江西官山自然保护区鸟兽多样性的红外相机监测

苏英钰 毛坤财 程彬彬 刘 洁 黎敏灵 左文波 张微微*

(1.江西农业大学野生动植物资源保护研究中心，南昌，330045；2.江西省林业局，南昌，330038；3.江西官山国家级自然保护区管理局，宜春，336330)

红外相机技术是红外触发相机陷阱技术(infrared-triggered camera-trapping)的简称，也被称作红外触发拍摄技术(infrared triggered photography)[1-2]，可用来监测野生动物种类、数量和行为等。该技术与传统调查方法相比，具有人工成本相对较低、无创、对环境干扰最小、可探测到活动隐蔽的物种以及记录客观准确等优势[3-5]，被广泛应用于种群评估、行为生态学及鸟类(Aves)和兽类(Mammalia)资源调查等研究[6-10]。

官山国家级自然保护区是以白颈长尾雉(Syrmaticusellioti)为重点保护对象的保护区，主要研究集中在白颈长尾雉的种群密度及变化、生境选择及适应性评价、活动规律、冬季扩散行为及影响因子等方面[11-17]。其种群数量调查仅见于2003年以前，利用不定宽样带调查法进行的调查[11]。样带法具有一定的局限性，调查周期较短，红外相机则可长时间独立于野外工作、也更适于探测警惕而活动隐蔽的白颈长尾雉。

官山保护区2007年晋升为国家级自然保护区，其研究报道仅限于土壤[18]、林分蓄积量[19]，以及药用植物资源[20]等内容，缺乏动物资源状况的相关报道。因此，难以及时掌握白颈长尾雉等重点保护野生物种的种群动态。基于此，本研究首次利用红外相机技术对官山保护区内包括白颈长尾雉在内的鸟类和兽类进行监测，以了解该保护区鸟类与兽类的资源现状，为保护区野生动物保护管理措施的制定提供科学依据。

1 研究区概况

官山自然保护区位于江西省铜鼓县、宜丰县九岭山脉中部。地势由北向南逐渐变低，是我国中亚热带北部与温带的过渡地带。它位于28°30′—28°40′N，114°29′—114°45′E，总面积11 500.5 hm2，其中核心区3 621.1 hm2，缓冲区1 466.4 hm2，实验区6 413.0 hm2。海拔自200 m至最高峰麻姑尖1 480 m，30余座海拔1 000 m以上的山峰构成中心地貌。生态环境复杂，是我国中亚热带北部森林生态系统保存完好的典型地段，被称为“生态孤岛”[21]。

2 研究方法

2.1 红外相机布设

官山自然保护区是以白颈长尾雉为重点保护对象的保护区。根据以往的研究，白颈长尾雉生境选择的主要影响因子为海拔、植被、坡度、水源[12-13]。该雉活动范围主要集中于海拔900 m以下的阔叶林，坡度0—30°，喜阳坡，越冬期栖息地距水源较近。整体上，官山国家级自然保护区的海拔从边界到中心逐渐递增。本研究的监测对象为鸟兽，综合考虑到监测对象的整体性、食性、人为干扰对其活动的影响等因素，选取保护区内人为干扰活动较少的核心区、缓冲区、实验区布设红外相机，并将红外相机布设于不同的生境类型。水源是影响野生动物分布及活动的重要因素。因此，结合生境类型、海拔梯度、坡向、植被类型、距离水域的远近、动物活动痕迹和人为活动影响等因素，以及保护区以往调查了解的鸟兽分布信息，在官山自然保护区核心区、缓冲区、实验区的兽径内共设置28个红外相机监测点(图1)，每个监测点布设1台红外相机(猎科Ltl-5210型号)，主要固定在树干上，固定高度距地面45—100 cm，距兽径3—5 m，同时避免红外相机前有易于摇晃的植物。参数设置，工作时间24 h/d，每次触发间隔时间1 s，敏感度中等，自动连续编码，自动生成时间，每次触发拍摄照片3张、录制辅助识别鉴定动物种类的视频10—15 s。

2.2 数据处理

记录拍摄到的动物的照片编号、拍摄时间、动物种类和数量等信息。物种鉴定主要参照《中国兽类野外手册》[22]，《中国鸟类野外手册》[23]与《中国鸟类分类与分布名录》[24]，国家重点保护等级参考《国家重点保护野生动物名录》[25]，国际自然保护联盟(IUCN)濒危等级参考IUCN红色名录(https：//www.iucnredlist.org/)。单台红外相机在野外连续工作24 h记为1个有效相机工作日，对于同一相机在同一地点拍摄到同一物种的照片，将时间间隔小于30 min的连续照片算作一张独立有效照片[26]，并以此计算物种的相对丰富度指数(relative abundance index，RAI，量符号为IRA)[27-28]，作为评估物种种群相对数量的指标。计算公式如下：

IRA=Ai/N×100

(1)

式中：IRA代表物种相对丰富度指数；Ai代表第i类动物出现的独立有效照片数；N代表总有效相机工作日。

3 结果与分析

监测累计5 643个有效相机日，独立有效照片2 820张，共记录到鸟类和兽类物种数38种(表1)。

表1 江西官山国家级自然保护区红外相机拍摄的兽类和鸟类名录Tab.1 List of mammals and birds captured by infrared camera in Guanshan Nature Reserve，Jiangxi Province

续表1

续表1

3.1 鸟类丰富度情况

经鉴定，鸟类27种，隶属于5目11科；雀形目(Passeriformes)种数最多，共7科18种，占总种数的66.67%。在所有记录到的鸟类物种中，在IUCN物种红色名录中被评估为“近危(NT)”级别的有1种，为白颈长尾雉，占总数的3.70%；而其他26种均被评估为“无危(LC)”；国家一级保护野生动物有1种，即白颈长尾雉，国家二级保护野生动物有4种，分别为白鹇(Lophuranycthemera)、勺鸡(Pucrasiamacrolopha)、领角鸮(Otuslettia)和斑头鸺鹠(Glaucidiumcuculoides)；被列为国家一二级保护野生动物的鸟类，占总数的18.52%。宝兴歌鸫(Turdusmupinensis)是2015年江西新记录[29]。鸟类相对丰富度指数最高的是白鹇(23.32)，在所有相机位点中均有发现，其独立有效照片数占鸟类总独立有效照片数的80.3%。其次为紫啸鸫(Myophonuscaeruleus，2.60)，其余22种鸟类的相对丰富度指数不到1，且拍摄到的相机位点均少于白鹇(图2)。

3.2 兽类丰富度情况

兽类共12种，隶属于4目7科；食肉目(Carnivora)种数最多，共3科6种，占总种数的50.00%；在兽类物种记录中，在IUCN物种红色名录中被评估为“濒危(EN)”级别的有1种，为狗獾(Melesleucurus)；被评估为“易危(VU)”级别的有1种，为赤腹松鼠(Callosciuruserythraeus)；评估为“近危(NT)”级别的有2种，为猪獾(Arctonyxcollaris)和花面狸(Pagumalarvata)；国家二级保护野生动物有2种，分别为猕猴(Macacamulatta)和小灵猫(Viverriculaindica)。总体来说，在所发现的12种兽类中，“濒危”“易危”“近危”级别的物种共4种，占总数的33.33%；而被列为国家二级保护野生动物的物种为2种，占总数的16.67%。兽类相对丰富度指数最高的是赤麂(Muntiacusmuntjak，9.11)，在18个相机位点中有发现，获得的独立有效照片数占兽类总独立有效照片数的43.5%；其次为小麂(Muntiacusreevesi，3.35)、野猪(Susscrofa，3.28)、猕猴(2.91)，其余8种兽类相对丰富度不到1(图3)。

3.3 物种积累曲线

据物种积累曲线(图4)显示，在相同监测时间内鸟类、兽类及总物种数均随相机数的增加而增加，但鸟类物种数曲线变化较兽类更陡。从取样饱和度看，兽类在达到12—13台红外相机时即趋于平缓，而鸟类达到全部红外相机数后仍有明显增加趋势。

3.4 白颈长尾雉种群现状

28个相机位点中，有6个拍摄到白颈长尾雉的活动，拍摄率为21.43%。共获得独立有效照片9张，合计20只次(表1)，相对丰富度指数为0.16，远低于白鹇(23.32)(图2)。此外，白颈长尾雉存在集群行为，集群数最大为6只。根据拍摄到白颈长尾雉的相机布设位置，发现其活动主要分布于海拔为500—800 m的区域(图5)。

4 讨论

自然保护区是物种多样性的基因库，是野生动物的宝贵栖息地[30]，长期监测保护区内野生动物资源对于保护区的管理和研究具有重要意义。官山自然保护区森林覆盖率高达93.8%[21]，部分动物活动隐蔽、种群稀少等因素都增加了传统调查法的难度，但因为红外相机可长时间的连续监测，同时减少调查中人对动物的干扰，确保调查的准确性，在一定程度上能够克服这些困难。

本次调查记录到27种鸟类和12种兽类，分别占该保护区历史记录的34.60%和63.16%，其中宝兴歌鸫为2015年江西新记录[29，31-32]。在发现的12种兽类中，“濒危”“易危”“近危”物种占总数的33.33%；国家重点保护动物占总数的16.67%。在记录的27种鸟类中，在IUCN物种红色名录中被评估为“近危(NT)”级别的鸟类，占总数的3.70%；被列为国家一二级重点保护野生动物的鸟类占总数的18.52%。这表明官山自然保护区内兽类的总体濒危程度较高。

4.1 红外相机监测对野生动物的适宜性

近20年来，红外相机技术不断发展，并在国内鸟兽多样性的研究中得到广泛应用，但众多研究也表明，红外相机技术依然存在局限性[8，33-35]，如红外相机的布设是固定在距离地面45—100 cm的树干上，拍摄范围固定且有限，若野生动物与红外相机距离太远，红外感应器就无法被触发。因此，研究者更倾向于利用红外相机技术对大中型兽类和地面活动鸟类进行监测[36-37]，因为对于非地栖的兽类和鸟类，更多的是偶然性记录[38-39]，难以掌握到实际物种丰富度现状。本研究的物种积累曲线显示，兽类在达到12—13台红外相机时即趋于平缓，说明调查强度较充分；而鸟类达到全部红外相机数后仍有明显增加趋势，则表明目前的监测强度对鸟类物种丰富度而言尚不足，进一步佐证了红外相机技术更适用于大中型兽类和地面活动鸟类监测的观点[38]。

4.2 保护区内优势种为白鹇和赤麂

根据物种的有效独立照片数量和总相机工作日(即物种丰富度指数)可大致反映物种的相对数量[40-41]。通过计算物种丰富度指数，发现赤麂和白鹇在官山保护区内的相对数量最多，为优势种；其他拍摄到的物种，相机位点均少于赤麂和白鹇，说明赤麂和白鹇在保护区内的数量和分布范围均较大。白鹇和赤麂本身属宽生态幅物种，加之繁殖力较高，且对人为干扰的耐受性较好，在采取适当的保护措施后种群数量容易恢复。

保护区科考记录中红外相机监测适宜性好的物种有21种，而实际监测到的物种数仅11种，金猫(Catopumatemminckii)、云豹(Neofelisnebulosa)、豹猫(Prionailurusbengalensis)、豹(Pantherapardus)、大灵猫(Viverrazibetha)、豺(Cuonalpinus)、赤狐(Vulpesvulpes)和毛冠鹿(Elaphoduscephalophus)等都没有记录到：一方面是这些物种在保护区目前可能已没有分布，例如云豹、豹等大型食肉动物；另一方面与这些物种数量过少以及监测强度不足有关，例如毛冠鹿，是分布较广且较为多见的兽类，保护区内应该有分布。为更好掌握保护区兽类资源的现状，应继续加强监测，并建立资源数据库，以评估保护区内野生动物资源的变动情况，及时采取适当保护管理措施。

此外，豺、赤狐等犬科(Canidae)动物在我国大部分区域可能均已消失，大灵猫和豹猫等小型食肉动物数量也极为稀少，应引起足够的保护关注。

4.3 保护区内白颈长尾雉种群密度较低，需加强保护

白颈长尾雉主要栖息在长江以南海拔200—1 900 m的山地丘陵，常以3—8只小群活动[42-43]，官山自然保护区是其最主要集中分布地之一[16]。本研究为官山国家级自然保护区首次使用红外相机调查白颈长尾雉的种群密度，与以往陈利生等[11]使用不定宽样带法的调查结果有出入。据陈利生等[11]的调查研究，该雉的种群数量呈逐年增加的趋势，但本监测发现该雉的种群密度较以往研究低。可能由于样带法的宽度缺乏科学性，且调查中所遇见与听见鸣叫的白颈长尾雉均记录在内，可能有重复性；也可能是由于该雉的栖息地片段化严重，不利于其活动[13-14]。本次监测发现，白颈长尾雉活动范围主要为海拔500—800 m的区域，与任鹏等[44]在古田山的红外相机监测结果(600—800 m)基本吻合，在此范围与栖息地偏好性相似的白鹇出现高程度重叠，与刘鹏等[45]利用样方法调查得到的结论相似。

在28台红外相机中有6台拍摄到白颈长尾雉，获得独立有效照片9张，合计20只次，相对丰富度指数为0.16，白颈长尾雉丰富度远低于白鹇，甚至未达到白鹇的百分之一，与之前用红外相机法在皖南山区的调查结果[46]类似，2种雉类活动范围高度重叠，可能存在竞争排斥现象；此外，白颈长尾雉一般在林下植被比较简单空旷的阔叶林中活动，林下植被较复杂，特别是草本盖度较高，会影响白颈长尾雉在林下地面的活动[47]。保护区禁砍禁伐、禁止绝大多数的人为活动，生境演替会导致部分狭域分布的野生动物错失适宜的栖息地，对野生动物的保护反而不利。官山保护区经过多年的保护管理，其林下植被较为茂密，可能部分区域已不适宜白颈长尾雉栖息，需要对其进行生境改良，以提高生境适宜度。