付焱文, 李蔓, 李東睿, 廖婷, 冉江洪*, 楊旭煜, 杜一平
(1. 四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都610065;2. 四川省瀕危野生動(dòng)物保護(hù)遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都610065; 3. 四川省野生動(dòng)物資源調(diào)查保護(hù)管理站,成都610081)
由于氣候變化和人為活動(dòng)的影響,生物多樣性喪失在全球范圍內(nèi)快速發(fā)生,據(jù)統(tǒng)計(jì),全球已有5%~20%的物種滅絕,且滅絕速度加快了至少100倍(Chapinetal.,2000),大型捕食動(dòng)物由于野生獵物種群的枯竭以及棲息地的喪失,所受威脅更為嚴(yán)重(L?e & R?skaft,2004),大多數(shù)處于瀕危狀態(tài)(蔣志剛,2001),而大型捕食動(dòng)物的減少會(huì)造成區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)和功能的損失以及生物多樣性的喪失(Terborghetal.,2001;Estesetal.,2011),因此,加強(qiáng)對(duì)大型捕食動(dòng)物的獵物資源與棲息地狀況的研究對(duì)區(qū)域生物多樣性保護(hù)及生態(tài)系統(tǒng)健康的維持具有重要意義。
云豹Neofelisnebulosa是一種棲息于森林景觀中的大型捕食動(dòng)物(Rippleetal.,2014),分布于中國(guó)秦嶺以南和東南亞區(qū)域(Grassmanetal.,2015),為國(guó)家Ⅰ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物,被世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄列為易危(VU)等級(jí)。云豹面臨著巨大的生存壓力(Nowak,2005),尤其是森林砍伐、土地開墾、捕獵的威脅(Koh & Wilcove,2008;Azizetal.,2010)。
有關(guān)云豹的研究集中在馬來(lái)西亞,包括分布與棲息地選擇(Dinerstein & Mehta,1988;Nowell & Jackson,1996;Austinetal.,2007;Mohamadetal.,2015)和種群密度(Grassmanetal.,2015)等。由于云豹習(xí)性隱秘且樹棲性較強(qiáng),我國(guó)缺乏對(duì)其野外生態(tài)學(xué)的研究,云豹曾廣泛分布于四川省宜賓市各縣(施白南,趙爾宓,1982),但在2007年于宜賓市長(zhǎng)寧縣發(fā)現(xiàn)云豹實(shí)體后(http://www.china.com.cn/environment/2007-11/07/content_9189532.htm),四川省再無(wú)云豹實(shí)體的報(bào)道。
為了解宜賓市區(qū)域云豹的生存現(xiàn)狀,2018—2019年在宜賓市云豹潛在分布區(qū)域開展了云豹分布及其棲息地狀況調(diào)查,以期為云豹的保護(hù)管理、區(qū)域生物多樣性保護(hù)提供科學(xué)支撐。
四川省宜賓市云豹?dú)v史分布縣記錄為宜賓縣、江安縣、筠連縣、屏山縣(施白南,趙爾宓,1982)和長(zhǎng)寧縣。根據(jù)植被狀況和實(shí)地了解,宜賓、筠連、屏山、江安已經(jīng)多年沒(méi)有發(fā)現(xiàn)云豹痕跡,且人類活動(dòng)劇烈,故暫不做調(diào)查。本次調(diào)查選擇在2007年發(fā)現(xiàn)云豹實(shí)體的長(zhǎng)寧縣及其周邊區(qū)域,涉及長(zhǎng)寧縣、興文縣和珙縣,區(qū)域內(nèi)植被相對(duì)連片、相對(duì)海拔較高、人為干擾小。以山脊線、山谷線、高速公路為邊界劃定調(diào)查區(qū)域,區(qū)域總面積1 027.62 km2,海拔302~1 779 m(圖1)。
圖1 四川宜賓地區(qū)云豹調(diào)查區(qū)域與調(diào)查網(wǎng)格Fig. 1 Study area and grid of Neofelis nebulosa in Yibin, Sichuan Province
2.1.1 樣線法將研究區(qū)域劃分為2 km×2 km的網(wǎng)格,選擇當(dāng)?shù)鼐用裼幸伤颇繐羰录l(fā)生且遠(yuǎn)離農(nóng)耕地、人為活動(dòng)干擾較少的山脊、林場(chǎng)區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)查。共計(jì)調(diào)查108個(gè)網(wǎng)格,布設(shè)128條樣線,每條樣線長(zhǎng)4~6 km,海拔400~1 700 m。樣線行走時(shí)以最短的距離盡可能頻繁地穿過(guò)云豹的生境,以確保能夠全面、有效地收集信息(趙成,2015)。樣線設(shè)計(jì)為“U”或“V”形,由山谷起始,盡量到達(dá)山脊,沿山脊獸道行走2~4 km,記錄沿線動(dòng)物實(shí)體和痕跡;植被發(fā)生變化時(shí)記錄植被類型、建群種和蓋度信息。
2.1.2 紅外相機(jī)陷阱法2018年7月—2019年9月在研究區(qū)域安放27臺(tái)紅外相機(jī)(獵科6210;參數(shù)設(shè)置為照片+視頻模式、3張連拍+10 s視頻、間隔1 s、靈敏度高);根據(jù)樣線調(diào)查結(jié)果,選擇動(dòng)物痕跡記錄較多的獸道作為紅外相機(jī)安放地點(diǎn);不投放誘餌,記錄相機(jī)安放位置、海拔、植被類型信息;相機(jī)每3個(gè)月更換一次電池,并檢查相機(jī)工作狀態(tài)。相機(jī)布設(shè)方法與檢測(cè)記錄程序等參考肖治術(shù)等(2014)。
2.2.1 潛在獵物資源分析方法云豹體質(zhì)量11~23 kg,獵物體質(zhì)量小于10.35 kg(Carboneetal.,1999)。根據(jù)現(xiàn)有資料記載,云豹捕食小麂Muntiacusreevesi、雉類、嚙齒目Rodentia、兔形目Lagomorpha動(dòng)物(盛和林,1976),且不捕食食肉獸類(Chiangetal.,2015)。因此,將滿足非食肉獸類且成年個(gè)體平均體質(zhì)量小于10.35 kg,或者現(xiàn)有資料記載的云豹獵物這2個(gè)條件其中之一的動(dòng)物定義為云豹的潛在獵物。
以1臺(tái)相機(jī)在野外工作24 h為1個(gè)有效相機(jī)工作日,將同一地點(diǎn)1 min內(nèi)(周應(yīng)再等,2020)連續(xù)拍攝到同一種動(dòng)物的照片記作1次拍攝,定義為1次獨(dú)立有效照片(O’Brienetal.,2003)。
采用拍攝率(Kawanishietal.,1999;劉芳等,2012)表示物種的相對(duì)豐富度,拍攝率=獨(dú)立有效照片數(shù)×100%/有效相機(jī)工作日。
采用位點(diǎn)出現(xiàn)率表示物種分布的相對(duì)廣度(邱寶鴻等,2017),位點(diǎn)出現(xiàn)率=(物種出現(xiàn)相機(jī)數(shù)/相機(jī)總數(shù))×100%。
由于物種的有效照片數(shù)與種群密度相關(guān)(O’Brienetal.,2003),將物種成年個(gè)體平均體質(zhì)量換算為云豹可食用質(zhì)量,將可食用質(zhì)量與有效照片數(shù)進(jìn)行計(jì)算得到生物量指標(biāo),表示獵物對(duì)云豹捕食行為的貢獻(xiàn)率,生物量=(物種有效照片數(shù)×物種可食用部分質(zhì)量/各個(gè)物種有效照片數(shù)×各個(gè)物種可食用部分質(zhì)量總和)×100%;可食用部分比例定義為>25 kg=65%,>4 kg=80%,<4 kg=90%(Pedersenetal.,1999;Millsetal.,2004)。
獸類體質(zhì)量數(shù)據(jù)參考《中國(guó)獸類野外手冊(cè)》(Smith,解焱,2009),鳥類體質(zhì)量數(shù)據(jù)參考《中國(guó)鳥類志》(趙正階,2001)。
樣線法調(diào)查的數(shù)據(jù)采用樣線出現(xiàn)率(Richard & Kenneth,2002;張鵬等,2014)表示物種分布的相對(duì)廣度,樣線出現(xiàn)率=(物種出現(xiàn)樣線數(shù)/樣線總數(shù))×100%。
2.2.2 潛在棲息地景觀分析方法衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn),選取2017年TM影像,影像條帶號(hào)/行編號(hào)為128/40,128/41,數(shù)據(jù)空間分辨率為30 m。利用ENVI 5.3對(duì)衛(wèi)星影像進(jìn)行解譯,以Kappa系數(shù)評(píng)估解譯結(jié)果精度,>0.8表明解譯結(jié)果可靠(Manandharetal.,2009)。
對(duì)衛(wèi)星影像進(jìn)行裁剪、合并、輻射定標(biāo)、大氣校正預(yù)處理。處理后的影像進(jìn)行重分類:將土地類型分為水域、建筑用地、農(nóng)用地、竹林、闊葉林、針葉林6類,得到研究區(qū)域景觀分布。根據(jù)文獻(xiàn),云豹適宜的棲息地是闊葉林為主的森林生境(Chiangetal.,2015),根據(jù)以下原則確定云豹潛在棲息地的范圍:(1)將竹林、針葉林、闊葉林納入分析,將農(nóng)用地、水域、建筑用地剔除(Mohamadetal.,2015)。(2)參考Chiang等(2015)在臺(tái)灣省的研究方法,同樣采用云豹家域面積為30~40 km2、核心區(qū)域面積為5 km2,基于家域面積與核心區(qū)域面積,只將大于 40 km2的斑塊以及周圍1 km以內(nèi)4~40 km2的斑塊納入分析;(3)由于人為干擾主要集中在道路和村莊周邊,因此將居民點(diǎn)和道路進(jìn)行1 km緩沖,剔除人為干擾較強(qiáng)的緩沖區(qū)域(杜婧,2014);(4)考慮林緣捕食,在林緣區(qū)域做500 m緩沖區(qū)(Grassmanetal.,2005)。
參考由暢等(2006)的方法,利用Fragstats 4.2計(jì)算研究區(qū)域和潛在棲息地的景觀格局指數(shù):(1)景觀斑塊指數(shù):斑塊面積、斑塊數(shù)、斑塊密度;(2)景觀格局指數(shù):平均斑塊分維數(shù)、香農(nóng)多樣性指數(shù)、破碎化指數(shù)、景觀聚集度指數(shù)。
根據(jù)云豹潛在獵物資源的定義,樣線調(diào)查共記錄到云豹潛在獵物6種,其中哺乳動(dòng)物2種,鳥類4種,以豬獾Melesleucurus樣線出現(xiàn)率(8%)最高,其余5個(gè)物種樣線出現(xiàn)率均未高于5%(表1)。
紅外相機(jī)調(diào)查共計(jì)獲得3 210個(gè)有效相機(jī)工作日,有效動(dòng)物相片627張,鑒定并統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)域有大中型哺乳動(dòng)物和云豹潛在獵物共計(jì)18種,其中云豹潛在獵物13種,包括7種哺乳動(dòng)物和6種鳥類,生物量最高的是豬獾(14.12%),其次是花面貍Pagumalarvata(8.40%),這2個(gè)物種對(duì)云豹能量獲取貢獻(xiàn)較高,因此,豬獾與花面貍是云豹重要的潛在獵物。其余潛在獵物單個(gè)物種生物量過(guò)低,且拍攝率普遍低于1%,因此,這11種動(dòng)物為云豹次要潛在獵物(表1)。
表1 樣線和紅外相機(jī)調(diào)查物種名錄Table 1 List of species surveyed by line sampling and infrared camera trap
而根據(jù)云豹潛在獵物定義,豹貓Prionailurusbengalensis、小靈貓Viverriculaindica、野豬Susscrofa、毛冠鹿Elaphoduscephalophus和豪豬Hystrixbrachyura不是云豹的潛在獵物。
解譯總體精度為92.33%,Kappa系數(shù)為0.908。景觀分析結(jié)果顯示,竹林面積416.63 km2,占總面積的40.54%,農(nóng)用地283.42 km2,占27.58%,闊葉林172.37 km2,針葉林129.73 km2,作為云豹最適宜棲息的闊葉林和針葉林面積占比較低,分別為16.77%和12.62%,建筑用地22.31 km2,水域3.25 km2。整個(gè)研究區(qū)域的斑塊共計(jì)33 879 塊,斑塊密度為32.97 塊/km2,破碎化指數(shù)為0.08,分維數(shù)為1.119 6,聚集度指數(shù)為92.59%,香農(nóng)多樣性指數(shù)為1.388 0(圖2)。
圖2 四川宜賓地區(qū)云豹研究區(qū)域景觀類型Fig. 2 Landscape types of Neofelis nebulosa in Yibin, Sichuan Province
根據(jù)潛在棲息地劃分原則統(tǒng)計(jì)出云豹潛在棲息地面積為515.95 km2,占研究區(qū)域總面積的50.21%。云豹潛在棲息地內(nèi)部被道路切割為5個(gè)相對(duì)獨(dú)立區(qū)塊(表2,圖3)。1號(hào)區(qū)塊面積最大,為230.39 km2,位于長(zhǎng)寧縣和興文縣交界處,其中闊葉林面積為50.71 km2,在5個(gè)區(qū)塊中面積最大,主要沿山脊狹長(zhǎng)分布。本區(qū)塊單位面積內(nèi)斑塊數(shù)量最少,破碎化指數(shù)最低,分維數(shù)與其他4個(gè)區(qū)塊相近,聚集度指數(shù)高于其他4個(gè)區(qū)塊,說(shuō)明該區(qū)塊內(nèi)斑塊分布較為集中,離散度最小,較其他4個(gè)區(qū)塊景觀更完整,是云豹潛在棲息地質(zhì)量最好的區(qū)塊。
圖3 四川宜賓地區(qū)云豹潛在棲息地景觀類型Fig. 3 Potential habitats landscape types of Neofelis nebulosa in Yibin, Sichuan Province
表2 四川宜賓地區(qū)云豹潛在棲息地景觀格局Table 2 Potential habitat landscape pattern of Neofelis nebulosa in Yibin, Sichuan Province
云豹潛在棲息地整體斑塊密度為30.07塊/km2,較研究區(qū)域斑塊密度(32.97塊/km2)減小,斑塊破碎化程度較低;分維數(shù)(1.124 5)較研究區(qū)域分維數(shù)(1.119 6)升高;由于道路的切割作用,斑塊呈現(xiàn)出聚集趨勢(shì),因此聚集度指數(shù)較研究區(qū)域升高。在篩選云豹潛在棲息地過(guò)程中將受人為影響較大的用地類型剔除,導(dǎo)致景觀類型減少,因此,香農(nóng)多樣性指數(shù)較研究區(qū)域降低;破碎化指數(shù)(0.08)與研究區(qū)域相同。
四川省宜賓市云豹?dú)v史分布區(qū)包括宜賓縣、江安縣、筠連縣、屏山縣(施白南,趙爾宓,1982)和長(zhǎng)寧縣,在2001年與2007年在長(zhǎng)寧縣發(fā)現(xiàn)云豹實(shí)體之后再無(wú)云豹發(fā)現(xiàn)記錄。本次在宜賓市最可能有云豹分布的區(qū)域仍然沒(méi)有調(diào)查到云豹活動(dòng)痕跡或?qū)嶓w,說(shuō)明該區(qū)域的云豹分布區(qū)域已經(jīng)大大萎縮,野外種群數(shù)量極為稀少。印度東北部記錄云豹捕食的物種有山羊Caprahircus(Hazarika,1996),在中國(guó)南部云豹主要捕食椰子貓Paradoxurushermaphroditus、豬、雉類、獼猴、長(zhǎng)臂猿Hylobateslar等(Smith,解焱,2009),在江西省,云豹胃(腸)內(nèi)出現(xiàn)兔形目的頻次為57.2%,偶蹄目Artiodactyla、嚙齒目的頻次均為14.3%(盛和林,1976),在四川省,云豹的食物以野禽、小型獸類為主,有時(shí)也攻擊中大型有蹄類(王酉之,胡錦矗,1999)。根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)論,在長(zhǎng)江以南的云豹分布區(qū)內(nèi),云豹的食物主要是中小型獸類。
從野外調(diào)查情況看,區(qū)域內(nèi)潛在獵物種類較少,僅13種,主要潛在獵物只有豬獾和花面貍。潛在獵物的樣線出現(xiàn)率很低,大多都低于5%,而樣線出現(xiàn)率低于15%的物種已較為罕見(邱寶鴻等,2017);紅外相機(jī)拍攝率都低于2%,與王丞等(2019)在貴州赤水桫欏國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的調(diào)查結(jié)果(紅外相機(jī)物種拍攝率在7%~28%)差距很大。說(shuō)明區(qū)域內(nèi)云豹的食物資源較為貧乏。
對(duì)于野生動(dòng)物來(lái)說(shuō),棲息地破碎化會(huì)導(dǎo)致生活在其中的種群與其他外界種群長(zhǎng)期隔離而無(wú)法維持種群生存力(Rougetetal.,2006),根據(jù)Chiang(2015)的研究,云豹最適宜林分為闊葉林,偶爾出現(xiàn)于灌叢。研究區(qū)域的闊葉林面積較小,而且還被分隔在5個(gè)區(qū)塊內(nèi),整體破碎化水平較高。其中1號(hào)區(qū)塊的總面積和闊葉林面積最大,闊葉林面積有50.71 km2,分布于山脊地帶,人為活動(dòng)對(duì)動(dòng)物活動(dòng)影響較小,景觀較完整。家域面積是衡量動(dòng)物棲息地質(zhì)量及承載量的重要指標(biāo)(楊道德,2017),1號(hào)區(qū)塊的闊葉林面積可以滿足云豹的棲息要求,且有可能維持1個(gè)云豹小種群。其他4個(gè)區(qū)塊的面積都小于100 km2,闊葉林面積小于21 km2,難以維持云豹種群的生存。
綜合考慮云豹獵物資源與潛在棲息地景觀結(jié)構(gòu),研究區(qū)域云豹獵物資源匱乏、景觀破碎化程度較高、連片闊葉林面積小,難以維持云豹種群穩(wěn)定發(fā)展。1號(hào)區(qū)塊景觀結(jié)構(gòu)較為完整,擁有最大面積連片的闊葉林,尚有可能維持云豹種群的生存。接下來(lái)還需持續(xù)長(zhǎng)期開展紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)工作,調(diào)查重點(diǎn)應(yīng)集中在長(zhǎng)寧縣與興文縣交界處的連片森林,同時(shí)當(dāng)?shù)卣畱?yīng)加強(qiáng)區(qū)域自然植被的保護(hù)與恢復(fù),以保護(hù)該區(qū)域的生物多樣性,恢復(fù)和促進(jìn)珍稀瀕危物種種群的發(fā)展。
致謝:感謝四川省野生動(dòng)物資源調(diào)查保護(hù)管理站提供的支持;感謝四川省宜賓市長(zhǎng)寧縣林業(yè)局、興文縣林業(yè)局、珙縣林業(yè)局及四川省瀘州市古藺縣林業(yè)局、合江縣林業(yè)局、敘永縣林業(yè)局及當(dāng)?shù)卮迕窠o予的大力支持,謹(jǐn)此一并致謝。