丁橋周,任建勇,劉 森,劉創(chuàng)峰,吳曉民,張洪峰*
(1.西安市小王澗國有生態(tài)林場,西安 710400;2.陜西省動物研究所,陜西省瀕危動物保育與利用重點實驗室,西安 710032)
大中型哺乳動物類群和物種多樣,分布范圍廣,對棲息地變化特別敏感,是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[1],也是生物多樣性保護(hù)和環(huán)境評價的關(guān)鍵指示類群,對維持生態(tài)系統(tǒng)正常功能具有重要意義。
目前,關(guān)于大中型獸類分布特征已有大量報道[2-12],但西安市小王澗國有生態(tài)林場大中型獸類分布特征研究卻相對較少,作者于2013-2016年采用紅外相機(jī)技術(shù)對該林場大中型獸類進(jìn)行了監(jiān)測,分析了海拔因素與植被類型因素對大中型獸類分布的影響,以期為野生動物保護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
西安市小王澗國有生態(tài)林場位于秦嶺北麓、周至縣境內(nèi),東經(jīng)108°02′42″~108°05′13″,北緯33°36′~33°58′05″。東與寧西林業(yè)局接壤,南與陜西周至國家級自然保護(hù)區(qū)毗鄰,西與周至縣厚畛子林場相連,北與周至縣永紅林場、樓觀臺林場為界。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,為溫和半濕潤——溫涼半濕潤及溫涼濕潤山區(qū)。林場林業(yè)用地面積11 873 hm2,非林業(yè)用地面積132 hm2,森林覆蓋率為93%。林區(qū)植物種類豐富,現(xiàn)有已知種子植物121科508屬1 000余種,其中有國家Ⅰ級重點保護(hù)植物紅豆杉、獨葉草,國家Ⅱ級重點保護(hù)植物秦嶺冷杉、大果青杄、太白紅杉、連香樹、水青樹、野大豆、水曲柳、星葉草、山白樹等。林區(qū)分布有脊椎動物250余種,其中獸類70余種,鳥類160余種,兩棲爬行類20余種,還分布有多種魚類分布。
采用樣線法布樣方案,在林場陳河管護(hù)站、雙廟子管護(hù)站、黃草坡管護(hù)站林區(qū)布設(shè)34臺紅外相機(jī),調(diào)查隊員沿樣線行進(jìn),選擇目標(biāo)動物經(jīng)常行走的獸道及水源點附近安裝相機(jī),每隔3個月左右收取一次數(shù)據(jù),并更換電池。
通過GPS導(dǎo)航找到預(yù)設(shè)相機(jī)位點,并尋找合適位置安放相機(jī),將紅外相機(jī)捆綁在樹木底部,距離地面高約60 cm,相機(jī)鏡頭與地面平行,避免陽光直射。對每臺相機(jī)進(jìn)行定位和編號,記錄相機(jī)經(jīng)緯度、海拔、植被類型等信息。相機(jī)設(shè)置為拍照+視頻模式,照片連拍3張,拍攝時間間隔為15 s,靈敏度設(shè)為中。
進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時,先將同一臺相機(jī)照片未拍攝到動物個體的“空拍”照片全部去除,并去除同一時間段內(nèi)同一動物個體連續(xù)拍攝的照片,對有效動物照片進(jìn)行物種鑒別,之后將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入Excel表格,借助SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
物種相對豐富度指數(shù)是某一物種出現(xiàn)的相片數(shù)(去除同一物種在同一時間段內(nèi)連續(xù)拍攝的照片)占總相片數(shù)的百分比。計算公式為:
其中,RAI(Relative abundance index) 代表物種相對豐富度指數(shù),Ai代表第i類動物出現(xiàn)的相片數(shù),N代表有效照片總數(shù)。
研究期間,紅外相機(jī)共捕獲到3 509張有效動物照片,監(jiān)測到獸類16種,分別為羚牛(Budorcastaxicolor)(n1=1 015,ni為第i種動物有效照片數(shù))、林麝(Moschusberezovskii)(n2=11)、金絲猴(Rhinopithecusroxellanae)(n3=45)、鬣羚(Capricornissumatraensis) (n4=125)、斑羚(Naemorhedusgoral)(n5=35)、狍(Capreoluspygargus)(n6=86)、小麂(Muntiacusreevesi) (n7=770)、毛冠鹿(Elaphoduscephalophus) (n8=52)、野豬(Susscrofa) (n9=1225)、青鼬(Martesflavigula) (n10=21)、豹貓(Felisbengalensis) (n11=8)、豪豬(Hystrixhodgsoni) (n12=13)、果子貍(Pagumalarvata)(n13=54)、豬獾(Arctonyxcollaris)(n14=40)、金錢豹(Pantherapardus)(n15=3)、黑熊(Ursusthibetanus)(n16=6)。西安市小王家澗國有生態(tài)林場獸類中野豬相對豐富度指數(shù)最高,為34.91%;金錢豹最少,為0.09%;其他獸類的相對豐富度指數(shù)介于二者之間(圖1),不同物種相對豐富度之間差異顯著(χ2= 49.65,df=15,p<0.01),獸類相對豐富度指數(shù)差異一定程度上反映了一定空間內(nèi)物種數(shù)量的多少。
圖1 西安市小王澗國有生態(tài)林場獸類豐富度
根據(jù)人為干擾、地貌和植被類型將西安市小王澗國有生態(tài)林場劃分為3個海拔區(qū)間,低山地帶:海拔1 700 m以下,人為活動頻繁,地勢相對平緩,植被類型由闊葉林及針闊混交林組成;中山地帶:海拔1 700~2 200 m,地形陡峭,人為干擾相對較小,植被類型為針葉林及針闊混交林組成;高山地帶:海拔2 200 m以上,幾乎無人為活動,地形陡峭多巖石,植被類型為針葉林、灌叢和草甸。
監(jiān)測發(fā)現(xiàn),西安市小王澗國有生態(tài)林場中山地帶獸類物種多樣性最高,為13種;低山地帶次之,為10種;高山地帶最少,僅為7種。從豐富度指數(shù)來看,低山地帶最高,為37.65%;中山地帶次之,為32.09%;高山地帶最少,為30.27%(圖2)。
圖2 不同海拔區(qū)間獸類物種多樣性
小王澗國有生態(tài)林場闊葉林、針闊混交林、針葉林、灌叢與草甸等4個不同植被類型的獸類物種數(shù)和豐富度度指數(shù)各不相同,其中獸類物種數(shù)針闊混交林(13種)>闊葉林(11種)>針葉林(8種)>灌叢與草甸(4種);獸類豐富度度指數(shù)闊葉林(37.65%)>針闊混交林(30.49%)>針葉林(20.38%)>灌叢與草甸(14.25%)(圖3)。
圖3 不同植被類型獸類物種多樣性
紅外相機(jī)技術(shù)通過自動相機(jī)系統(tǒng)獲取野生動物影像(照片和視頻),并通過這些圖像分析野生動物的種類、行為、活動節(jié)律等數(shù)據(jù)。該技術(shù)作為一種非傷害性的野生動物觀測技術(shù),已成為生物多樣性調(diào)查、觀測的重要工具和動物生態(tài)學(xué)研究的重要手段。相比于傳統(tǒng)的觀測方法,紅外相機(jī)技術(shù)具有較明顯的優(yōu)越性,如能在惡劣的環(huán)境中晝夜連續(xù)工作,通過獲得各種動物的真實圖像確認(rèn)物種的存在,可實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)動物多樣性的快速評價,對大中型哺乳動物、夜行性及稀有動物、外形易于識別的動物更加有效。
海拔因子是影響大中型獸類棲息地選擇的主要因子之一,原生環(huán)境中,海拔從高到低多呈現(xiàn)出草甸向森林過渡的特征,由于人類活動影響,低海拔的森林大都改變?yōu)檗r(nóng)田,而中高海拔區(qū)域氣候不適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展,在人類和自然長期的適應(yīng)過程中,形成了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng)的分面。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)西安市小王澗國有生態(tài)林場大中型的獸類分布多集中于林場的中、低海拔區(qū)域,而人為活動較少的高海拔區(qū)大中型獸類多樣性反而少,原因可能有兩個,一是高海拔區(qū)域一般地形陡峭、多巖石,植被類型主要為針葉林和高山草甸,野生動物食物種類少,隱蔽條件差,適宜棲息地少;二是大中型獸類生物生態(tài)學(xué)習(xí)性和空間分布方面存在很大差異,大中型獸類分布區(qū)同人類活動區(qū)部分重疊,這也反映了人和野生動物共用自然資源。
植被因素也是影響大中型獸類棲息地選擇的主要因子之一,植被類型的差異導(dǎo)致大中型野生動物分布的差異。植被類型的分布具有垂直地帶性,從低到高一般為闊葉林、針闊混交林、針葉林、高山草甸。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)西安市小王澗國有生態(tài)林場針闊混交林和闊葉林大中型獸類豐富度相對較高,這與食物資源、水源、隱蔽條件等有關(guān),針闊混交林和闊葉林可供大中型獸類采食的植物種類較多,林地的喬木郁閉度和灌木蓋度也適宜大中型獸類隱蔽、棲息、繁殖。
西安市小王澗國有生態(tài)林場大中型野生動物分布的差異是海拔因素與植被因素相互作用的結(jié)果,一定程度上反映了保護(hù)區(qū)內(nèi)大中型野生動物的空間分布格局,也反映了天保工程生態(tài)建設(shè)成果和林場野生動物保護(hù)管理的顯著成效。林場的光頭山、干溝、高西溝、南叉河、戶菜路等區(qū)域是獸類物種多樣性的分布集中區(qū),應(yīng)重點保護(hù)。