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Distribution of Wildlife Surveyed with Infra-Red Cameras in the Shennongjia National Nature Reserve

利用红外相机研究神农架自然保护区野生动物分布规律


利用红外相机对神农架自然保护区的野生动物分布范围和活动规律进行调查。于 2010年8—9月和2011年3—9月,在95个位点放置红外相机,每台相机在每个位点放置时间为1~2个月。共获得野生动物照片9 665张,其中有效照片536张;有效照片中兽类占82%,鸟类占18%,经鉴定,兽类有19种,鸟类有9种。在海拔2219~2597 m的区域和寒温性针阔混交林中拍摄的动物种数和拍摄率均最高,说明这些区域的野生动物数量和种类最多。同种动物在不同的植被型下拍摄率不同,说明该种动物对各植被型的偏好程度不同。对6种最常见兽类和2种雉类的研究表明:在寒温性和温性针阔混交林中拍摄率最高的是斑羚、红腹角雉,在温性针阔混交林拍摄率最高的是毛冠鹿, 在寒温性针阔混交林中拍摄率最高的是野猪、梅花鹿、红腹锦鸡,在针叶林中拍摄率最高的是鬣羚。

To investigate diversity and relative abundance of the wildlife in Hubei Shennongjia National Nature Reserve, infra-red cameras were installed in 95 sites, with each site maintained for one to two months and monitored the movement of the animals from August to September, 2010, and from March to September, 2011. The cameras totally took 9 665 photos with identified animals, and of them there are 536 effective photos, among which 82% were mammals, 18% were birds. The total 19 species of mammals and 9 species of birds were identified. At different elevations and in different vegetation types the photographic rates (PR) of infra-red cameras were varied. The PR was significantly higher at elevation of 2219-2 597 m; PR of infra-red cameras in cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest was the highest, indicating that diversity and abundance of mammals and birds in these places were more than other regions. For the same specie of animal in different vegetation the PR was different, suggesting preferation of wildlife in different vegetation type. By studying on 6 mammal species and 2 pheasant species in the Shennongjia National Nature Reserve, the result showed that in temperate and cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PR of Naemorhedus goral and Tragopan temminckii were the highest, in temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PRs of Elaphodus cephalophus was the highest, and in cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PRs of Sus scrofa, Cervus nippon, Chrysolophus pictus were the highest, and in coniferous forest the PR of Capricornis sumatraensis was the highest.


全 文 :第 50 卷 第 9 期
2 0 1 4 年 9 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50,No. 9
Sep.,2 0 1 4
doi:10.11707 / j.1001-7488.20140913
收稿日期: 2013 - 03 - 30; 修回日期: 2013 - 07 - 25。
基金项目: 中央级公益型科研院所基本科研业务费专项(CAFRIFEEP201101)。
* 李迪强为通讯作者。
利用红外相机研究神农架自然保护区
野生动物分布规律*
李广良1 李迪强1 薛亚东1 王秀磊1 杨敬元2 余辉亮2
(1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林生态环境重点实验室 北京 100091;
2. 湖北神农架国家级自然保护区 神农架 442421)
摘 要: 利用红外相机对神农架自然保护区的野生动物分布范围和活动规律进行调查。于 2010 年 8—9 月和
2011 年 3—9 月,在 95 个位点放置红外相机,每台相机在每个位点放置时间为 1 ~ 2 个月。共获得野生动物照片
9 665张,其中有效照片 536 张;有效照片中兽类占 82%,鸟类占 18%,经鉴定,兽类有 19 种,鸟类有 9 种。在海拔
2 219 ~ 2 597 m 的区域和寒温性针阔混交林中拍摄的动物种数和拍摄率均最高,说明这些区域的野生动物数量和
种类最多。同种动物在不同的植被型下拍摄率不同,说明该种动物对各植被型的偏好程度不同。对 6 种最常见兽
类和 2 种雉类的研究表明:在寒温性和温性针阔混交林中拍摄率最高的是斑羚、红腹角雉,在温性针阔混交林拍摄
率最高的是毛冠鹿,在寒温性针阔混交林中拍摄率最高的是野猪、梅花鹿、红腹锦鸡,在针叶林中拍摄率最高的是
鬣羚。
关键词: 红外相机; 监测; 兽类; 鸟类; 神农架自然保护区
中图分类号: 718. 6 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2014)09 - 0097 - 08
Distribution of Wildlife Surveyed with Infra-Red Cameras
in the Shennongjia National Nature Reserve
Li Guangliang1 Li Diqiang1 Xue Yadong1 Wang Xiulei1 Yang Jingyuan2 Yu Huiliang2
(1. Key Laboratory of Forest Ecology and Environment State Forestry Administration Institute of Forest Ecology,Environment and Protection,
CAF Beijing 100091; 2. Hubei Shennongjia National Nature Reserve Administration Shennongjia 442421)
Abstract: To investigate diversity and relative abundance of the wildlife in Hubei Shennongjia National Nature Reserve,
infra-red cameras were installed in 95 sites,with each site maintained for one to two months and monitored the movement
of the animals from August to September,2010,and from March to September,2011. The cameras totally took 9 665
photos with identified animals,and of them there are 536 effective photos,among which 82% were mammals,18% were
birds. The total 19 species of mammals and 9 species of birds were identified. At different elevations and in different
vegetation types the photographic rates ( PR ) of infra-red cameras were varied. The PR was significantly higher at
elevation of 2 219 - 2 597 m; PR of infra-red cameras in cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest was the
highest,indicating that diversity and abundance of mammals and birds in these places were more than other regions. For
the same specie of animal in different vegetation the PR was different,suggesting preferation of wildlife in different
vegetation type. By studying on 6 mammal species and 2 pheasant species in the Shennongjia National Nature Reserve,the
result showed that in temperate and cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PR of Naemorhedus goral
and Tragopan temminckii were the highest,in temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PRs of Elaphodus
cephalophus was the highest,and in cold temperate mixed coniferous and broadleaved forest the PRs of Sus scrofa,Cervus
nippon,Chrysolophus pictus were the highest,and in coniferous forest the PR of Capricornis sumatraensis was the highest.
Key words: infra-red camera; monitoring; mammal; birds; Shennongjia National Nature Reserve
林 业 科 学 50 卷
神农架自然保护区山体海拔相对高差大,山高、
坡陡、谷深,气候因海拔和坡向的不同而有较大的差
异,生态类型多样,动物多样性特别丰富,在动物地
理区系上属古北界和东洋界的交界地带。该区域受
第四纪冰川影响较少,因而保留了一些特有物种,如
川金丝猴 ( Rhinopithecus roxellanae)等。为了保护
神农架自然保护区的野生动物资源,调查清楚动物
的分布状况并监测其活动是十分必要的。
红外感应自动照相机 (红外相机)能利用恒温
动物自身的热量触发感应器进行拍照,在自然保护
区物种普查、野生动物种群数量调查、动物行为监测
等研究中广泛使用。相对于捕捉、直接观测等传统
调查方法,红外相机调查法对野生动物的干扰小,使
用方便,有利于记录习性隐蔽和夜行性的野生动物
活动(裴家骐,1998)。
国外使用红外相机研究野生动物有较长的历
史,最早报道见 Champion (1927)。20 世纪 90 年代
该技术逐渐发展成熟,如应用红外相机和种群捕获
模型 对 印 度 Nagarahole 国 家 公 园 的 孟 加 拉 虎
( Panthera tigeris ) 的 种 群 数 量 和 密 度 的 研 究
(Karanth,1995; Karanth et al.,1998);目前已广泛
用于动物种群数量和密度的研究(Wallace et al.,
2003; Daniel et al.,2004; Andrew et al., 2007;
Kelly,2008; Mogens et al.,2008; Tobler et al.,
2008; Rowcliffe et al.,2008a; 2008b; Francesco et
al.,2009; Royle et al.,2009; Pedro et al.,2009;
Matthew et al.,2010; Nuno et al.,2010; Andrew et
al.,2011; Chen et al.,2011)。
我国利用红外相机开展野生动物研究工作的历
史短,工作也不够系统。马世来等(1996)在云南高
黎贡山进行的生物多样性研究为最早报道。近年
来,卢学理等(2005)在陕西长青自然保护区进行大
熊猫(Ailuropoda melanoleuca)及同域动物的研究,以
及陈天波等 (2013)研究地表水对广西弄岗国家级
自然保护区兽类分布的影响等。
笔者使用红外相机对神农架自然保护区内的野
生动物进行了系统调查,揭示不同生境条件下动物
群落结构特点、动物的种间相关性,以及不同动物对
栖息地利用的时间差异,为更好地保护神农架自然
保护区的野生动物提供科学依据。
1 研究区域与研究方法
1. 1 研究区域概况
神农架自然保护区位于秦巴山脉东端的神农架
山系,110° 03 05″— 110° 33 50″ E,31° 21 20″—
31°3620″ N,总面积为 70 467 hm2,是一个以亚热
带森林生态系统和珍稀动植物为主要保护对象的自
然保护区。神农架山脉是我国东部低山丘陵到西部
高山以及青藏高原的一级中间阶梯,地处北亚热带
与暖温带的过渡地区,形成独特的地形与气候特征。
神农架自然保护区山体高大,相对高差大,气候垂
直分带明显。在低海拔地区表现出北亚热带的气候
特征,在海拔 1 000 m 左右表现出暖温带的气候特
征,在海拔 1 700 m 地区表现出温带气候特征,在
2 000 m 以上的高海拔地区则表现出寒温带气候特
征。同时,神农架也具有明显的水平分带,东部比
西部温暖干燥。神农架自然保护区主要针叶树种有
巴山冷杉( Abies fargesii)、华山松( Pinus armandi),
主要落叶阔叶树种有锐齿槲栎(Quercus aliena var.
acuteserrata)、米心水青冈 ( Fagus engleriana)、红桦
(Betula albo-sinensis)、糙皮桦 ( Betula utilis)、山杨
(Populus davidiana),主要常绿阔叶树种有灰岩润楠
(Machilus calcicola)、水丝梨(Sycopsis sinensis)、曼青
冈(Cyclobalanopsis oxyodon)。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 取样设计 红外相机在神农架自然保护区
内按照 2 km × 2 km 的公里网格布设,在人类活动干
扰较大、地形险要、植被稀少的区域或连续的草甸、
箭竹丛的地段不放置相机。
1. 2. 2 红外相机放置 本研究使用 Scout Guard
Trail Camera SG550 数码红外相机,相机拍摄照片达
到 500 万像素。将相机设置在动物活动痕迹较多的
地点,相机固定于树干上离地面 50 ~ 80 cm,相机镜
头与地面基本平行,要求相机捆绑牢固,目视取景合
理。同时,测试相机工作状态,记录相机放置的日
期、GPS 位点、海拔、坡向、坡度、植被类型、动物活动
痕迹以及人为干扰等信息。
1. 2. 3 数据分析 先将红外相机拍摄的照片从相
机存储卡下载到计算机,并按照生境表上的相机编
号建立文件夹,将每台相机在同一地点所拍摄的照
片存到一个文件夹内。相机日为相机在某一位点放
置的天数。对于同一相机在同一地点拍摄的照片,
将时间间隔小于 30 min 的同一种动物的连续照片
算作 1 张有效照片,以此计算动物物种数及相对丰
富度( relative abundance index,RAI)。本文中相对
丰富度的指标用动物的拍摄率来表示,计算公式
(马鸣,2006 ) 为拍摄率 (% ) = (照片数 / 照相天
数) × 100。
1. 2. 4 动物群落与环境因子的典范对应分析 首
先,对物种数据进行除趋势对应分析 ( detrended
89
第 9 期 李广良等: 利用红外相机研究神农架自然保护区野生动物分布规律
correspondence analysis,DCA)以确定该研究区域动
物的群落分布是属于单峰型分布还是线型分布,典
范 对 应 分 析 ( canonical correspondence analysis,
CCA)适用于单峰型分布,冗余分析 ( redundancy
analysis,RDA) 则适用于线型分布。根据相机点数
据与动物物种组成的68 × 19 的数据矩阵,以及相机
点数据与环境因子(包括海拔、坡度、坡向、离公路
的距离、乔木盖度、灌木盖度、草本盖度 )组成的
68 × 7 的数据矩阵,利用 R 3. 1. 1 软件中的 Vegan 软
件包进行进行 CCA 分析,并用蒙特卡罗置换检验
(Monte Carlo permutation test)来检验 CCA 分析中排
序轴的显著性。
1. 2. 5 红外相机点的 DCA 排序 根据相机点数据
与动物物种组成的 68 × 19 的数据矩阵,利用 PC-
ORD5. 0 软件,采用 DCA 分析排序。
2 结果与分析
2. 1 物种数及相对丰富度
在 2010 年 8—9 月,2011 年 3—9 月,使用 37
台红外相机进行调查,共在 95 个位点放置了红外相
机(图 1),每台相机在每个地点上放置 1 ~ 2 个月,
有 74 个位点拍摄到野生动物,其中 68 个位点的照
片可识别。共获得野生动物照片9 665张,有效动物
照片 536 张,其中:兽类占 82%,共 19 种,分属 5 目
13 科; 鸟类占 18%,共 9 种,分属 3 目 4 科。
图 1 神农架自然保护区红外相机分布示意图
Fig. 1 The location of camera trap in Shennongjia National Nature Reserve
①Nantianmen ②Houzishi ③Banbiyan ④Jinsiyanya ⑤Shennongding ⑥Liaowangta ⑦Dalongtan ⑧Yazikou
⑨Muyuzhen ⑩Natural museum 瑏瑡Laojunshan 瑏瑢Jixinjian 瑏瑣Xiagupingxiang
拍 摄 到 的 19 种 兽 类 分 别 为 川 金 丝 猴
(Rhinophithecus roxellanae)、梅花鹿(Cervus nippon)、
毛冠鹿 ( Elaphodus cephalophus )、小麂 ( Muntiacus
reevesi)、林麝(Moschus berezowskii)、鬣羚(Capricornis
sumatraensis)、斑羚 ( Naemorhedus goral)、野猪 ( Sus
scrofa)、花面狸(Paguma larvata)、豹猫(Prionailurus
bengalensis)、黑熊(Ursus thibetanus)、黄喉貂(Martes
flavigula )、狗 獾 ( Meles meles )、黄 鼬 ( Mustela
sibirica)、草 兔 ( Lepus capensis )、豪 猪 ( Hystrix
hodgsoni )、拟 家 鼠 ( Rattus rattoides )、岩 松 鼠
(Sciurotamias davidianus ) 和隐纹花松鼠 ( Tamiops
swinhoei)。
其中,斑羚、毛冠鹿、梅花鹿、野猪、鬣羚、小麂 6
种兽类拍摄率最高,这 6 种动物分布也最广泛。拍
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林 业 科 学 50 卷
到 6 种动物照片的位点数及其占位点总数的比例
(用括号内百分数表示)如下:斑羚 36 个(48% ),毛
冠鹿 28 个 (37% ),梅花鹿 27 个 (36% ),野猪 20
个(27% ); 鬣羚 11(15% ); 小麂 7 个(9% )。拍摄
到的珍稀野生动物有川金丝猴和黑熊,被 IUCN 红
色名录列为易危种(VU),另外还有斑羚和林麝,被
列为近危种(NT)。
拍摄到的 9 种鸟类分别为红腹角雉( Tragopan
temminckii)、红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)、灰头鸫
(Turdus rubrocanus)、眼纹噪鹛(Garrulax ocellatus)、
黑领噪鹛 ( Garrulax pectoralis)、橙翅噪鹛 ( Garrulax
elliotii)、棕头鸦雀(Paradoxornis webbianus)、红嘴蓝
鹊(Urocissa erythrorhyncha)、蚁鴷( Jynx torquilla)。
其中,红腹角雉、红腹锦鸡、灰头鸫是前 3 种拍
摄率最高的鸟类,拍到照片的位点数依次为 15,9,5
个,分别占所有红外相机位点数的 21%,12%,7%。
属于珍稀物种的有红腹角雉,被 IUCN 红色名录列
为易危种(VU)。
2. 2 不同栖息地类型红外相机拍摄率分析
在不同海拔、植被类型条件下红外相机拍摄动
物的拍摄率是不同的 (表 1 )。在海拔 2 219 ~
2 597 m 的区域拍摄率最高(21. 52% ),而较低海拔
(1 860 ~ 2 186 m)区域拍摄率最低(9. 86% )。
红外相机在寒温性针阔混交林中拍摄率最高,
其次是灌丛,温性针阔混交林中拍摄率最低。
表 1 不同海拔、植被类型条件下红外相机的拍摄率①
Tab. 1 The photographic rates of infra-red cameras at different elevation,vegetation type
变量 Variable 类别 Category SN CD SN2 PN PR
海拔 Elevation /m
植被 Vegetation
1 425 ~ 1 765 10 325 14 59 18. 15
1 860 ~ 2 186 18 1237 13 122 9. 86
2 219 ~ 2 597 23 1013 13 218 21. 52
2 600 ~ 2 998 23 946 12 133 14. 06
BF 12 450 14 78 17. 33
CTMCBF 26 940 21 199 21. 17
TMCBF 21 1261 20 149 11. 82
CF 8 303 7 40 13. 20
S 8 291 8 58 19. 93
① BF: 落叶阔叶林 Broadleaved deciduous forest; CF: 针叶林 Coniferous forest; TMCBF: 温性针阔混交林 Temperature mixed coniferous and
broadleaved forest; CTMCBF: 寒温性针阔混交林 Cold temperature mixed coniferous and broadleaved forest; S:灌丛 Shrub. SN: 相机位点数 Site
number; CD: 相机日 Camera date; SN2: 物种数 Species number; PN: 照片数 Photo number; PR: 拍摄率 =照片数 /相机日 Photographic rate:photo
number / camera date.
同种动物在不同的植被类型下红外相机的有效
照片数不同(图 2),选取分布最广的 6 种兽类和 2
种雉类研究。结果表明,红外相机对斑羚拍摄率最
高的植被类型是寒温性和温性针阔混交林,拍摄率
最低的是针叶林。毛冠鹿拍摄率最高的植被类型是
温性针阔混交林,拍摄率相对较低的是寒温性针阔
混交林,拍摄率最低的同样是针叶林;由图可见拍摄
率与海拔呈负相关,尤其是在较为温暖的温性针阔
混交林中毛冠鹿活动较多,可能与温性针阔混交林
中食源植物丰富有关。
梅花鹿和鬣羚的体型较大,红外相机未在落叶
阔叶林中拍摄到照片; 而梅花鹿拍摄率最高的植被
类型是寒温性针阔混交林,鬣羚拍摄率最高的是针
叶林。鬣羚比梅花鹿更适宜高海拔区域的生活,而
且因为没有分叉的角,可以在比较茂密的灌丛中
活动。
野外调查发现野猪分布最广泛,拍摄率最高的
植被类型是寒温性针阔混交林,拍摄率最低的是温
性针阔混交林。小麂拍摄率最高的植被类型是落叶
阔叶林,在针叶林和亚高山灌丛中未拍摄到照片,说
明小麂不能适应高海拔的寒冷气候; 野猪适应性非
常强,在各种植被型中广泛分布,在寒温性针阔混交
林中拍摄率较高,可能因为该区域的食源植物种类、
数量最为丰富。
对 2 种雉类进行对比可见,红腹角雉分布更广
泛,拍摄率最高的植被类型是寒温性和温性针阔混
交林,拍摄率最低的是亚高山灌丛。红腹锦鸡拍摄
率最高的植被类型是寒温性针阔混交林,在针叶林
和亚高山灌丛中红外相机未拍摄到红腹锦鸡照片。
说明红腹角雉对寒冷气候的适应性较强; 他们活动
最多的最佳栖息地都是寒温性针阔混交林,可能因
为该区域的食物丰富。
2. 3 动物群落与环境因子的典范对应分析
选取拍摄率最高的 19 种动物进行 DCA 分析
(表 2)。结果表明,第一排序轴长度(5. 26)大于 4,
因此基于单峰模型的典范对应分析 (CCA)适用于
本研究。所有排序轴经蒙特卡罗置换检验均达到显
著水平(P < 0. 05),说明排序效果理想。蒙特卡罗
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第 9 期 李广良等: 利用红外相机研究神农架自然保护区野生动物分布规律
置换检验结果中 CCA1 和 CCA2 2 列所对应的值是
环境因子箭头与排序轴夹角的余弦值,表示环境因
图 2 神农架自然保护区不同植被类型下 6 种兽类和 2 种雉类的有效照片
Fig. 2 Effective photo of six species of mammals and two species of pheasants detected by
infra-red camera at different vegetation in Shennongjia National Nature Reserve
a.班羚 N. goral;b. 毛冠鹿 E. cephalophus;c.鬣羚 Ca. sumatraensis;d.梅花鹿 Ce. nippon;
e.野猪 S. scrofa;f.小麂 M. reevesi;g.红腹角雉 T. temminckii;h.红腹锦鸡 Ch. pictus.
表 2 红外相机在神农架保护区拍摄到的 19 种动物及所处的植被类型
Tab. 2 19 species of animal photographed by infra-red cameras and
vegetation types of their habitat in Shennongjia National Nature Reserve
编号
No.
种类
Specie
植被类型
Vegetation type
编号
No.
种类
Specie
植被类型
Vegetation type
1 红腹角雉 Tragopan temminckii BF,TMCBF,CTMCBF,CF,S
2 红腹锦鸡 Chrysolophus pictus BF,TMCBF,CTMCBF
3 毛冠鹿 Elaphodus cephalophus BF,TMCBF,CTMCBF,CF,S
4 斑羚 Naemorhedus goral BF,TMCBF,CTMCBF,CF,S
5 梅花鹿 Cervus nippon TMCBF,CTMCBF,CF,S
6 豪猪 Hystrix hodgsoni BF,TMCBF,CF,S
7 野猪 Sus scrofa BF,TMCBF,CTMCBF,CF,S
8 鬣羚 Capricornis sumatraensis TMCBF,CTMCBF,CF,S
9 小麂 Muntiacus reevesi BF,TMCBF,CTMCBF
10 狗獾 Meles meles TMCBF,CTMCBF
11 花面狸 Paguma larvata BF,TMCBF,CTMCBF
12 黑熊 Ursus thibetanus BF,TMCBF,CTMCBF
13 豹猫 Prionailurus bengalensis TMCBF,CTMCBF
14 黄喉貂 Martes flavigula CTMCBF
15 川金丝猴 Rhinophithecus roxellanae BF,TMCBF,CTMCBF
16 岩松鼠 Sciurotamias davidianus CTMCBF
17 林麝 Moschus berezowskii TMCBF
18 草兔 Lepus capensis TMCBF
19 黄鼬 Mustela sibirica BF,CTMCBF
子与排序轴的相关性。环境因子对物种分布的决定
系数用 r2 来表示,r2 越小,表示该环境因子对动物
物种分布影响越小。相关性的显著性检验用 Pr 表
示,蒙特卡罗置换检验结果显示 7 个环境因子中只
有海拔( r2 = 0. 573,Pr = 0. 001)和离公路距离( r2 =
0. 414,Pr = 0. 001)2 个环境因子对动物群落组成的
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林 业 科 学 50 卷
影响达到显著水平(P < 0. 05),而其他环境因子达
不到显著水平(P > 0. 05),故影响保护区内动物群
落组成的关键环境因子是海拔和离公路距离 (表
3)。坡向因子对动物群落组成的影响水平最低,这
与神农架自然保护区内沟壑纵横、复杂多变的地形
有关,动物的活动范围超出了单一坡面,因此动物在
不同坡面的活动频率没有显著差异。乔、灌、草盖度
在复杂的地形内变化也缺乏连续性,因此对动物群
落组成的影响也不显著。坡度的影响实际与人为干
扰有关,一般坡度大的地方人为干扰较少,但研究区
域在保护区内,人为干扰主要是集中于公路两侧景
点的旅游活动,而不是农业生产和居民生活的影响。
表 3 典范对应分析的蒙特卡罗置换检验
Tab. 3 Result of Monte Carlo permutation test for Canonical correspondence analysis
环境因子
Environment factor
第一轴相关系数
Correlative coefficient CCA1
第二轴相关系数
Correlative coefficient CCA2 r
2 Pr
海拔 Elevation - 0. 858 - 0. 513 0. 573 0. 001
坡度 Slope 0. 744 - 0. 668 0. 083 0. 284
坡向 Aspect 0. 451 0. 892 0. 003 0. 966
乔木盖度 Tree coverage 0. 227 0. 974 0. 101 0. 225
灌木盖度 Shrub coverage 0. 427 - 0. 904 0. 141 0. 100
草本盖度 Herb coverage - 0. 997 0. 077 0. 073 0. 382
离公路距离 Road distance - 0. 544 0. 839 0. 414 0. 001
CCA 排序图体现了保护区内动物分布与环境
因子的关系(图 3)。离公路距离与第一轴呈显著相
关,第一轴代表离公路距离远近的梯度,沿着第一轴
从下到上,相机点离公路距离增加,相应的沿第一轴
正方向离公路距离越远动物分布越多,动物物种也
由对人类干扰不太敏感的雉类、梅花鹿、毛冠鹿等,
变为敏感、胆小的川金丝猴。海拔高度与第二轴呈
显著相关,沿第二轴从左到右,海拔高度逐渐降低,
沿第二轴正方向较低海拔动物分布较多。反映了物
种随环境梯度变化的特征。
图 3 神农架自然保护区动物分布与环境因子 CCA 排序
Fig. 3 Canonical correspondence analysis ordination
diagram of the animal distribution and environmental
factors in Shennongjia National Nature Reserve
X 代表动物物种,其后数字为种序号,种序号同表 2。
X refer to species of animal,number
after it is species code,the same with Tab. 2.
CCA 排序图中环境因子的箭头与物种因子之
间的箭头的夹角也可以表示物种与环境因子之间的
相关性。由图 3 可见,种 15(川金丝猴)和离公路距
离因子的相关性很强,说明离公路距离的远近是影
响川金丝猴生境选择的重要条件; 而与灌木盖度呈
显著负相关,这是因为灌木密度高的地方,视野不开
阔,难以发现隐蔽的捕食者,同时灌木密度高的地方
高大乔木较少,不利于金丝猴栖息。与离公路距离
因子的相关性比较强的有种 1(红腹角雉)、种 2(红
腹锦鸡)、种 3(毛冠鹿),但不如川金丝猴显著。与
海拔因子相关性较强的物种有种 4(斑羚)、种 5(梅
花鹿)、种 7(野猪)、种 8(鬣羚)、种 13(豹猫),沿海
拔因子的箭头方向,可见鬣羚分布的海拔高于斑羚、
梅花鹿、野猪等。斑羚、梅花鹿分布的海拔梯度范围
较宽,与海拔因子相关性更高。
2. 4 红外相机点的 DCA 排序
由图 4 可见,根据植被类型将 68 个红外相机放
置点划分成 5 个组,分别为落叶阔叶林(Ⅰ),温性
针叶 -落叶阔叶混交林(Ⅱ),寒温性针叶 - 落叶阔
叶混交林(Ⅲ),寒温性常绿针叶林(Ⅳ),亚高山灌
丛(Ⅴ),以此划分动物群组如下:
群组Ⅰ 小麂 - 毛冠鹿 - 斑羚群组 ( Form. M.
reevesi-E. cephalophus-N. goral),主要在海拔 1 500 ~
1 800 m 的落叶阔叶林中分布,其中毛冠鹿、斑羚、小
麂为优势种,红腹角雉、豪猪、红腹锦鸡为主要伴
生种。
群组Ⅱ 毛冠鹿 -斑羚 -梅花鹿群组(Form. E.
cephalophus-N. goral-C. nippon),主要在海拔 1 500 ~
2 400 m 的温性针叶 -落叶阔叶混交林中分布,优势
201
第 9 期 李广良等: 利用红外相机研究神农架自然保护区野生动物分布规律
图 4 神农架川金丝猴栖息地 68 个红外
相机放置点的 DCA 二维排序
Fig. 4 Two-dimensional DCA ordination diagram of 68
camera trap in the Shennongjia National Nature Reserve
种为毛冠鹿、斑羚、梅花鹿,主要伴生种有红腹锦鸡、
红腹角雉、小麂。
群组Ⅲ 梅花鹿 - 斑羚 - 野猪群组 ( Form. C.
nippon-N. goral-S. scrofa),主要分布在海拔 1 800 ~
2 600 m的寒温性针叶 -落叶阔叶混交林中,优势种
是梅花鹿、斑羚、野猪,主要伴生种有毛冠鹿、红腹锦
鸡、小麂。
群组Ⅳ 鬣羚 - 野猪 - 斑羚群组 ( Form. C.
sumatraensis-S. scrofa-N. goral ),主要分布在海拔
2 600 ~ 2 800 m 的寒温性常绿针叶林中,优势种是
鬣羚、野猪、斑羚,主要伴生种有红腹角雉、毛冠鹿、
梅花鹿。
群组Ⅴ梅花鹿 -斑羚 - 毛冠鹿群组( Form. C.
nippon-N. goral- E. cephalophus),分布于海拔2 800 ~
3 100 m 的亚高山灌丛中,梅花鹿、斑羚、毛冠鹿为优
势种,野猪、红腹角雉、鬣羚为主要伴生种。
3 结论与讨论
本文利用红外相机,全面调查了湖北神农架国
家级自然保护区的兽类和鸟类,获取大量的野生动
物图片和视频资料。调查中共鉴定出 19 种大中型
兽类和 9 种鸟类,说明红外相机适用于调查地面活
动的大中型兽类和部分鸟类资源,在地形复杂的山
区林地采用直接观察的方法难以执行的时候红外相
机更显优势。相对于无线电追踪等其他陆地监测技
术,红外相机具有非损伤性、客观性、隐蔽性、监测时
间长、节省人力、昼夜都能监测的优势,因此适用于
自然保护区对野生动物的系统的长期监测。
与已有动物名录相比,红外相机拍摄到的兽类
种数 还差 很多,豹 ( Panthera pardus )、豺 ( Cuon
alpinus)、狼 ( Canis lupus)等大型食肉动物未能拍
到,原因是这些动物种群数量较小或者相机放置点
不在其活动范围内。针对此问题,可以寻找有狩猎
经验的当地人将红外相机放置在兽类活动较多的地
点,以拍摄到更多的兽类照片。树栖兽类的照片很
少的原因是红外相机固定于距地面 50 ~ 80 cm 的树
干上,且镜头与地面基本平行,与树栖兽类活动范围
不对应。此外,调查范围不够细致全面;应与当地护
林员的巡护工作结合,进行长期系统监测,这有助于
地调查兽类资源状况。
本研究评估了红外相机在不同海拔、植被类型
的拍摄率,可以作为动物相对丰富度的指标。在神
农架自然保护区海拔 2 219 ~ 2 597 m 的区域和寒温
性针阔混交林中红外相机拍摄率和拍摄到的动物种
数均最高,说明兽类和鸟类的种类和数量在这些区
域最丰富。温性针阔混交林中动物种数和寒温性针
阔混交林相似,但拍摄率却是最低的,说明在这些区
域觅食的兽类和鸟类不少,但停留时间短,且不在这
里休息。
同种动物在不同植被型下红外相机的不同拍摄
率可说明该种动物对不同植被型的偏好程度。对 6
种保护区内最常见兽类和 2 种雉类的研究表明,在
寒温性和温性针阔混交林中拍摄率最高的有斑羚、
红腹角雉,在温性针阔混交林拍摄率最高的是毛冠
鹿; 在寒温性针阔混交林中拍摄率最高的是野猪、
梅花鹿、红腹锦鸡,在针叶林中拍摄率最高的是鬣
羚。由于缺乏大型食肉动物,且神农架自然保护区
水源丰富,草食动物的分布主要与食源植物的多寡
有关。
动物群落与环境因子的典范对应分析表明,影
响保护区内动物群落组成的关键环境因子是海拔和
离公路距离。川金丝猴、红腹角雉、红腹锦鸡、毛冠
鹿的分布与离公路距离的相关性较强,说明人为活
动干扰对这些动物的分布影响相对较大。斑羚、梅
花鹿、野猪、鬣羚、豹猫的分布则受海拔变化的影响
更大。
红外相机点的 DCA 排序根据植被类型把保护
区内分布的动物群落划分成 5 个组,分别为小麂 -
毛冠鹿 -斑羚群组,毛冠鹿 -斑羚 -梅花鹿群组、梅
花鹿 -斑羚 -野猪群组、鬣羚 -野猪 -斑羚群组、梅
301
林 业 科 学 50 卷
花鹿 -斑羚 -毛冠鹿群组。相关性分析表明神农架
保护区内动物群落与植被分布有关,但相关性不明
显。这与所调查动物多为广布种,食源植物分布广
泛,以及大型食肉动物缺乏有关。
神农架自然保护区地理位置优越、环境气候独
特、自然资源丰富。随着保护工作的开展,植被逐渐
恢复,保护区内动物的种类、数量会有所上升,某些
动物,如野猪、梅花鹿等,数量太高时会产生一定的
危害。通过红外相机随时监测,有效掌握其数量和
活动范围,可以制定合理的方案,有计划地控制其数
量增长,更好地保护川金丝猴等旗舰物种,维持生态
平衡。
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(责任编辑 朱乾坤)
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