红外相机在中国保护区野生动物监测的应用现状

李荣生，肖家亮，钟慧聪，庄礼凤，魏懿鑫

1.广东始兴南山省级自然保护区管理处，广东韶关 512521；

2.广州林芳生态科技有限公司，广东广州510520

1 野生动物多样性概述

所有生物种类和遗传变异及其生存环境的形成生态复合体为生物多样性[1]，生物多样性中非常重要的一部分——野生动物多样性，为生物多样性的研究提供客观依据[2]。

由于中国地形地貌的特殊性和气候条件的复杂多样，孕育了多样的植被类型及丰富的野生动物资源。中国是世界上物种、遗传资源、特有物种较丰富的国家之一[3]。随着人口的增长和经济的发展，人类由原来的物质需求转为精神需求，活动足迹不断扩大并延伸至自然保护区，使得生物多样性受到了越来越严重的威胁，因此，中国也是生物多样性受威胁较严重的国家之一[4]。自然保护区是为保护生物多样性及保持生态平衡，依法划定并予以特殊保护和管理的区域[5]。野生动物资源是保护区的保护对象之一，进行野生动物资源监测是自然保护常态化的工作职责，野生动物监测的开展有助于摸清自然保护区内野生动物资源的本底，掌握野生动物种群数量动态、分布及活动规律，人为干扰对野生动物多样性的影响及野生动物与周围环境之间的动态关系，也是评估生物多样性保护成效的重要方式[6]。

2 红外相机技术原理概述

红外相机技术即应用红外感应设备自动拍摄静态和动态影像的技术，目前广泛应用于自然保护区野生动物的实时监测[7]。

红外相机的两种模式分别为主动式和被动式，其中，当移动的物体经过，引发红外相机拍摄的即为主动式；当恒温动物的体温与环境温度产生温差，触发相机拍摄[8-9]的即为被动式。被动式因可固定时间间隔拍摄以及触发式拍摄应用更为广泛。主动式常用以观察并记录高频次出现的个别动物或者动物家庭的行为；被动式大多用出现频率不高的研究对象，例如，记录鸟巢掠食者以及大型兽类行为等[10-11]。

国内前期的动物调查，由于技术限制，对野生动物本底调查不够清晰，许多调查数据存在缺陷。因红外相机具隐蔽性，对观察野生动物活动干扰小、不易受环境因子的限制、可全天候收集准确数据等优点，已被广泛应用于自然保护区野生动物生态学和保护学研究中。

中国自然保护区大多利用红外相机技术进行野生动物多样性调查、动物行为研究、种群动态监测，客观记录自然保护区兽类和鸟类的本底情况[12]，获取的大量野生动物影像资料不仅可以为保护区保护管理提供决策依据，也为野生动物的科研宣教提供素材资料。因此，红外相机技术在应用探测及记录珍稀野生动物中具有重要价值[13]。

表1 近年中国主要自然保护区红外相机监测珍稀野生动物物种名录Tab.1 List of rare wildlife species monitored by infrared camera in China's major nature reserves in recent years

近年来，利用红外相机的独特优势进行珍稀濒危野生动物监测取得不少新进展：2019 年，蒋忠军监测到灰翅鸫新记录物种[12]；佛坪保护区的红外相机拍摄到金钱豹等12 种食肉动物，为该区物种群间关系研究提供了珍贵资料[14]，并为及时更新和修订保护区物种名录提供一手资料[15-16]。2020 年，吴沛桦在马边大风顶保护区监测到隐蔽性较高、不易被发现的四川山鹧鸪[17]；同年，刘鹏在江西金盆山自然保护监测到白眉山鹧鸪、斑林狸等新记录物种[18]。有研究表明：红外相机监测到的鸟、兽物种数量与监测时间呈正相关，建立长期的红外相机监测网络对掌握区内的野生动多样性动态变化规律的研究具重要意义[19]。

3 红外相机监测野生动物的方法

自然保护区一般采用网格方式进行红外相机位点的布设，实际相机安装位点还应结合自然生境和监测物种的生活习性、水源点、兽径等因素来选择安全可靠的点位，确保监测物种的有效拍摄[28]。2020年，马亦生重点针对大熊猫分布特点，在动物活动的通道、水塘等附近的活树干上高50cm～120cm[16]的位置布设相机。

红外相机的参数设置和摆放方式直接影响监测数据的可靠性，一般需要考虑架设的角度、周围的环境、固定物的稳定性等因素，如直接捆绑在离地面1m～1.2m 高度的树干上，镜头垂直，相机前方无树叶等杂物遮挡[29-30]。由于红外相机对猬目等小型兽类及雀形目鸟类监测的局限性，需结合区域内的前期调查资料，根据监测对象、监测目的进行针对性的相机布设，以获得最准确的结果[31]。已有研究表明：红外相机的布设应选择较粗的树木绑相机，减少因刮风、降雨等造成错误触发；避免相机镜头正对阳光，以免降低拍摄质量；定期清理红外相机镜头前的杂物，定期清理、擦拭红外相机镜头，避免因误触、灰尘聚积影响拍摄质量[27]。

表2 2018 年～2020 年中国自然保护区红外相机监测野生动物的方法Tab.2 2018～2020 methods of infrared camera monitoring wildlife in nature reserves

4 红外相机监测野生动物应用

随着“3S”技术、数码影像技术的不断更新，红外相机广泛用于野生动物的监测与研究中[29]，红外相机对敏感性较高和体型较大野生动物的长期种群动态监测及大、中型具潜在的危险兽类调查有一定优势，无法对冷血变温动物蛇类和一些小型野生动物调查[38]。根据研究需要，红外相机监测技术也可和动物样线法相结合，以填补红外相机缺陷，最大限度摸清野生动物资源本底现状，更全面地掌握保护区动物活动节律及生境选择规律[39-40]。

由于红外相机丢失情况较为严重，工作人员需加强保护区内巡护和对当地民众进行保护宣传工作，及时注意相机工作状态，适时对相机进行更换增补以及维修，保障监测工作的正常进行[21-22]。红外相机监测技术可以在不干扰生物情况下，更真实捕捉到动物的生活状信息，随着近年来中国对生态保护和生态文明建设的重视，自然保护地数量迅速增加，对野生动物等的保护意识的提高，诸如红外相机监测等先进技术势必会得到更为广泛的应用[23，41]。