强度是否一致。

2.3.4 日活动强度指数分析方法 计算动物的日活动强度指数(dailyactivityindex,DAI)，公式如下：

DAI=Dij/Nj×100%

其中，DAI代表动物在某一时间段内的相对活动强度，Dij代表第i类(i= 1,2,……,6)动物在第j个小时(j=0:00,1:00,……,24:00)的独立照片数，Nj代表所有红外相机在整个时间段内拍摄到的动物独立照片总数。

3 结果与分析

3.1 鸟、兽物种组成

红外相机拍摄的有效照片中77.1 %为兽类，22.9 %为鸟类。经鉴定，兽类有11种，其中食肉目4科4种，偶蹄目4科6种，啮齿目1科1种。鉴定出鸟类8种，其中鸡形目1科3种，雀形目4科5种(表1)。此外，由于图像模糊，1种莺类和1种雀类无法鉴定至种。

红外相机拍摄到的珍稀濒危保护物种较多，国家Ⅰ、Ⅱ级珍稀保护动物分别有3种和6种。其中被IUCN红色目录列入濒危的物种有大熊猫、秦岭羚牛(Budorcas bedfordi)和林麝，被列入易危物种有华西鬣羚(Capricornis milneedwardsii)和黑熊。大熊猫、秦岭羚牛、小麂(Muntiacus reevesi)、岩松鼠(Sciurotamias davidianus)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)和血雉(Ithaginis cruentus)为我国特有种。区域内珍稀物种较多，动物区系成分也较为复杂，含有喜马拉雅-横断山脉型、古北型、季风型、南中国型、东洋型和东北-华北型6种区系成分，其中属喜马拉雅-横断山脉型的最多(6种)，占总种数的31.6%(表1)。

表1 太白山保护区海棠河流域野生动物监测名录

注：动物区系：O、东洋界，P、古北界，G、广布种；分布型：E、季风型，H、喜马拉雅-横断山区型，W、东洋型，S、南中国型，U、古北型，X、东北-华北型；濒危等级：EN、VU、NT、LC分别为濒危、易危、近危和无危。

3.2 物种相对丰富度

兽类中相对丰富度较高的动物依次为秦岭羚牛、岩松鼠、野猪、黑熊和大熊猫。上述5种动物相对丰富度之和达到61.21 %，占有效照片总数的一半以上。其中，秦岭羚牛相对丰富度高达41.12 %，血雉次之，占11.21 %，黄喉貂(Martes flavigula)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、小麂、华西鬣羚几种兽类拍摄频次偏低，相对丰富度都在1 %以下(图1)。

图1 太白山自然保护区海棠河流域19个物种的相对丰富度

3.3 动物的年活动规律

在大熊猫栖息地全年都可监测到动物活动影像。其中9月份每台相机所捕获的平均有效照片数最多(约10张)，表明9月份动物活动最为频繁；6月份动物活动频次最低，平均照片数仅为1张(图2)。卡方检验显示，该区内动物四季的相对活动强度差异极显著(χ2=22.00;P\%<0.01)(表2)。所有动物中拍摄率最高的秦岭羚牛，其一年四季的相对活动强度差异也极显著(χ2=68.64;P\%<0.01) (表2)，相对活动强度为：冬季>秋季>夏季>春季。

图2 海棠河流域动物月活动规律

季节相对活动强度(SRAI)/%总物种秦岭羚牛卡方检验总物种秦岭羚牛春18.222.27夏10.757.96χ2=22.000χ2=68.640秋41.5937.5P=0.000P=0.000冬29.4452.27

3.4 珍稀兽类日活动规律

大熊猫、秦岭羚牛、中华斑羚(Naemorhedus griseus)、黑熊、野猪、黄喉貂的日活动规律各有不同(图3)。大熊猫的活动高峰出现在7：00，10：00和12：00。秦岭羚牛活动高峰集中在8：00和13：00—18:00，在两个活动高峰之间存在一个活动频率较低的时间段。中华斑羚活动高峰主要在8：00—10：00和18:00—19：00。黄喉貂的活动高峰出现在8：00、13：00和1：00。黑熊在7:00、9:00，15:00—17：00和20:00这4个时间点活动频率较高。野猪活动最高峰在14:00，在18:00和22:00出现两个次高峰。除黑熊和野猪外，未拍摄到其他兽类在夜间活动。

图3 海棠河流域兽类日活动规律

4 结论与讨论

监测结果显示，该区域动物资源丰富，珍稀物种较多，其中有国家Ⅰ级珍稀保护动物3种，占到整个保护区国家Ⅰ级保护野生动物的60 %，国家Ⅱ级珍稀保护动物6种，占整个保护区国家Ⅰ级保护野生动物的31.82%，中国特有种6种。所拍摄到的动物分属喜马拉雅-横断山脉型、古北型、季风型、南中国型、东洋型和东北-华北型6种区系，涵盖了古北界种类、东洋界种类和广布种，这在一定程度上反映了该地区动物区系成分的复杂性、过渡性和相互渗透性。

本次监测到的多数鸟种常活动于地面或林冠下层，其中以血雉相对丰富度最高。血雉、红腹锦鸡和红腹角雉(Tragopan temminckii)多成对出现，偶结成小群，这与其生活习性有关。大、中型兽类照片数远多于小型兽类，这可能是由于体型较大者往往比体型小者有更大的食物需求量，其活动能力也相对较强；加上体型较大，容易被相机捕获，因此被拍摄的概率亦相对较高[17]。其中，秦岭羚牛照片数量最多，相对丰富度高达41.12 %，这与李晟等[18]认为羚牛为秦岭南坡有蹄类动物群落中的优势物种结论一致，也与野外调查观察到的现象一致。

卡方检验结果显示，在海棠河支沟内动物一年四季的相对活动强度差异极显著(χ2=22.00;P\%<0.01)，冬季相对活动强度(29.44%)高于夏季(10.75%)，这可能与大熊猫、羚牛等动物随气候变化进行垂直迁徙有关[19-20]。每年春、夏初之际，大熊猫、羚牛都向下迁移寻食竹笋和植物嫩枝叶等；夏季向上移动避开炎热的气候和昆虫的叮咬，可能因此离开监测区；而秋末至早春，气温较低，许多动物常喜活动在温暖的阳坡；同时此季节食物资源相对匮乏，基于自身营养需求，动物在觅食上可能花费更多的时间，因而活动强度增大。

从日活动规律来看，中华斑羚日活动高峰在8:0010:00和18:00-19:00，这与其白天多在乱石堆中休息，早晨或傍晚外出觅食有关[21]。其它兽类未表现出明显的晨昏性，但秦岭羚牛、黑熊、黄喉貂日活动强度指数在上午和下午均各有一个峰值。海棠河支沟内的秦岭羚牛从天亮时开始，一直活动到20:00左右，这与秦岭羚牛在太白河的采食时间(6:00 —10:00，16:00 —19:00)大体一致[22]，而与邓其祥[23]报道的羚牛主要在夜间活动不同，可能是因为太白河紧邻黄柏塬地区，气候条件、海拔范围、植被类型相似，羚牛活动规律也就大体一致；而邓其祥的调查地点位于四川省天全县西部，海拔在1550～5150m，植被类型多样，或许两地羚牛的食物资源差异较大是导致其日活动规律不同的主要原因。总之，季节、食物资源分布的差异，导致动物个体根据能量需求采取最优行为时间分配的策略[24]。另外，本研究还显示，大熊猫与其天敌黄喉貂日活动时间不重叠，表现出明显的回避行为。Schoener[25]认为领域竞争和遭遇竞争是造成一个物种对另一个物种产生回避行为的主要机制。同时，本研究中黄喉貂出现次数较少，也反映了大熊猫会主动偏向其天敌动物较少的区域活动。

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Animal Species Diversity of Giant Panda's Winter Habitat in Taibaishan Nature Reserve Monitored by Infrared Camera

LIGuo-chun1,WUXun-tao2,HULi-le3,BUShu-hai1*,LIXian-min2

(1.College of Life Science,Northwest Agriculture and Forestry University,Yangling,Shaanxi 712100;2. Taibaishan National Nature Reserve, Yangling, Shaanxi 712100;3. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012)

TheinfraredcameratrapwasusedtomonitorthewildliferesourcesintheGiantPanda'swinterhabitatnearHaitangRiverinTaibaiMountains,ShaanxifromSeptember2013toOctober2014.Theresultsshowedthat19speciesofmammalsandbirdsidentified,belongingto5ordersand14families,amongwhich9speciesbelongedtonationallevelⅠandⅡrareandprotectedanimals,suchasGiantPanda(Ailuropodamelanoleuca),Budorcasbedfordi,Moschusberezovskiietc..Mammalsandbirdsappearingrateaccountedfor77.1%and22.9%,respectively,ofallvalidphotos.TheSRAI(seasonalrelativeactivityindex)oftheseanimalswassignificantlydifferentinthisarea.SomemammalswithahighdegreeofRAI(relativeabundanceindex)wereintheorderlikeBudorcasbedfordi,Sciurotamiasdavidianus,Susscrofa,UrsusthibetanusandAiluropodamelanoleuca.InfraredcameratrapcaneffectivelystudytheactivitypatternsoftheGiantPandaanditsrelationshipbetweenspeciesinthisarea.

TaibaiMountains;GiantPanda;infraredcamera;relativeabundanceindex

2016-08-04 基金项目：国家林业局国际合作项目(AD1411)；2015中央财政林业国家级保护区补助资金项目；中国环境科学院野外生态观测站项目。

李国春，女，硕士，研究方向：生态学研究。

Q958.2;S

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