基于红外相机技术的野生白鹇活动规律
  四川动物  2017, Vol. 36 Issue (1): 25-29

扩展功能

文章信息

吴友贵, 叶珍林, 吴义松, 许大明, 周荣飞
WU Yougui, YE Zhenlin, WU Yisong, XU Daming, ZHOU Rongfei
基于红外相机技术的野生白鹇活动规律
Activity Patterns of Lophura nycthemera Based on Camera Trap Data
四川动物, 2017, 36(1): 25-29
Sichuan Journal of Zoology, 2017, 36(1): 25-29
10.11984/j.issn.1000-7083.20160163

文章历史

收稿日期: 2016-06-15
接受日期: 2016-11-16
基于红外相机技术的野生白鹇活动规律
吴友贵*, 叶珍林, 吴义松, 许大明, 周荣飞     
浙江凤阳山-百山祖国家级自然保护区百山祖管理处, 浙江庆元 323800
摘要: 2013年11月起,在浙江凤阳山-百山祖国家级自然保护区核心区布设了27台红外相机,1年后收回。共获得有效独立照片2 580张,其中白鹇Lophura nycthemera 695张、870只次。对其月、日活动规律和不同栖息地的活动差异性分析表明:(1)夏季的月相对多度指数最高,6月和8月各有1个高峰,秋季次高,春、冬季较低;(2)上午和下午各有1个活动高峰,但各个季节出现时段不同。秋、冬季的活动时间比春、夏季缩短近2 h;(3)在西坡活动的频次最多,东坡和南坡次之,北坡最少。在北坡的活动频次与在其他坡向的差异均有统计学意义,其余坡向之间的差异均无统计学意义。在3种类型林分之间的活动频次差异无统计学意义。
关键词红外相机技术     白鹇     活动规律    
Activity Patterns of Lophura nycthemera Based on Camera Trap Data
WU Yougui * , YE Zhenlin , WU Yisong , XU Daming , ZHOU Rongfei     
Management of Baishanzu, Fengyangshan-Baishanzu National Nature Reserve, Qingyuan, Zhejiang Province 323800, China
Abstract: Since November 2013, 27 infrared cameras were set at the core area of Fengyangshan-Baishanzu National Nature Reserve, and the generated photographs were collected one year later. A total of 2 580 independent photographs with 695 silver pheasant (Lophura nycthemera) photographs including 870 individual-times were obtained. The monthly and daily activity patterns as well as their differences in different habitats were analyzed. The results showed that the monthly relative richness index was the highest in summer, and had 1 peak point in June and August, respectively, followed by in autumn, spring and winter. There were 2 peak periods of activity in a day (morning and afternoon), but also varied with seasons. The activity time in autumn and winter was about 2 hours shorter than that in spring and summer. The frequency of being photographed on western slope was the highest, followed by in eastern slope, southern slope and northern slope. The activity frequency on northern slope was significantly differed from that of other slopes. However, no significant difference was observed among the rest. The activity frequency was not significantly different among the 3 types of forest.
Keywords: infrared triggered camera technique     Lophura nycthemera     activity patterns    

白鹇Lophura nycthemera隶属于鸡形目Galliformes雉科Phasianidae,是珍稀雉类之一,国家Ⅱ级重点保护动物(诸葛阳,1990),主要分布于中国、东南亚以及南亚的部分地区,在我国主要分布于福建、浙江、江西、安徽、湖南等省(肖绍军,2008)。国内对白鹇的研究较多,主要针对种群数量与动态、食性、行为、栖息地选择、人工养殖、生理生化等(丁平等,1992高育仁,1993熊志斌等,2003邵晨,胡一中,2005李伟等,2006郑家文等,2006);国外对白鹇的研究较少,大多是微观方面(Bode et al., 1985Hemmi et al., 2003Tumkiratiwong et al., 2008Kaleem et al., 2015)。然而,以往对白鹇生活习性的研究方法以目视观察为主,不可避免地存在受观察地点条件限制、观察者行为对白鹇的干扰等多种影响。红外相机陷阱(红外相机)技术是一种非损伤性技术,与传统的野生动物调查方法相比具有较多优势,主要表现为装置隐蔽、全天候持续工作、能自动记录日期和时间、耗电少等,从而被广泛应用。它所获取的照片、视频等数据为野生动物的物种分布、栖息地选择、种群数量与动态、行为生态等研究提供定性或定量的信息,并为野生动物保护管理和资源利用等提供参考(李勤等,2013李晟等,2014肖治术等,2014a)。目前,利用红外相机技术对野生白鹇进行的研究很少。在浙江凤阳山-百山祖国家级自然保护区(百山祖管理处部分)利用该技术对野生白鹇的活动规律进行研究,了解其生活习性,为保护区管理机构制定和完善保护措施提供了科学依据。

1 研究方法 1.1 研究区概况

浙江凤阳山-百山祖国家级自然保护区位于浙江省庆元县境内,总面积为10 880.1 hm2,主峰海拔1 856.7 m,地带性植被为常绿阔叶林,保存较为完好。该区位于Ⅱ-Ⅴ地带群落交错区(程秋波等,1996),是中国17个具有全球意义的生物多样性保护关键区域之一--“浙、闽、赣交界山地”的重要组成部分(中国生物多样性国情研究组,1998),植物物种丰富,珍稀特有物种较多(金孝锋等,2004),在生物多样性保护、生态学研究等方面具有重要的价值(徐敏等,2007)。以侵蚀地貌为主,土壤以黄壤为主,山地坡度大多在30°以上。属亚热带季风气候,温暖湿润多雨(程秋波等,1996)。百山祖自动气象观测站(海拔1 105 m)近10年来的资料显示:年均气温13.3 ℃,最高气温34 ℃,最低气温-11.8 ℃,平均年降水量2 294.2 mm,无霜期293 d,积温4 134.9 ℃。

1.2 红外相机安装与数据收集

2013年11月下旬,在保护区核心区内的3条样线上放置了27台Ltl-6210MC红外相机,地理位置:119°11′23.8″~119°12′59.1″E,27°43′48.8″~27°46′45.9″N,海拔1 319~1 650 m (图 1)。相机固定于乔木或灌木上,距离地面0.5~0.8 m,确保视野开阔。相机参数设置:拍照+录像模式,连续拍摄2张,间隔时间1 min,录像时间为10 s (肖治术等,2014b),存储卡容量8 G,电池为南孚5号电池。每隔3个月更换电池并提取存储卡内数据,保证电池和存储卡正常使用(王云等,2016)。相机安放1年,被盗2台。收回的25台红外相机分布情况:按植被类型,阔叶林3台、针叶林3台、针阔混交林19台;按坡向,东坡5台、南坡8台、西坡9台、北坡3台。

图 1 浙江凤阳山-百山祖国家级自然保护区红外相机监测点位置示意图 Fig. 1 The camera trap sites in Fengyangshan-Baishanzu National Nature Reserve, Zhejiang province
1.3 数据处理与分析 1.3.1 照片整理

收集的相机照片用ACDSee pro 3导出属性数据生成Excel文件,包括照片拍摄的日期、时间,对所拍摄动物进行物种分类(诸葛阳, 1989, 1990),参考章书声等(2012)的方法筛选独立照片,即相邻相机或同一相机在15 min内相继拍摄的照片采用相同侧面、部位的斑纹、体型、毛色等特征进行比对,若拍摄的对象相同,则只将中间时间点上的1张计为该次拍摄的独立照片,否则分别作为多张独立照片处理。其他情况下拍摄的照片直接视为独立照片。以下分析所涉及的照片数据均指独立照片。再逐张浏览,记录种类、数量等,并以视频资料为辅助进行物种鉴定。从数据库中提取经鉴定有白鹇的数据。

1.3.2 四季划分

由于各个季节的日照时间不同,为了更加精确地分析白鹇的日活动时间,将日活动规律按四季进行比较。根据浙江百山祖的物候现象划分四季:春季3-5月,夏季6-8月,秋季9-11月,冬季12月至翌年2月(杨诗芳,毛裕定,2008吴昊旻等,2012郁珍艳等,2014)。

1.3.3 月、时间段相对多度指数

月相对多度指数(MRRI)=Ni/N×100%,其中,Ni代表第i月(i=1,2……11,12)出现的照片数;N代表照片总数。

时间段相对多度指数(TRRI)=Ni/N×100%,其中,Ni代表第i时段(以2 h为时间段,i=05:00-06:59,07:00-08:59……15:00-16:59,17:00-18:59)出现的照片数(武鹏峰等,2012贾晓东等,2014王长平等,2015)。

1.3.4 生境分类

坡向粗分为4个,即坡朝向磁北315°0′~44°59′为北坡,磁北45°0′~134°59′为东坡,磁北135°0′~224°59′为南坡,磁北225°0′~314°59′为西坡,平地为无坡。

林分类型根据红外相机所在小班信息,若阔叶树种蓄积量大于等于小班蓄积量的65%,划为阔叶林;若针叶树种蓄积量大于等于小班蓄积量的65%,划为针叶林;若阔叶树种、针叶树种的蓄积量均未达到小班蓄积量的65%,则划为针阔混交林(国家林业局,2009)。

1.3.5 分析方法

红外相机监测点位置图用ArcGIS 10.2绘制,相对多度指数曲线用Excel 2003绘制。利用Shapiro-Wilk检验分析各个相机所拍摄到的白鹇频次是否符合正态分布;用卡方拟合优度检验在不同栖息地类型中拍摄到的白鹇频次与相应栖息地类型中布设的红外相机台数比率是否一致;用Wilcoxon成组不配对秩和检验分析白鹇在不同栖息地之间活动频次的差异性。

2 结果

共整理到有效独立照片2 580张,其中拍摄到白鹇的695张,占26.74%,共计白鹇870只次,平均每台相机拍摄到34.8只次。各相机所拍摄到的白鹇频次不符合正态分布(W=0.848 04,P=0.001 617)。

2.1 白鹇的月相对多度指数和月活动规律

1-4月拍摄到的白鹇频次较少,月相对多度指数曲线低且平缓,从5月开始明显增加,在6月和8月各有1个高峰,月相对多度指数分别高达17.70%和17.82%,9月开始下降,在11月时出现低谷,12月较11月有所增加(图 2)。

图 2 白鹇的月相对多度指数 Fig. 2 Monthly relative richness index of Lophura nycthemera
2.2 白鹇的时间段相对多度指数和日活动规律

春、夏季最早拍摄到白鹇的时间为05:01(2014年5月29日和2014年6月4日),最晚拍摄到白鹇的时间为19:05(2014年7月6日);秋、冬季最早拍摄到白鹇的时间为06:04(2014年10月13日),最晚拍摄到白鹇的时间为18:09(2014年1月12日)。秋、冬季拍摄的最早时间比春、夏季推迟63 min,最晚时间比春、夏季提前56 min,照片记录的活动时间比春、夏季缩短近2 h (图 3)。从拍摄到的活动时间推断,白鹇是典型的昼行性动物。

图 3 白鹇的时间段相对多度指数 Fig. 3 Time-period relative richness index of Lophura nycthemera

按每2 h为1个时段,将白鹇一天的活动时间区分为7个时段。春季和夏季的第一个活动高峰都出现在05:00-06:59,之后的时段逐渐下降。春季在13:00-14:59出现1个次高峰,而夏季则在13:00-14:59稍微有所提高。秋季的第一个高峰出现在09:00-10:59,之后有所下降,在15:00-16:59出现一个更高的高峰。冬季的活动高峰出现在07:00-08:59,相对多度指数高达32.79%,在17:00-18:59出现另一个高峰,相对多度指数为26.23%,在11:00-12:59出现另一个小高峰(15.57%),其余时段则较低。大致认为,白鹇在上午和下午各有1个活动高峰,但各个季节出现的高峰时段不同,这与野生白冠长尾雉Syrmaticus reevesii的活动规律基本相似(吴至康,1979赵玉泽等,2013)。

2.3 在不同栖息地类型的活动差异性分析 2.3.1 在不同坡向的活动规律

放置在东、南、西3个坡向的每台红外相机都拍摄到白鹇照片,北坡只有1台相机拍摄到白鹇照片。西坡拍摄到的白鹇频次最多,平均每台相机拍摄到52.7只次,东坡次之(平均44.2只次),南坡较少(平均21.1只次),北坡最少(平均2.0只次)(表 1)。经卡方拟合优度检验,各坡向拍摄到的白鹇频次比率与相应坡向中布设的红外相机台数比率不一致(P<0.05),拍摄到白鹇的频次与工作的红外相机台数无相关关系。经Wilcoxon成组不配对秩和检验,拍摄频次在北坡与东坡、南坡、西坡之间的差异均有统计学意义(东与北:W=15,P=0.035 77;南与北:W=1,P=0.031 31;西与北:W=25.5,P=0.032 86),其余各坡向之间的差异无统计学意义(东与南:W=28,P=0.269 6;东与西:W=21,P=0.898 1;南与西:W=51,P=0.162 7)。

表 1 白鹇在各栖息地的红外照片 Table 1 Numbers of infrared photos of Lophura nycthemerain various habitats
项目
Item
坡向
Slope aspect
林分
Forest stand
东坡
Eastern slope
南坡
Southern slope
西坡
Western slope
北坡
Northern slope
阔叶林
Broad-leaved forest
针叶林
Coniferous forest
针阔混交林
Conifer-broadleaf forest
相机数量/台 5 8 9 3 3 3 19
拍摄到白鹇的相机数/台 5 8 9 1 3 2 18
独立相片数/张 171 128 391 5 96 20 579
白鹇数量/只次 221 169 474 6 115 24 731
平均每台相机拍摄到的白鹇数量/只次 44.2 21.1 52.7 2.0 38.3 8.0 38.5
标准差 33.8 16.8 42.2 2.8 47.1 7.0 34.7
2.3.2 在不同林分类型的活动规律

在针阔混交林拍摄到的白鹇频次最多,平均每台相机拍摄到38.5只次,阔叶林次之(平均38.3只次),针叶林最少(平均8.0只次)。经卡方拟合优度检验,在各林分类型拍摄到的白鹇频次比率与相应林分类型中布设的红外相机台数比率不一致(P<0.05),说明白鹇被拍摄频次并不只取决于所用的相机数量,林分类型可能为影响因素之一。但经Wilcoxon成组不配对秩和检验表明,白鹇在3种类型林地中的活动频次差异无统计学意义(阔叶林与针叶林:W=5,P=1;阔叶林与针阔混交林:W=22.5,P=0.598 5;针叶林与针阔混交林:W=45.5,P=0.113 9)。

3 讨论

白鹇营集群生活,在非繁殖季节,每群的个体数在几只至十几只不等(高育仁,1993高育仁等,1995)。但在本研究中,695张独立相片拍摄到白鹇870只次,平均每张相片拍摄到1.25只次;2只或者2只以上白鹇的独立照片有116张,只占独立照片总数的16.69%;单张独立照片中白鹇的数量最多为6只。某些野生动物能够发现红外相机,红外相机可能会使野生动物产生恐惧心理(张履冰等,2014),胆小的个体可能会避开或者绕开红外相机,从而可能影响红外相机能够拍摄到的白鹇数量。

本研究中,不管是不同坡向还是不同林分的生境,红外相机拍摄到白鹇的频次与所用相机台数均无一致性,在不考虑其他影响因素的情况下,生境类型的不同应是造成拍摄率差异的直接原因,相比之下,坡向较林分的影响更大。因野生动物的活动强度与其被红外相机拍摄到的概率呈正相关(李明富等,2011),前述不同生境中拍摄频次的差异也反映出白鹇活动对坡向的选择性较强,而林分类型对其活动的影响不显著。究其原因,基于自身营养的需要,野生动物通常将大部分的时间用于觅食,尤其是在食物匮乏的季节(连新明等2012)。北坡光照时间较其他坡向短,植物开花结果少,地上可取食的果实种子也相对较少,而白鹇的喜食食物是壳斗科Fagaceae、樟科Lauraceae的果实种子(丁平,1992高育仁,1993彭长根等,1994),所以白鹇可能会减少在北坡的活动强度。而其他坡向、不同林型之间这种食物丰富度的差异可能较小,因而白鹇的活动强度差异无统计学意义。

虽然本研究得到25台红外相机连续拍摄1年的数据,在一定程度上揭示了野生白鹇的活动规律,但红外相机数量仍相对较少,尤其是有的生境仅布设3台,存在样本数量较少的不足。建议今后利用红外相机进行野生动物监测,尤其是针对某一个特定物种时,增加红外相机布设密度,延长监测时间。

尽管本次研究的红外相机布设在人员较少出现的核心区内,但仍有旅游者、偷猎者偶尔进入,尤其是偷猎者为了毁灭证据而盗走红外相机,不仅设备损失,而且还遗失了存储卡内重要数据。建议今后安装红外相机时要避开人员活动频繁的地段,或加装保护固定设施(张履冰等,2014);加强对红外相机在野生动物监测方面作用的宣传,倡导人们保护监测设施、设备;同时依法加大对偷猎者的打击力度。

致谢: 感谢浙江省庆元县气象台提供2006-2015年百山祖自动气象监测数据。
参考文献
程秋波, 吴鸣翔, 陈豪庭. 1996. 浙江凤阳山-百山祖自然保护区综合考察报告[J]. 浙江林业科技, 16(6): 1–7.
丁平, 姜仕仁, 石斌山, 等. 1992. 浙江西部山区白鹇生态的初步研究[J]. 动物学杂志, 27(3): 20–23.
高育仁, 姚伟兰, 邹发生. 1995. 白鹤的人工养殖研究[J]. 动物学研究, 16(2): 194–198.
高育仁. 1993. 白鹇食性研究[J]. 动物学研究, 14(2): 194–196.
国家林业局. 2009.中华人民共和国林业行业标准:林地分类(LY/T 1812-2009)[S].北京:中国标准出版社.
贾晓东, 刘雪华, 杨兴中, 等. 2014. 利用红外相机技术分析秦岭有蹄类动物活动节律的季节性差异[J]. 生物多样性, 22(6): 737–745.
金孝锋, 丁炳扬, 郑朝宗, 等. 2004. 浙江百山祖自然保护区种子植物区系分析[J]. 云南植物研究, 26(6): 605–618.
李明富, 李晟, 王大军, 等. 2011. 四川唐家河自然保护区扭角羚冬春季日活动模式研究[J]. 四川动物, 30(6): 850–855.
李勤, 邬建国, 寇晓军, 等. 2013. 相机陷阱在野生动物种群生态学中的应用[J]. 应用生态学报, 24(4): 947–955.
李晟, 王大军, 肖治术, 等. 2014. 红外相机技术在我国野生动物研究与保护中的应用与前景[J]. 生物多样性, 22(6): 685–695.
李伟, 周伟, 张兴勇, 等. 2006. 哀牢山国家级自然保护区南华片三种雉类春季取食地利用比较[J]. 动物学研究, 27(5): 495–504.
连新明, 李晓晓, 颜培实, 等. 2012. 夏季可可西里雌性藏原羚行为时间分配及活动节律[J]. 生态学报, 32(3): 663–670.
彭长根, 楚国忠, 郭晶华. 1994. 江西大岗山年珠林场白颈长尾雉和白鹇的秋季食物组成[J]. 林业科学研究, 7(5): 574–578.
邵晨, 胡一中. 2005. 白鹇的夜栖息地选择及夜栖息行为[J]. 浙江林学院学报, 22(5): 562–565.
王云, 关磊, 朴正吉, 等. 2016. 应用红外相机技术监测长白山区公路对大中型兽类出现率的影响[J]. 四川动物, 35(4): 593–600.
王长平, 刘雪华, 武鹏峰, 等. 2015. 应用红外相机技术研究秦岭观音山自然保护区内野猪的行为和丰富度[J]. 兽类学报, 35(2): 147–156.
吴昊旻, 陈惠芬, 何凯玲. 2012. 丽水市1953-2010年气温变化对四季长度的影响[J]. 气象与环境科学, 35(3): 76–80.
吴至康. 1979. 白冠长尾雉的生态[J]. 动物学杂志, 14(3): 16–18.
武鹏峰, 刘雪华, 蔡琼, 等. 2012. 红外相机技术在陕西观音山自然保护区兽类监测研究中的应用[J]. 兽类学报, 32(1): 67–71.
肖绍军. 2008.非繁殖期笼养白鹇(Lophura nycthemera)野放前后行为及性比影响的研究[D].哈尔滨:东北林业大学. http://cn.bing.com/academic/profile?id=24c7301740db69c96f506982c965f69b&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
肖治术, 李欣海, 姜广顺. 2014a. 红外相机技术在我国野生动物监测研究中的应用[J]. 生物多样性, 22(6): 683–684.
肖治术, 李欣海, 王学志, 等. 2014b. 探讨我国森林野生动物红外相机监测规范[J]. 生物多样性, 22(6): 704–711.
熊志斌, 余登利, 谭成江, 等. 2003. 茂兰自然保护区白鹇种群数量与栖息地保护[J]. 贵州大学学报(自然科学版), 20(2): 200–204.
徐敏, 骆争荣, 于明坚, 等. 2007. 百山祖北坡中山常绿阔叶林的物种组成和群落结构[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 33(4): 450–457.
杨诗芳, 毛裕定. 2008. 浙江省近50年气温变化及四季划分[J]. 浙江气象, 29(4): 1–6.
郁珍艳, 吴利红, 高大伟, 等. 2014. 浙江省四季划分方法探讨[J]. 气象科技, 42(3): 74–481.
张履冰, 崔绍朋, 黄元骏, 等. 2014. 红外相机技术在我国野生动物监测中的应用:问题与限制[J]. 生物多样性, 22(6): 696–703.
章书声, 鲍毅新, 王艳妮, 等. 2012. 不同相机布放模式在古田山兽类资源监测中的比较[J]. 生态学杂志, 31(8): 2016–2012.
赵玉泽, 王志臣, 徐基良, 等. 2013. 利用红外照相技术分析野生白冠长尾雉活动节律及时间分配[J]. 生态学报, 33(19): 6021–6027.
郑家文, 丁平, 徐肖江, 等. 2006. 白鹇种群分布与栖息地斑块特征的关系[J]. 应用生态学报, 17(5): 951–953.
中国生物多样性国情研究组. 1998. 中国生物多样性国情研究报告[M]. 北京: 中国环境科学出版社: 147-154.
诸葛阳. 1989. 浙江动物志:兽类[M]. 杭州: 浙江科学技术出版社.
诸葛阳. 1990. 浙江动物志:鸟类[M]. 杭州: 浙江科学技术出版社.
Bode W, Epp O, Huber R, et al. 1985. The crystal and molecular structure of the third domain of silver pheasant ovomucoid (OMSVP3)[J]. European Journal of Biochemistry, 147(2): 387–395. DOI:10.1111/ejb.1985.147.issue-2
Hemmi H, Kumazaki T, Yamazaki T, et al. 2003. Inhibitory specificity change of the ovomucoid third domain of the silver pheasant upon introduction of an engineered Cys14-Cys39 bond[J]. Biochemistry, 42(9): 2524–2534. DOI:10.1021/bi026727c
Kaleem M, Ruby T, Khan AA, et al. 2015. Impact of different mating sex ratios on reproductive efficiency of silver pheasant Lophura nycthemera (Galliformes, Phasianidae)[J]. Russian Journal of Ecology, 46(3): 289–291. DOI:10.1134/S1067413615030042
Tumkiratiwong P, Kumsurb K, Boonchudoung V. 2008. Seasonal profiles of sex steroid hormones and corticosterone of silver pheasant Lophura nycthemera jonesi maintained in captivity[J]. Ornithological Science, 7(1): 67–73. DOI:10.2326/1347-0558(2008)7[67:SPOSSH]2.0.CO;2