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作为生物多样性的重要组成部分,对栖息地变化特别敏感的野生兽类在生态系统中扮演重要角色,已经成为生物多样性保护管理与评价的关键指标之一[1-2]。及时科学开展全面的兽类物种编目评估工作对于兽类物种多样性的科学保护与长远规划至关重要[3-4]。长期以来,野生兽类物种的调查研究上面临着部分物种夜行性习性、多数物种生性敏捷、行为隐秘、野外不易发现、调查环境复杂多样、仅靠人力难以持续观察等诸多难题,造成难以形成统一的监测方法与技术标准[5]。近年来,红外相机技术作为一种新型的野生动物监测技术,具有成本低、非损伤性、干扰小、全天候监测、能记录隐蔽种等优点[5-9],目前在全国以及全世界范围的野生动物监测中得到了广泛应用且已逐渐成为野生兽类资源调查的主要手段[2,8-10]。
四川小寨子沟国家级自然保护区始建于1979年,2013年晋升为以保护大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)、四川羚牛(Budorcas tibetanus)等珍稀濒危野生动物及森林生态系统为主的国家级自然保护区。该保护区相关的野生兽类资源调查研究并不多,早期(2003年)的科考报告[11]与保护区兽类区系研究[12]中均记录区内有野生兽类110种;2015年保护区再次开展了综合科学考察,共记录到野生兽类114种[13];2019年保护区开展了针对小型兽类区系及多样性研究,记录到20种小型兽类[14]。以往的调查研究主要基于样线法、痕迹法、访问法、文献资料法等传统调查方法开展,由于缺乏实体标本和影像资料,调查数据的准确性有待考证。如今,保护区已被划入大熊猫国家公园范围,亟需进一步摸清保护区内野生兽类物种家底。本研究利用红外相机技术,于2017年3月—2021年7月对保护区内野生兽类进行持续监测,旨在进一步掌握保护区兽类资源现状,同时科学评估记录兽类在保护区不同功能区域的分布,为更加科学的野生动物保护管理以及后续监测工作的科学规划提供重要的参考依据,同时也为助力大熊猫国家公园建设积累重要的基础数据。
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本研究在71593个有效相机日下获得了160909条研究数据,包括122246张照片和38663段视频。其中,野生兽类的拍摄记录有28707条,独立有效记录总计6071次,调查共记录到4目13科22种兽类(见表1)。基于调查物种数与有效相机日的关系曲线分析,兽类物种数在12000个有效相机日之前持续增加,之后在近30000个有效相机日时达到饱和(见图2),表明本研究对兽类物种的监测时长已经充足。
物种
Species保护级别
Protection categoryIUCN红色名录
IUCN Red List网格数(网格占有率/%)Number of grids
(grid occupancy/%)拍摄记录总数
Total number of records独立有效记录数Number of independent
records相对多度指数
Relative abundance index分布区域
Distribution area海拔
Elevation/mI. 灵长目 Primates (1) 猴科 Cercopithecidae 1. 猕猴 Macaca mulatta II LC 2(1.37) 9 2 0.003 B, C 1712~2418 2. 藏酋猴 Macaca thibetana II NT 10(6.85) 189 25 0.035 A, B, D 1755~2848 3. 川金丝猴 Rhinopithecus roxellana I EN 45(30.82) 672 165 0.230 A, B, C, D 1712~4053 II. 偶蹄目Moschidae (2) 麝科 Moschidae 4. 林麝 Moschus berezovskii I EN 18(12.33) 362 88 0.123 A, B, C, D 1664~3514 (3) 鹿科 Cervidae 5. 毛冠鹿 Elaphodus cephalophus II NT 29(19.86) 1585 317 0.443 A, B, C, D 1701~3263 6. 小麂 Muntiacus reevesi LC 13(8.90) 287 50 0.070 A, B, C, D 1701~2812 (4) 牛科 Bovidae 7. 四川羚牛 Budorcas tibetanus I VU 26(17.81) 3405 387 0.541 A, B, C 2028~3856 8. 中华斑羚 Naemorhedus griseus II VU 110(75.34) 12295 2356 3.291 A, B, C, D 1664~4053 9. 中华鬣羚 Capricornis milneedwardsii II VU 22(15.07) 1203 211 0.295 A, B, C, D 1862~3208 10. 岩羊 Pseudois nayaur II LC 2(1.37) 72 4 0.006 B, C 2812~3152 (5) 猪科 Suidae 11. 野猪 Sus scrofa LC 72(49.32) 2527 681 0.951 A, B, C, D 1701~3856 III. 食肉目 Carnivora (6) 犬科 Canidae 12. 赤狐 Vulpes vulpes II LC 1(0.68) 6 2 0.003 C 3856 (7) 熊科 Ursidae 13. 黑熊 Ursus thibetanus II VU 59(40.41) 637 168 0.235 A, B, C, D 1701~4053 (8) 大熊猫科 Ailuropodidae 14. 大熊猫 Ailuropoda melanoleuca I VU 42(28.77) 809 201 0.281 A, B, C, D 2000~4053 (9) 猫科Felidae 15. 豹猫 Prionailurus bengalensis II LC 43(29.45) 429 147 0.205 A, B, C, D 1701~3577 (10) 灵猫科 Viverridae 16. 果子狸 Paguma larvata LC 36(24.66) 362 131 0.183 A, B, C, D 1804~3268 (11) 鼬科 Mustelidae 17. 猪獾 Arctonyx collaris VU 43(29.45) 475 146 0.204 A, B, C, D 1804~3856 18. 黄喉貂Martes flavigula II LC 38(26.03) 188 77 0.108 A, B, C, D 1664~3614 19. 黄鼬 Mustela sibirica LC 16(10.96) 54 29 0.041 A, B, C, D 1701~3514 IV. 啮齿目 Rodentia (12) 松鼠科 Sciuridae 20. 岩松鼠 Sciurotamias davidianus LC 35(23.97) 1261 533 0.744 A, B, C, D 1664~3247 21. 隐纹花松鼠 Tamiops swinhoei LC 7(4.79) 9 8 0.011 A, D 2002~3625 (13) 豪猪科 Hystricidae 22. 中国豪猪 Hystrix hodgsoni LC 30(20.55) 1017 343 0.479 A, B, C, D 1804~3327 注: IUCN红色名录: EN. 濒危, VU. 易危, NT. 近危, LC. 无危;分布区域:A. 核心区, B. 缓冲区, C. 实验区, D. 保护区外围 Note: IUCN Red List: EN. Endangered, VU. Vulnerable, NT. Near threatened, LC. Least Concerned; Distribution area: A. Core zone, B. Buffer zone, C. Experimental zone, D. Periphery of the reserve Table 1. List of mammal species recorded by infrared cameras in Xiaozhaizigou National Nature Reserve (Sichuan Province) from 2017 to 2021
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调查获得的22种野生兽类物种中,食肉目(Carnivora)和偶蹄目(Moschidae)最多,均有8种,二者占兽类物种总数的72.73%;而灵长目(Primates)和啮齿目(Rodentia)较少,均有3种。记录兽类包括大熊猫、川金丝猴、林麝(Moschus berezovskii)、四川羚牛等4种国家I级以及猕猴(Macaca mulatta)、藏酋猴(Macaca thibetana)、毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)、中华斑羚(Naemorhedus griseus)、中华鬣羚(Capricornis milneedwardsii)、岩羊(Pseudois nayaur)、赤狐(Vulpes vulpes)、黑熊(Ursus thibetanus)、豹猫(Prionailurus bengalensis)、黄喉貂(Martes flavigula)等10种国家II级重点保护野生动物。根据IUCN红色名录统计,被评为“濒危(EN)”等级的有2种,分别为川金丝猴和林麝;被评为“易危(VU)”等级的有6种,分别为大熊猫、黑熊、四川羚牛、中华斑羚、中华鬣羚、猪獾(Arctonyx collaris);被评为“近危(NT)”等级的有2种,分别为藏酋猴和毛冠鹿;而另外12种兽类被评为“无危(LC)”等级(见表1)。
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中华斑羚(RAI=3.291)的相对多度指数(RAI)最高且远高于其他物种,其次为野猪(Sus scrofa)(RAI=0.951)、岩松鼠(Sciurotamias davidianus)(RAI=0.744)、四川羚牛(RAI=0.541)、中国豪猪(Hystrix hodgsoni)(RAI=0.479)和毛冠鹿(RAI=0.443)。灵长目中,川金丝猴(RAI=0.230)的相对多度指数最高,而猕猴(RAI=0.003)最低;偶蹄目中仅小麂(Muntiacus reevesi)(RAI=0.070)和岩羊(RAI=0.006)的相对多度指数较低,其余物种的相对多度指数均较高(RAI>0.100);食肉目中大熊猫(RAI=0.281)的相对多度指数最高,而赤狐(RAI=0.003)的相对多度指数最低;啮齿目中,岩松鼠的相对多度指数位于所有兽类物种的前三位,而隐纹花松鼠(Tamiops swinhoei)(RAI=0.011)的相对多度指数最低(见表1)。
研究发现,基于红外相机获得的22种兽类物种中有17个物种(包括了大多数的大中型兽类物种)具有集群活动现象,占比达77.27%(见表2)。其中,四川羚牛、野猪和川金丝猴的集群现象最为明显,单次集群最多数量分别达到19只、13只与11只;其次是猪獾和藏酋猴,单次集群最多数量分别达到7只与6只;其余12种兽类的单次集群最大数量为2~3只。
物种名称
Species name单网格中集群最大数量/只
Maximum number of clusters in a single grid集群分布网格数/个
Number of grids distributed by cluster核心区
Core zone缓冲区
Buffer zone实验区Experimental
zone保护区外围Periphery of
the reserve核心区
Core zone缓冲区
Buffer zone实验区Experimental
zone保护区外围Periphery
of the reserve藏酋猴Macaca thibetana 6 0 0 4 2 0 0 1 川金丝猴Rhinopithecus roxellana 9 5 11 4 12 8 7 1 大熊猫Ailuropoda melanoleuca 3 0 0 0 3 0 0 0 四川羚牛Budorcas tibetanus 19 2 0 0 11 1 0 0 中华斑羚Naemorhedus griseus 3 3 3 2 22 6 3 1 中华鬣羚Capricornis milneedwardsii 2 0 2 0 1 0 1 0 林麝Moschus berezovskii 2 0 0 2 1 0 0 1 毛冠鹿Elaphodus cephalophus 2 0 0 0 2 0 0 0 岩羊Pseudois nayaur 0 0 3 0 0 0 1 0 野猪Sus scrofa 12 8 13 7 20 5 3 2 黑熊Ursus thibetanus 0 2 3 0 0 1 1 0 果子狸Paguma larvata 3 0 3 0 2 0 1 0 黄喉貂Martes flavigula 2 2 0 0 2 1 0 0 豹猫Prionailurus bengalensis 0 0 0 2 0 0 0 1 黄鼬Mustela sibirica 0 0 2 2 0 0 1 1 猪獾Arctonyx collaris 7 0 0 0 2 0 0 0 中国豪猪Hystrix hodgsoni 3 2 3 0 7 4 3 0 Table 2. Cluster statistics of mammal species recorded by infrared cameras in Xiaozhaizigou National Nature Reserve (Sichuan Province) from 2017 to 2021
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基于分布网格和网格占有率分析,中华斑羚的分布网格数(G=110)与网格占有率(GO=75.34%)均为最高;其次是野猪(G=72)和黑熊(G=59),网格占有率均超过了40%;川金丝猴、猪獾、豹猫、大熊猫、黄喉貂、果子狸(Paguma larvata)、岩松鼠、中国豪猪、毛冠鹿、四川羚牛、中华鬣羚、林麝和黄鼬(Mustela sibirica)等13种兽类的分布网格数均超过了15个,而网格占有率均超过了10%;小麂和藏酋猴的分布网格数均超过了10个,而网格占有率均超过了5%;而隐纹花松鼠、猕猴、岩羊与赤狐的分布网格数与网格占有率相对较低(见表1和图3)。
Figure 3. The number of mammal species photographed in different areas and the distribution grid number of each mammal species in different areas in Xiaozhaizigou National Nature Reserve, Sichuan Province
保护区不同功能区域下均拍摄到较多种类的兽类物种(18~20种)(见图3)。其中,核心区拍摄到了除猕猴、岩羊和赤狐外的19种兽类;缓冲区拍摄到了除隐纹花松鼠与赤狐外的20种兽类;实验区拍摄到了除藏酋猴与隐纹花松鼠外的20种兽类;而保护区外围拍摄到了除四川羚牛、猕猴、岩羊和赤狐外的18种兽类。整体上看,有超过72%的兽类物种在保护区的4种不同功能区域均有分布;仅隐纹花松鼠、猕猴、岩羊和赤狐等4个物种在1~2个不同功能区域有分布(见表1)。
保护区不同功能区域内均有多种兽类物种存在集群现象(7~13种)。整体上看,核心区出现集群现象的物种种类(13种)和集群网格数(87个)均最多;保护区外围最少,但依旧有7种兽类有集群现象,合计集群网格数达8个。川金丝猴、中华斑羚、野猪在保护区4个不同功能区域均有集群,集群网格数合计分别达28个、32个、30个,但多集中在核心区;藏酋猴集群主要发生在核心区和保护区外围,集群网格数合计为3个;大熊猫和集群主要发生在核心区,但在核心区边缘靠近保护区外围的地方出现了3只集群;四川羚牛与黄喉貂的集群均主要发生在核心区和缓冲区,四川羚牛在核心区的集群网格数达11个而缓冲区仅1个,黄喉貂的集群网格数合计仅3个;毛冠鹿和猪獾均仅在核心区有2个网格出现集群;中华鬣羚和果子狸均在核心区和实验区有集群,集群网格数合计均不多,分别有2个和3个;中国豪猪在核心区、缓冲区和实验区均有集群,集群网格数合计分别达14个;黑熊在缓冲区和实验区均有1个网格有集群;黄鼬在实验区和保护区外围均有1个网格有集群;林麝在核心区和保护区外围均有1个网格有集群;岩羊仅在实验区的1个网格有集群;豹猫仅在保护区外围的1个网格有集群(见表2)。
基于物种分布海拔数据分析,中华斑羚(2389 m)、黑熊(2352 m)、川金丝猴(2341 m)、野猪(2155 m)、大熊猫(2053 m)和猪獾(2052 m)的分布海拔跨度排在前列且均超过2000 m。而分布海拔跨度超过1000 m的兽类物种高达19种,占总兽类物种数的86.36%(见图4),说明保护区内绝大部分兽类物种存在跨海拔活动现象。
Diversity and Distribution of Wild Mammals in Xiaozhaizigou National Nature Reserve in Sichuan Province Based on Infrared Camera Technology
doi: 10.12172/202112260001
- Received Date: 2021-12-26
- Available Online: 2022-04-21
- Publish Date: 2022-06-09
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Key words:
- Xiaozhaizigou National Nature Reserve /
- Infrared camera technology /
- Mammal /
- Relative abundance index /
- Grid occupancy rate
Abstract: From March 2017 to July 2021, the diversity of large and medium-sized mammals in the Xiaozhaizigou National Nature Reserve and its surrounding areas were continuously monitored by infrared camera technology according to the kilometer grid sampling scheme in Sichuan province. During the research period, with an intensive survey effort of 71593 efficient camera days at 230 locations (126 grids), a total of 28707 photographs and videos and 6071 independent and effective records of wild mammals were collected. A total of 22 wild mammal species belonging to 13 families and 4 orders were identified. Among them, 4 species were national I-class protected wild animals and 10 species were national II-class protected wild animals. Two species were evaluated as Endangered (EN), six species were Vulnerable (VU) and two species were Near threatened (NT) by IUCN Red List. The recorded Siberian Weasel (Mustela sibirica) was a new record in the nature reserve. The results showed that the distribution grid number of 18 species, including Chinese Goral (Naemorhedus griseus), Wild Boar (Sus scrofa), Himalayan Black Bear (Ursus thibetanus) and Golden Snub-nosed Monkey (Rhinopithecus roxellana), was not less than 10, and the corresponding grid occupancy rate and relative abundance index RAI were in the forefront. A large number of mammal species (18~20 species) were recorded in different functional areas of the nature reserve. There were many kinds of mammal species (7-13 species) clustered in different functional areas of the nature reserve and most of them had cross-altitude moving activities. The results of this study showed that the resources of rare and endangered wild mammals in the monitoring area were rich, the population number was large and the distribution was wide. To some extent, it indicated that the conservation work of the reserve had been effective for many years.