基于卫星追踪技术对黄河三角洲人工救助丹顶鹤活动范围和生境利用研究

张树岩，盖凌云，车纯广，孙 娇，于秋阳，李东来*

（1.黄河三角洲国家级自然保护区黄河口管理站，山东 东营 257091；2.辽宁大学生命科学院，辽宁 沈阳 110036）

丹顶鹤属鹤形目、鹤科、鹤属，是国家一级保护鸟类，被世界自然保护联盟濒危物种红皮书列为濒危物种。近些年的研究表明，中国丹顶鹤越冬种群数量急剧下降，以每年50—150 只的速度从原来的1100 余只下降至目前不足500 只[1,2]。黄河三角洲自然保护区是丹顶鹤迁徙期的重要中途停歇地和越冬地。根据在黄河三角洲的监测发现，丹顶鹤春季迁徙期的种群数量由2009年的325 只[3]下降到目前的100 只左右，且还有持续下降的趋势。在这种特殊情况下，研究丹顶鹤对停歇地的栖息地利用和生境选择就尤为重要。

生境利用，包括觅食和休息地(夜宿)生境利用，在鸟类的生活史，特别是迁徙期的能量补给中发挥着重要的作用。鸟类如何进行生境选择及空间利用，尤其是珍稀濒危鸟类的生境选择及空间利用研究已成为保护生物学的重要研究方向[4,5]。前期研究发现，黄河三角洲地区滨海河口翅碱蓬滩涂和潮间带泥滩是丹顶鹤的主要栖息地，60 %～70 %的丹顶鹤个体出现在这些生境，主要取食滩涂上的螃蟹，仅有30 %～40 %的丹顶鹤个体利用内陆地芦苇沼泽湿地[6,7]。然而，近些年，该保护区内翅碱蓬滩涂湿地面临严重的退化和互花米草入侵的威胁，导致丹顶鹤可利用的滩涂生境减少，而湿地恢复工程促进了大量芦苇沼泽湿地的出现。在这种明显生境变化情况下，丹顶鹤的生境利用是否发生变化值得关注。

本研究通过卫星跟踪定位技术对一只救护的丹顶鹤进行监测，以期望了解丹顶鹤在黄河三角洲迁徙停歇期的生境利用、活动范围及夜宿地选择，同时，通过跟踪位点的连续监测，随时了解丹顶鹤的人工救护效果。

1 研究地概况

黄河三角洲国家级自然保护区(37°35′—38°12′ N，118°33′—119°20′ E)位于山东省东营市境内，是典型的滨海河口湿地，拥有面积广大的滩涂湿地、芦苇沼泽、水塘等多种湿地类型，是水鸟迁徙过程中的重要中途停歇地和觅食地。黄河三角洲属暖温带半湿润大陆性季风气候区，境内年平均日照时数2590～2830 h，年平均气温11.7～12.8 ℃，年无霜期206 d，年平均降水量530～630 mm，但降水分布不均匀，70 %集中在夏季[8]。黄河每年携带大量泥沙入海，在海陆交汇处，由于长期受河水和海水的双重影响，使黄河三角洲地区形成了独特的湿地生态系统，为鱼、虾、蟹等水生生物的生存繁殖提供了天然的场所，给水鸟提供了丰富的食物资源和栖息环境，使黄河三角洲自然保护区成为东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要中转站、越冬栖息地和繁殖地[9]。

2 研究方法

本研究跟踪丹顶鹤为黄河三角洲自然保护区黄河口管理站在2017年2月末人工救助的一只受伤丹顶鹤。保护区工作人员在保护区外围进行日常巡逻时，发现一只丹顶鹤由于中毒，趴在稻田地中，经过紧急注射解药和灌水施救等抢救后送于保护站专人喂养，经过一个月的治疗，逐渐康复。该鹤于2021年3月29日放飞，并为其佩戴中国湖南环球信士科技有限公司生产的HQBP5038 型号的背式卫星追踪器，其规格为65 mm×35 mm×50 mm，重量为38g，定时数据周期为1 h。卫星追踪器采用GPS 定位，并由太阳能供电续航，数据获取是在网络客户端下载跟踪数据。定位数据分为有效位点和无效位点，有效位点分为A、B、C、D，4 个不同的精度等级，精度分别为5 m、10 m、20 m 和100 m。追踪器共获取739 个位点数据，剔除其中无法确定经纬度的116 个无效位点，获得623 个有效位点，精度A、B、C 和D 的数据位点分别为327 个、229 个、60 个和7 个。将有效位点数据导入ArcGIS10.2 软件中，通过ArcGIS10.2 软件来测量丹顶鹤每日活动的最大范围，并对每个位点的生境类型进行分析。本次研究将丹顶鹤每日活动数据点的最大多边形面积作为日活动范围，面积测量及生境类型划分则在实地观测的基础之上，根据Landsat8 系列卫片进行活动面积计算，通过ArcGIS10.2 软件生成。丹顶鹤的生境选择根据每日丹顶鹤有效位点所处的各种生境类型所占的比例进行表示，夜宿地利用选取的是每日18：00 到次日6：00 时范围内的有效位点在各生境类型中所占比例。数据统计和分析在SPSS 21.0 上进行。

3 研究结果

3.1 丹顶鹤的日活动范围

本次研究共得到31 天丹顶鹤活动时间，623 个有效活动位点，主要觅食栖息地点6 处（图1A）。丹顶鹤的日活动范围具有一定的变化，95 %的置信水平上置信区间为14.62～50.55 hm2。在0～10 hm2范围内的有13天，其中4月7日的日活动范围最小，仅为0.32 hm2（图1D）；10～20 hm2范围内的有6 天；20～30 hm2范围内的有4 天；＞50 hm2范围内的有8 天，其中4月22日的日活动范围最大，为218.30 hm2（图1C）。从放飞后丹顶鹤日活动范围大小变化来看，放飞初期日活动范围较小，而后在4月1日有一个较大的波动，然后活动范围变小并趋于平稳，之后在4月22日活动范围又有一个较大波动后降低并保持稳定（图2）。

图1 丹顶鹤在黄河三角洲自然保护区内的Figure 1 Red-Crowned Cranes in Yellow River Delta Nature Reserve

图2 丹顶鹤日活动范围的动态变化（ha）Figure 2 Dynamic change of daily home range of the redcrowned cranes (ha)

3.2 生境选择

在本次记录的丹顶鹤活动范围中，其主要生境类型为芦苇沼泽、近海滩涂、水产养殖塘和农田。其中芦苇沼泽是丹顶鹤最偏好的生境，在记录的31 天中均有利用，总利用率为88.76 %；其次是近海滩涂，记录到8 天，利用率为6.59 %，主要出现在放飞后的第19—26 天；然后是水产养殖塘，共记录到5 天，利用率为2.73%，主要出现在放飞后的第4—6天和10—11 天。农田生境共记录到2 天，利用率仅为1.92 %（图3）。

图3 丹顶鹤每日活动中所在各种生境类型比例Figure 3 Change in the proportion of the habitats that the GPS location of the Red-Crowned Cranes in the daily activities

本次研究共记录到30 天的有效夜宿时间，共获得丹顶鹤有效夜宿位点269 个，主要夜宿地点4 处 （图1B），出现在芦苇沼泽、近海滩涂和农田3 种生境类型中。其中芦苇沼泽生境记录到28 天253 个有效夜宿位点（94.05%），近海滩涂生境记录到3 天11 个有效夜宿位点（4.09%），农田生境记录到1 天5 个有效夜宿位点（1.86%）。

4 讨论

近年来，卫星追踪技术在野生动物保护研究工作中逐渐被广泛应用。在国内已有专家学者将卫星追踪器应用于大熊猫[10]、麋鹿[11]、双峰驼[12]、白鹤[13]以及其它珍稀濒危野生动物。卫星定位技术具有覆盖范围广、精度高的优势，不受时间、地点、气候、地理环境等限制的优点，无论被跟踪的动物生活环境多么险峻，行为多么隐蔽，卫星定位装置基本不受影响[14]。通过卫星追踪技术获得的数据较为精确，而且不会影响动物的正常活动，对野生动物的日常状况可以进行实时掌握，既能降低实地考察的难度，又不会对其产生人为干扰。

从本次研究来看，放飞的丹顶鹤身体恢复良好，可以很快适应当地环境，能够根据自身需要去选择适合自己的栖息地。丹顶鹤的活动范围较为稳定，一般在14.62～50.55 hm2的范围内，丹顶鹤选择停留栖息的时间一般在4～5 天，之后便会寻找新的觅食环境，这说明丹顶鹤对觅食栖息环境要求较高，当周围环境不适合时便会寻找新的觅食栖息地。但是，在放飞后的第17—23 天，丹顶鹤的活动范围明显增大，这也可能是由于临近迁徙末期，在获得足够的能量补给后，丹顶鹤有了迁徙冲动。但是，野外调查发现，这段时间多数丹顶鹤已经迁走，被跟踪的丹顶鹤最终没有找到鹤群开始迁徙，因为有研究表明丹顶鹤主要以集群形式进行迁徙。

活动范围变大的几个时期主要是因为丹顶鹤在保护区黄河口管理站、大汶流管理站和一千二管理站3个地点之间的徘徊。这可能是因为丹顶鹤在经过几天的觅食休息之后，寻找新的更适宜的觅食栖息环境。另一方面，从31 天的活动范围变化可以发现，丹顶鹤对其周围的栖息环境要求较高，活动相对频繁，当本身所处环境不适宜时便会寻找新的有利环境，以供自己觅食栖息。

黄河三角洲由于其特殊的地理位置及自然条件，拥有沼泽湿地、近海滩涂、农田、养殖塘、河流、林地等多种生境类型。但本次研究发现，丹顶鹤在黄河三角洲最适宜的觅食栖息环境是芦苇沼泽，这与扎龙[15]、盐城[16]、以及辽宁双台河口保护区的研究结果[2]一致，而后是水产养殖塘、[17]近海滩涂和农田，这种生境选择可能与生境中食物丰富度[6,16]、隐蔽度[17]和人为干扰强度[18,19]有关。在夜宿地研究中发现，丹顶鹤在黄河三角洲春季迁徙期最适宜的夜宿地类型为芦苇沼泽，偶尔也会选择近海滩涂和农田。这与丹顶鹤的觅食栖息地的研究结果基本一致，说明丹顶鹤在黄河三角洲没有明显的觅食地和夜宿地差异，芦苇沼泽是丹顶鹤最喜好利用的生境。相对于其它3 种生境来说，芦苇沼泽生境由于芦苇的存在可能给丹顶鹤提供相对隐蔽的栖息环境，同时，芦苇沼泽生境中相对丰富的食物资源也是丹顶鹤选择芦苇湿地的一个重要原因。水产养殖塘、近海滩涂和农田虽然食物资源也较为丰富，但是人为干扰活动较多，致使丹顶鹤在此地觅食时需要不断观察周围环境，降低了觅食效率。本次研究发现丹顶鹤在翅碱蓬滩涂生境的利用较少，这与前期的研究结果存在较大差异[6,7,17]。这可能是由于近几年来保护区内互花米草大范围入侵，翅碱蓬滩涂严重退化，已经不再适合丹顶鹤的栖息利用，致使丹顶鹤逐渐偏向于内陆湿地。但是，由于设备在运行1月后停止工作，导致收集的数据较少，不能全面地反映丹顶鹤活动范围和生境利用的季节变化，未来将进一步开展丹顶鹤的卫星跟踪研究，以获得更详细的活动范围和生境利用数据。