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基于红外相机技术对广东紫金白溪省级自然保护区地栖鸟类多样性研究
摘要:2020年7月-2022年10月,在广东紫金白溪省级自然保护区内开展红外相机地栖鸟类多样性本底调查。利用ArcGIS 软件将保护区划成70个1 km×1 km的网格,布设70台红外相机,累计有效工作时长26500 d,收集到独立有效照片12052张,共记录到38种地栖鸟类,隶属7目13科,其中网格占有率和相对多度指数最高的鸟类均为白鹇(Lophura nycthemera)(GO=90.4%,RAI=19.494)。此外,本次监测发现10种鸟类为保护区首次记录。
关键词:广东紫金白溪省级自然保护区;红外相机;地栖鸟类;相对多度指数
生物多样性是人类赖以生存和发展的重要自然资源和生存环境[1]。野生动物资源是体现生物多样性的重要组成部分,也是衡量生物多样性的重要指标。但随着城市化进程的不断加快,以及人类掠夺式抢占资源,造成了野生动物种类和数量正在急剧减少。野生动物的锐减很大程度上会破坏生态系统平衡,尤其是关键物种的灭绝,可能会导致生态系统的崩溃。因此,保护野生动物对维持生物多样性和生态平衡具有重要意义。
野生动物本底调查是掌握区域生物多样性的基础性工作[2],但由于野生动物生活习性的特殊性,传统的调查方法不能准确地掌握基本资料[3]。随着红外相机技术的不断成熟,红外相机监测已成为野生动物资源本底调查的重要手段[4],其具有的高效性、连续性、低干扰性和无损伤性等优势[5],在评估野生动物种群状况、时空分布、生境利用等研究中发挥了关键性作用[6]。广东紫金白溪省级自然保护区自成立以来,虽然开展了一些科研监测工作,但没有建立起完善系统的科研监测体系,为实现白溪保护区野生动物监测自动化、常态化,开展野生动物红相机监测非常有必要。开展红外相机监测将为后续动物类群长期连续、标准化的生物多样性动态监测与评估提供平台,同时有利于保护区形成长期稳定的动物监测机制,为相关科学研究和保护区的精细化管理提供技术服务和决策支持。
1. 研究区概况
广东紫金白溪省级自然保护区(以下简称白溪保护区)位于东江中游、紫金县的东北部,地处东经115°8′54″-115°17′53″,北纬23°40′43″-23°45′42″,临近北回归线,总面积5776.3 hm2。白溪保护区属粤东莲花山支脉,保护区内山峦重迭,起伏连绵,属中、低山丘陵地貌,海拔在500~600 m 之间,最大高差 1000 m 左右,东北边界上的燕子岩是保护区最高峰,海拔1167.5m。保护区成土母岩多为花岗岩,土壤有机质含量丰富,呈酸性,具有赤红壤、山地红壤、山地黄壤、山地草甸土等多种土壤类型,垂直分布规律明显。
保护区属于南亚热带季风气候,但具有山地气候特征。气候温和,光照充足,雨量充沛,年平均气温20.5℃,年均降水量 1733.9 mm, 年均日照数1705.7h,相对湿度 83%,季风明显,夏长冬短,植物全年均可生长。白溪保护区地处北回归线北缘,林木茂盛,有多种国家重点保护的动植物,保存有较为完整的南亚热带常绿阔叶林[7,8]。
2. 研究方法
2.1公里网格监测
在对保护区相机安装之前,首先利用ArcGIS将保护区范围进行网格化划分,将保护区全域划分成75个1000m×1000m的公里网格,并对每个公里网格进行编号(图1),然后在每个网格内安装1台红外相机。
2.2红外相机参数设置
本研究采用优威UVL4P红外相机,选择物理像素1200 万、视频尺寸1080P的配置,布设前将红外相机设置为拍照+视频模式,第一次设置为拍照(1张)+摄像(1段10 s)模式,且连续2 次拍摄最短时间间隔为 1 min,持续 24 h 监测为1 个有效工作日[9,10]。
2.3数据处理
红外相机拍摄的照片下载到计算机后,按照生境表编号建立文件夹,分别将每台相机每个地点上所拍摄的照片和视频存入对应的文件夹,以使照片与生境表相对应。对于同一个地点上的红外相机拍摄的照片,将时间间隔小于1min的同一种动物的连续照片和视频算作1张,作为1次探测。将照片按兽类、鸟类、其它动物、工作人员及其它人员进行归类,分类参考《中国兽类野外手册》、《中国鸟类野外手册》、《中国脊椎动物红色名录》[11~13]。
相对多度指数(RAI)
采用动物的拍摄率作为其相对多度指标,是指某一调查区域内,每100个单位相机日所获取某一物种在所有相机位点的独立有效照片数。拍摄率按以下公式计算:
其中,RAI拍摄率代表物种相对多度指标;Ai 代表第i类 (i =1……38)动物出现的相片数;N代表相机日[14,15]。
3 结果分析
白溪保护区自2020年7月开始安装红外相机,截止2022年8月,安装75台红外相机,期间共计采集8次红外相机数据,累计监测26500个有效工作日,拍摄到有效照片和视频39081张,12052组独立有效片段。
在两年红外相机监测数据的基础上,完成了保护区地栖鸟类的编目,共计记录到38种地栖性鸟类,隶属7目13科,其中国家重点保护野生动物有10种,均为国家二级保护动物,分别为蛇雕Spilornis cheela、凤头鹰Accipiter trivirgatus、领角鸮Otus lettia、黄嘴角鸮Otus spilocephalus、领鸺鹠Glaucidium brodiei、白鹇Lophura nycthemera、白眉山鹧鸪Arborophila gingica、仙八色鸫Pitta nympha、红嘴相思鸟Leiothrix lutea和画眉Garrulax canorus。
广东省重点保护物种有4种,分别为黄嘴栗啄木鸟Blythipicus pyrrhotis、灰头绿啄木鸟Picus canus、白眉地鸫Zoothera sibirica和白眉鹀Emberiza tristrami。
中国特有种有4种,分别为中华鹧鸪 Francolinus pintadeanus、白眉山鹧鸪 、灰胸竹鸡 Bambusicola thoracicus和华南斑胸钩嘴鹛Erythrogenys swinhoei。
监测结果显示,白溪保护区相对多度指数最高的是白鹇,RAI指数为19.494,其次为紫啸鸫、绿翅金鸠、白眉山鹧鸪和山斑鸠,分别为2.098、1.494、1.038和1.019。保护区内网格占有率最高的也是白鹇,网格占有率达到90.4%,其次为白眉山鹧鸪、灰胸竹鸡、紫啸鸫、橙头地鸫和山斑鸠。
根据2020年至2022年红外相机监测到的地栖鸟类和保护区综合科学考察(2019)记录物种对比,共计发现10种保护区新纪录种,分别为凤头鹰、灰头绿啄木鸟、黄嘴栗啄木鸟、丘鹬、橙头地鸫、白眉鸫、乌灰鸫、鸲姬鹟、红胁蓝尾鸲和红尾歌鸲。
4 讨论
调查监测中红外相机累计有效工作时长累计监测26500个有效工作日,12052组独立有效片段,监测到38种地栖鸟类,记录到国家二级保护动物10 种,占物种总数的26.32%,广东省重点保护野生鸟类4种,保护区内国家重点保护和广东省重点保护物种的数量较多,超过调查到物种的36.84%,这说明白溪保护区内物种稀有性较高,具有较高的保护价值。
本次监测到的38种地栖鸟类中,白鹇的网格占有率高于90%,相对指数远大于1,说明白鹇在白溪保护区中不仅分布广,相对种群数量也较大,基本饱和。白溪保护区内地栖鸟类相对多度指数大于 1以上有5种,分别为紫啸鸫、绿翅金鸠、白眉山鹧鸪和山斑鸠,说明这5种鸟类为白溪保护区地栖鸟类的优势鸟类。
本次调查历时2年,捕捉到的物种数量和种类均较为丰富,拍到保护区首次纪录鸟类10种,说明白溪保护区野生动物多样性较高,应该持续加强野生动物监测[16]。
参考文献:
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基金项目:2022年广东省自然资源事业管理(生态林业建设)项目
作者简介:张志坚,男,广东省紫金县人,林业助理工程师,主要从事自然资源保护与管理工作。