红外相机技术在河北雾灵山国家级自然保护区中的应用

陈彩霞

(河北雾灵山国家级自然保护区管理中心，河北 兴隆 067300)

1 引言

红外相机技术具有投入少、非损伤、工作时间长、不受地形限制、获取信息量大等优点，并可在一定程度上弥补传统调查方法的不足，已被广泛的应用于野生动物资源的调查、种群评估和珍稀物种的保护等领域[1～4]。率先将自动感应照相系统应用于野生动物调查的保护区是云南高黎贡山自然保护区[5]，此项技术的应用弥补了我国多数自然保护区在野生动物监测能力的不足，有效地推动了我国野生动物资源常态监测网络体系和监测数据公共信息平台的建立，缓解了我国自然保护区管理和生物多样性保护中面临的突出问题[6]。近年来，红外相机技术在我国各类自然保护区中应用发展较快，多数自然保护区在生物多样性研究和珍稀物种的动态监测中取得实效[7～10]。

雾灵山保护区在2015年将红外相机技术应用于野生动物资源的调查和管护中，5年来，获得了清晰的物种图像，补充了保护区兽类和鸟类的本底资料，初步摸清了保护区内兽类物种的多样性及分布，为以后进一步开展野生动物资源调查、活动节律和动物行为研究提供数据基础和技术支撑，以期为不同生境类型的保护区进行野生动物资源的调查和管护提供借鉴。

2 雾灵山保护区概况

河北雾灵山国家级自然保护区位于兴隆县西北部，地理坐标为东经117°17′～117°35′，北纬40°29′～40°38′,总面积14310.2 hm2，南北跨度为24 km，分为核心区，缓冲区和实验区，在动物地理区划上划分，处于中日界和古北界的交界上和蒙新区与华北区的交界处，野生动植物资源丰富，据1966年进行资源调查研究发现区内有陆生野生脊椎动物173种，被专家学者誉为“华北野生物种基因库”[11,12]。近年来，雾灵山保护区的工作人员对区内的植物资源和野生动物资源做了一系列的调查研究，为雾灵山保护区的资源保护和进一步开展科学研究提供了基础[13～15]。

3 红外相机布设及工作情况统计

2015～2019年雾灵山保护区根据试验设计布设红外相机(图1)，主要集中于实验区和核心区。

图1 雾灵山保护区2015～2019年红外相机监测地分布

2015～2019年红外相机具体布设点和工作情况如表1所示， 2015年共安放红外相机40台。2016年1月至2017年12月，雾灵山保护区与北京林业大学合作进行了雾灵山保护区的野生动物资源本底调查，共选取13个样地，布设了56台相机。2018年，雾灵山保护区设计监测6条线，选取了20个监测点。2019年共监测7个样地，安放42台相机。红外相机使用的有效率在2.08%～8.40%之间。

4 红外相机技术在野生动物资源中的应用

4.1 兽类

目前雾灵山保护区采用红外相机技术发现的兽类共5目10科14种，参考《中国野生哺乳动物》[16]《中国动物地理》[17]《中国哺乳动物多样性》[18]和河北省重点保护陆生野生动物名录[19]对其分析如表2所示。从分类看，共10科，其中鹿科1种，鼬科3种，松鼠科3种，猫科1种，猬科1种，猪科1种，犬科1种，牛科1种，兔科1种，灵猫科1种。从地理、分布型划分，古北型7种，东洋型4种，季风型3种。从保护级别划分，国家二级保护动物1种，省级保护动物9种。涉及濒危野生动物物种国际贸易公约4种，附录Ⅰ1种，附录Ⅱ1种，附录Ⅲ2种，其中斑羚属于按照自然保护联盟(IUCN)物种红色名录被估为“易危(VU)”，其他物种为“无危(LC)”。

雾灵山保护区野生动物本底资源调查直接确认的兽类共20种，应用红外相机技术记录14种，占直接确认兽类的70%，表明红外相机技术可作为雾灵山保护区进行野生兽类资源的调查和监测的重要手段。未被红外相机记录的物种多为鼠类，可能由于鼠类多为夜行性物种，且体型较小、移动迅速，红外相机不易捕捉到，捕捉到的一些影像资料也无法鉴定物种[20]，有的保护区应用红外相机进行野生动物资源调查时，不将其统计在内[21]。

表1 2015～2019年红外相机布设及使用情况

4.2 鸟类

据1996年李春秋等研究人员调查，雾灵山保护区内鸟类丰富，共111种，其中夏候鸟38种，留鸟40种，旅鸟25种，冬候鸟8种[22]。本次本底资源调查根据文献记载与实地考察统计，区内共分布鸟类16目45科181种，其中夏候鸟62种，留鸟52种，旅鸟47种，冬候鸟20种，较之前记载多发现了70种。2015～2019年，雾灵山保护区应用红外相机记录到的鸟类为4目6科10种，均为常见普通种，可能是由于铺设样地选择偏向兽类研究，相机的铺设时间较短等原因造成的，刘芳等研究认为应用红外相机技术研究鸟类多样性可根据不同海拔梯度布设安放点，监测不同层次结构的鸟类物种的多样性[23]。

4.3 关于猪獾、狍和勺鸡的日活动节律进行研究

动物行为学研究的重要内容包括动物的活动节律和时间分配，且动物的活动节律和时间分配是动物长期适应生境而形成的行为，对其进行研究有助于分析物种的生存环境及适应情况[24]，而红外相机能够在野外连续工作24 h不间断，因此很多研究学者将红外相机技术应用到野生动物的行为学研究中[20，25，26]。

雾灵山保护区应用红外相机技术研究了区内代表物种猪獾、狍和勺鸡的日活动节律，如图2所示，猪獾的活动首次高峰出现在02:00～04:00，次高峰出现在22:00～24:00，可见猪獾是典型的夜行动物，在夜间比较活跃，红外相机捕捉到取食影像；狍的活动高峰出现在清晨(6:00)和黄昏(18:00)，属晨昏活动型动物；勺鸡在清晨活跃，峰值出现在06:00～08:00，活动主要集中在白天，属昼行动物。雾灵山保护区目前已掌握了猪獾、狍和勺鸡的日活动规律，可根据研究成果制定相应的保护措施。

表2 雾灵山保护区应用红外相机技术发现的兽类物种

图2 猪獾、狍和勺鸡的日活动节律

5 雾灵山保护区应用红外相机技术下一步的研究方向

5.1 珍稀物种金钱豹的监测

雾灵山保护区应用红外相机的目的之一是拍摄区内国家一级保护野生动物—金钱豹。保护区在20世纪80年代采集到一具成年雌性金钱豹尸体，近年来周边村民有人见到过大型猫科动物的脚印，但由于区域较大、监测方法局限、金钱豹活动区域大等原因，一直未采集到金钱豹存在的直接证据。目前应用红外相机技术已缩小金钱豹的研究区域，雾灵山保护区将根据相关研究[27，28]，提高布设的科学性，加大发现的机率。

5.2 斑羚生境和行为学研究

斑羚在华北、东北地区俗称“青羊” 或者“山羊”，广泛分布于亚洲东部的俄罗斯东部、朝鲜、印度北部、尼泊尔和克什米尔等地，以及我国的大部分，主要栖居在林密谷深、陡峭险峻的山地，性情孤僻，喜欢单独活动，或者结成2,3只的小群，属国家二级野生动物，按照自然保护联盟(IUCN)物种红色名录被估为“易危(VU)”物种。斑羚在雾灵山保护区内分布较广，雾灵山保护区在5个探测点均拍摄到斑羚，大致掌握了斑羚的活动范围，将对其进行生长环境和行为学的研究，为保护区制定保护政策提供依据。

5.3 鸟类多样性的监测

鸟类在生物链中属于较高营养级别的消费者，是生物多样性的重要组成部分，对环境变化敏感程度较高，能在短时间内做出响应，可作为研究生态系统平衡及环境质量的指示种[29]。近年来，我国各类保护区和森林公园等对鸟类的研究越来越重视，陈奕欣、高歌和刘佳琪等研究人员利用红外相机技术对研究区内鸟类的多样性及群落结构等进行研究，为资源的保护和管理提供依据[30～32]。雾灵山保护区属暖温带森林生态系统，植被垂直分布明显，自下而上分别为松栎林带、落叶阔叶林带、针阔混交林带、寒温性针叶林带和亚高山草甸带，有研究显示林地植被的垂直结构是影响鸟类多样性的主要原因[33]，雾灵山保护区将应用红外相机技术对区内的鸟类资源分布及群落结构进行分析研究，补充鸟类多样性的资料，为保护区的鸟类资源管护提供数据基础。

6 结语

自然保护区对动物资源的调查和生物多样性的监测是进行资源管护的基础工作，也是一项长期而艰巨的工作。雾灵山保护区将利用红外相机技术开展对金钱豹、斑羚和鸟类多样性的研究，使保护区及时了解野生动物资源的动态变化，掌握珍稀濒危物种的生存环境变化，为保护区的资源保护和管理规划提供基础资料[34]。