基于红外相机对宁夏罗山国家级自然保护区鸟兽多样性初报

李 涛 孟德怀 滕丽微，3 司雨蕙 高 惠 刘振生，3*

(1.宁夏罗山国家级自然保护区管理局，红寺堡，751900；2.东北林业大学野生动物与自然保护地学院，哈尔滨，150040；3.国家林业和草原局野生动物保护学重点实验室，哈尔滨，150040)

开展生物多样性监测是生物多样性资源管理的基本步骤，监测的信息能够反映某地区生物多样性在某一时间内的变化情况[1-3]，可以为种群现状评估、区域规划和生物多样性保护等宏观决策提供科学依据[4]。了解生物多样性，对保护区内资源的现状保护与研究有重要意义，可为后期开展科学研究、实施保护计划等提供基础资料[5]。

罗山国家级自然保护区位于宁夏中部荒漠与半荒漠过渡地带，是宁夏三大天然林区之一，保护区成立以来陆续开展了野生动物资源调查，2013年《宁夏罗山脊椎动物》系统记录了鸟类16目46科168种，兽类6目14科36种[6]。由于近几年区内生态环境的治理改善，区内野生动物资源可能发生改变。为了更全面地了解罗山国家级自然保护区的野生动物资源现状，本研究首次利用红外相机调查技术结合传统调查方法样线、样点法，对区内兽类及鸟类资源进行初步调查。以往对野生动物资源调查大多采用样线法、痕迹观察法等传统方法，无法全面反映野生动物资源现状[7-8]。本研究使用的红外相机技术具有全天候、无损伤、隐蔽性强、周期长、成本低、抗环境干扰强以及受研究人限制干扰小等特征，使其在野生动物研究中拥有天然优势。目前被广泛应用于野生动物本底资源调查[9-11]、种群及群落参数估算[12-14]、生物多样性的监测、保护管理[15-17]、野生动物通道监测与道路交通影响[9，18-20]、动物行为学研究等几个领域[21-22]。利用红外相机可以拍摄到大量珍稀鸟兽野外照片和视频，样线样点法可以观察到动物实体和痕迹。将两者方法结合可以充分了解区内野生动物活动和分布情况，为监测保护野生动物多样性和野生动物动态变化提供第一手资料。

1 研究地区概况

宁夏罗山国家级自然保护区位于宁夏回族自治区中部干旱带，处于鄂尔多斯高原西部与黄土高原北部的衔接地带。保护区由南北走向的大、小罗山两个山体构成，南北长36 km，东西宽18 km，总面积33 710 hm2。气候属温带干旱大陆性气候，气温年、日差较大，年平均气温8.8℃。降水量少而集中且年际变化大，冷暖干湿四季分明，呈冬春长、夏秋短的特点[23]，保护区处于蒙新区和华北区的交界处，自然景观多样，地质地貌属中生代，属于荒漠与半荒漠过渡性地带，山上森林植被较好[24]。已知区内脊椎动物有4纲25目67科141属218种，其中属于国家Ⅰ级重点保护动物为金雕(Aquilachrysaetos)1种，国家Ⅱ级重点保护动物有猞猁(Lynxlynxisabellinus)、荒漠猫(Felisbietichutuchta)、石貂(Martesfoinaintermedia)等29种。根据罗山不同海拔、植物组成和人类干扰程度，可把兽类和鸟类的生境划分为5种类型(1)山地荒漠草地。(2)浅山灌丛。(3)林地。(4)废弃村庄。(5)水域。

2 研究方法

2.1 样线法

2018年10月至2019年10月在保护区内根据地形、地貌及植被状况，选择代表性的路线设定为样线，布设以林区内现有的护林小道、巡护便道以及能够行走穿越的山脊、山涧、沟道为基础，尽量穿越调查区内各种生境类型，原则上不得相交，间距500 m以上，对样线上可观察到动物或痕迹进行记录。样线共14条，长度为5 km以上，走向依据该样区地形及可行性情况确定。用GPS记录起点和终点坐标，调查过程中，记录整个调查路线的航迹。

2.2 红外相机、样点布设

沿样线前进，重点在样线上发现的活动痕迹(粪便、足迹、卧迹等)区域(兽径、水源点等处)布设红外相机位点。本次在罗山国家级自然保护区大水沟、庙儿沟、柳树沟、滴水沟、龚家岭沟、杨柳沟、永清寺、东大口子沟、西大口子、大冰沟、红庙、冷水沟、干柴沟、马长沟14个沟道共布设了43个红外相机位点，14条样线，43个样点。沿样线每隔500 m左右架设一台相机，共布设43台红外相机(型号：LtlAcorn-6210 MC)(图1)。将红外相机设置为全天工作，每次拍摄2张照片并录取15 s视频，时间间隔为1 min。相机竖直架设在树干上，距离地面30—100 cm，与地面大致平行且镜头垂直于兽道或水源方向，保持前方无树枝、叶等遮挡[25-26]。研究期间，每隔1—2个月检查相机工作状态，更换相机电池和内存卡，回收数据，并记录相机编号。

每一个相机布设的网格同时也是进行样点调查的网格。样点半径为30 m，到达样点位置的相对高点，安静1 min后，对半径100 m范围内用双筒望远镜进行观察，记录观察到的鸟类、兽类种类或活动痕迹等具体信息，对于不易辨别种类的鸟或兽再用单筒望远镜辅助观察以辨别物种。

2.3 数据整理与分析

将样线、样点记录的信息和回收的红外相机内存卡数据导出，整理拍摄到的照片、视频，根据拍摄内容归为6类：兽类、鸟类、工作人员、无关人员、无效照片、其他，统计兽类和鸟类的独立有效照片数(number of independent valid photos)，独立有效照片的确定标准为同一相机位点含同种个体的相邻有效照片，间隔时间至少为30 min[27]。样线、样点记录的物种和痕迹由研究人员第一时间辨认，对于如啮齿目(Rodentia)或小型鸟类等辨认不清的动物或痕迹，我们拍摄或记录重要特征寻找当地向导或专业人士解答。汇总整理出兽类和鸟类名录，兽类分类主要参考《中国哺乳动物多样性及地理分布》，鸟类分类主要参考《中国鸟类分类与分布名录(第三版)》，并列出其保护级别、分布型、相对多度指数等参数[6，28-31]。所有的数据均利用SPSS 22.0统计软件进行分析。

利用相对多度指数(relative abundance index，RAI)来衡量罗山保护区兽类和鸟类的相对种群数量：

3 结果

3.1 监测情况

在5 160个相机工作日内拍摄到野生动物照片17 158张，视频8 580份，除工作人员外并无其他人为活动出现。共确定独立有效照片1 015张，其中兽类独立有效照片582张(57.3%)，鸟类独立有效照片433张(42.7%)。可确定的兽类4目8科11种，鸟类4目12科22种。样线、样点法共记录兽类7目13科18种，鸟类9目20科49种。综合记录陆生野生脊椎动物16目37科79种。其中，兽类7目13科21种；鸟类9目24科58种。

大鵟(Buteohemilasius)、兔狲(Felismanul)等12种列入国家Ⅱ级重点保护动物；列入IUCN物种红色名录的共有11种，近危(NT)的有黑头(Sittavillosa)、狗獾(Melesmeles)、赤狐(Vulpesvulpes)、麻雀(Passermontanus)、喜鹊(Picapica)、蒙古百灵(Melanocoryphamongolica)等；易危(VU)的有豹猫(Prionailurusbengalensis)、猪獾(Arctonyxcollaris)等；濒危(EN)的有兔狲、鹅喉羚(Gazellasubgutturosa)、猎隼(Falcocherrug)等。列入国家三有野生动物名录有豹猫、赤狐、花鼠(Tamiassibiricus)等49种。另有，山噪鹛(Garrulaxdavidi)为中国特有种。

3.2 物种组成

在记录到的21种兽类中啮齿目种类最多(7种)，占兽类物种数的33%；其次是食肉目(Carnivora)6种29%；猬形目(Erinaceomorpha)、兔形目(Lagomorpha)、偶蹄目(Artiodactyla)各2种10%；翼手目(Chiroptera)和鼩鼱目(Soricomorpha)各1种5%。在记录到的58种鸟类中雀形目(Passeriformes)种类最多35种，占鸟类物种数的60.3%；其次是鹰形目(Accipitriformes)和鸽形目(Columbiformes)各5种8.6%；鸡形目(Galliformes)4种6.9%；隼形目(Falconiformes)3种5%；啄木鸟目(Piciformes)和鸮形目(Strigiformes)(各2种)3.4%；鹃形目(Cuculiformes)和犀鸟目(Bucerotiformes)各1种1.7%。

从分布型上看，比例最高的是古北型(23种)29%，其次是中亚型(14种)18%，不易归类的分类(12种)15%，全北型(10种)13%，东北型(8种)10%，喜马拉雅-横断山脉(4种)5%，东洋型(3种)4%，东北-华北型(2种)3%，华北型、高地型、季风区型各占(各1种)1%。

兽类相对多度指数较高的前5位依次为：草兔(Lepuscapensis，4.70)、赤狐(4.03)、豹猫(1.78)、狗獾(1.03)、野猪(Susscrofa，0.21)；鸟类相对多度指数较高的前5位依次为：石鸡(Alectorischukar，1.84)、红嘴山鸦(Pyrrhocoraxpyrrhocorax，1.55)、星鸦(Nucifragacaryocatactes，1.24)、环颈雉(Phasianuscolchicus，1.24)、燕雀(Fringillamontifringilla，1.05)(表1)。

表1 罗山国家级自然保护区鸟类兽类名录Tab.1 List of birds and mammals recorded in Luoshan National Nature Reserve，Ningxia using camera trap

续表1

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4 讨论

本研究利用红外相机技术、样线法和样点法对宁夏罗山国家级自然保护区的鸟兽进行初步调查，记录野生动物16目37科79种。其中，兽类7目13科21种，占保护区已知兽类记录的58%(36种)，鸟类9目24科58种占保护区已知鸟类记录的35%(168种)[6，33]，与以往保护区鸟类名录相比发现了2种保护区新纪录种：星鸦、锡嘴雀(Coccothraustescoccothraustes)。物种组成(兽类中啮齿目种类最多，其次是食肉目；鸟类中雀形目种类最多，其次是鹰形目)和分布型(古北型最多，其次是中亚型)上与保护区以往调查结果基本一致，表明了本次研究结果的可靠性和准确性。该地区内分布有一些重要珍稀动物如石貂、荒漠猫、猞猁、狼(Canislupus)、金雕等未被拍摄和记录到。由当地林业部门得知，保护区内狼的最近一次发现距今已大约30年，可能已经极度濒危或局部灭绝，值得注意的是红外相机在保护区内拍摄到了集群的家犬，尽管没有拍摄到家犬捕食野生动物的照片，但是其对野生动物造成的危害不可忽视，可能会与保护区内食肉目动物存在竞争，对啮齿目、兔形目动物构成威胁，甚至可能会传播疫病。如何防止和减少家犬、家畜等活动对野生动物的影响，值得保护区管理者深思[34]。

红外相机拍摄物种与样线样点法记录物种相比较少，其原因可能与本次调查方法、调查季节、调查时间有关。(1)红外相机的布设因对实际环境的考虑，并没有完全按照保护区均匀架设，主要集中架设在核心区域。(2)调查时间较短，主要是夏、冬两季，调查地区有限。(3)红外相机调查技术适合于拍摄地栖性的大中型兽类和鸟类，而对非地栖的兽类(如翼手目)、体型较小的兽类和鸟类(如啮齿目和猬形目、雀形目)并不是一种有效的调查手段[35]。(4)在野生动物调查中红外相机应针对某些动物进行特殊的处理，相机的高度应根据调查目标动物的个体大小适当调整[36]，如调查云南省屏边县山倭蜂猴(Nycticebuspygmaeus)、蜂猴(Nycticebusbengalensis)及同域兽类时，将红外相机架设在离地面4—6 m的大树上[37]，在研究亚洲象(Elephasmaximus)个体识别和种群数量时，将红外相机架设在离地面1.5 m和3—4 m[38]。除此之外还要考虑相机的架设角度、周围环境、相机固定物的稳定性等一些细节问题。而相比红外相机的不足，利用样线样点法可以很好地填补红外相机缺陷，将红外相机和样线样点法结合可以更完整的展示区内的动物资源情况，可以对保护区鸟兽类多样性系统编目和修订提供最直接有效的帮助，并为后续的保护管理和科研项目提供科学依据和本底数据。随着近年来我国在生态保护和生态文明建设方面投入的加大，各地自然保护区的数量在迅速增加。本研究中所设计的调查方案和建立起的数据整理、分析流程，可以为保护区野生动物本底调查和生物多样性编目工作提供参考和借鉴。