基于标记-重捕模型开展野生动物红外相机种群监测的方法及案例

红外相机技术的广泛应用推动了动物种群生态学研究方法的发展和革新, 特别是基于标记-重捕模型框架通过非损伤取样方式对物种数量和密度等种群参数的可靠估计, 为保护濒危物种和评估保护成效提供了有力的科学依据。对于身体上具有独特天然标记的动物(如多数猫科动物), 可依据红外相机拍摄身体上的独特斑点或条纹鉴别个体, 再运用标记-重捕模型, 估计动物种群数量、密度等参数。本文概述了标记-重捕模型的基本原理、特点以及国内外的应用, 特别是近年来发展出的空间标记-重捕模型。总结了从相机布设到数据分析的具体流程、操作原则, 并以青城山家猫为实例, 展示了应用红外相机数据通过空间标记-重捕模型估计种群密度和数量的基本步骤。最后展望了该模型在种群动态、景观廊道设计、资源选择等方面的应用和发展趋势。     

红外相机技术在鼠类密度估算中的应用

2009年5月至2011年7月,在古田山国家自然保护区24 hm2(600 m×400 m)样地中用分层随机抽样法布置20台红外相机,监测样地内的鼠类密度.利用红外相机技术,引用物理学中气体分子碰撞率原理,在不对鼠类进行个体识别的情况下,估算样地内鼠类密度.结果表明,以此估算的样地内鼠类密度D3与标志重捕法估算的鼠类密度D之间不存在显著差异(P＞0.05),两者契合程度高,说明此模型具有相当高的精确性.而在较高的相机分布密度(0.83台/hm2)下得出的鼠类密度季节消长状况也验证了该模型的可靠程度.     

红外相机技术监测效率分析——以陕西佛坪北部山区鸟兽监测为例

利用红外相机对陕西汉中市佛坪县北部山区3个监测样地内的大型兽类和地栖鸟类进行了初步调查和监测,分析了在该区域利用红外相机监测的效率、相机数量和相机工作日与物种数量间的关系以及物种的最佳拍摄地点。结果表明:59台红外相机共拍摄到物种独立照片22 089张,鉴定出野生动物40种,其中,国家一级重点保护野生动物5种,国家二级重点保护野生动物8种。当相机数量增加到54台时拍摄到了本次记录的全部40种野生动物,当单台相机工作日达到140 d时,监测物种数趋于饱和。不同物种的最佳拍摄地点受季节和海拔的双重影响,表现出一定的规律性。综上所述,现有的红外相机布设方法,能够有效地对大型兽类和地栖鸟类进行监测调查,但对于其他啮齿类和树栖鸟类,还应该从物种的体型、生活习性、栖息环境,红外相机布设的位点选择、布设时间、相机参数设置等方面,重新考虑监测方法。此研究不仅积累了监测样地的本底资料,也为红外相机在该区野生动物保护的应用提供了可借鉴的基础资料。     

基于红外相机的不可个体识别动物种群密度估算方法

种群密度估计对野生动物的保护和管理至关重要,也是动物生态学和保护生物学备受关注的研究热点,但对大中型兽类种群数量的准确估算一直面临挑战。红外相机是哺乳动物调查中普遍采用的工具,也是克服这一挑战的一种经济有效的方法。目前国际上已有多种方法采用红外相机数据估算不可个体识别动物的种群密度,但相关技术在我国的应用案例较少,本文旨在为国内研究者应用红外相机数据估算动物种群密度提供参考。首先,我们介绍了随机相遇模型(randomencounter model, REM)、随机相遇与停留时间(random encounter and staying time, REST)模型、相机前停留时间(time in front of the camera,TIFC)模型以及红外相机距离取样(cameratrapdistancesampling,CTDS)这四种模型的基本原理和假设;其次,描述了这些模型在野外调查中的技术要点,并给出数据处理与分析的建议;最后,总结了每个模型的数据需求、优点和缺点。虽然我国目前拥有估算种群密度的大量红外相机数据源,但有很多物种的数量尚未知晓,也没有一种方法对所有红外相机数据都是...     

红外相机安放于地面和林冠层对野生动物监测结果的影响

红外相机技术在野生动物研究中日趋普及, 逐渐成为重要的生物多样性监测手段。过去的监测常局限于地面, 而针对林冠层的监测较少, 这对野生动物的多样性评估影响尚未可知。为此, 本研究在生物多样性丰富的碧罗雪山南段, 将20台红外相机分别拍摄地面层(0.5-1.5 m)和林冠层(5-10 m)配对比较, 累计拍摄2,319个有效相机日, 平均每对相机同步进行112.5 d的监测。监测期间共拍摄到44种野生动物(不包括鼠形啮齿类), 其中兽类20种, 鸟类24种; 冠层和地面红外相机监测的物种相似度为29.54%; 15种动物仅拍摄于林冠层, 16种动物仅拍摄于地面, 13种动物拍摄于两个林层。研究结果表明不同林层监测的物种组成存在显著差异, 林冠层与地面层监测都具有不可替代性; 不同林层红外相机的监测手段也能用于研究野生动物的空间选择和生态位分化。红外相机监测中根据目标物种的习性在相应的林层设置相机能提高物种发现率; 为全面掌握区域森林生态系统野生动物的多样性, 红外相机监测需要兼顾不同林层这一点需要在监测规范中明细。     

探讨我国森林野生动物红外相机监测规范

野生动物多样性是生物多样性监测与保护管理评价的关键指标, 因此对野生动物进行长期监测是中国森林生物多样性监测网络(CForBio)等大尺度生物多样性监测研究计划的一个重要组成部分。2011年以来, CForBio网络陆续在多个森林动态监测样地开展以红外相机来监测野生动物多样性。随着我国野生动物红外相机监测网络的初步形成, 亟待建立和执行基于红外相机技术的统一监测规范。基于3年来在我国森林动态监测样地红外相机监测的进展情况, 以及热带生态评价与监测网络针对陆生脊椎动物(兽类和鸟类)所提出的红外相机监测规范, 本文从监测规范和监测注意事项等方面探讨了我国森林野生动物红外相机监测的现状和未来。     

探讨基于红外相机技术对大型猫科动物及其猎物的种群评估方法

红外相机技术的发展促进了对东北虎(Panthera tigris altaica)、东北豹(Panthera pardus orientalis)及其猎物种群的研究。本研究以珲春保护区春化和马滴达两个区域的监测结果为例, 介绍利用该技术对我国长白山区东北虎、东北豹及其猎物的种群评估方法, 包括监测位点的选择、相机的架设方式及参数设置、数据筛选、东北虎和东北豹体侧花纹个体识别方法、物种相对丰富度的计算以及捕食者与猎物丰富度关系模型的构建。最后就东北虎、东北豹体侧花纹个体识别技术的适用性、红外相机监测与传统调查方法的差异, 相机监测的误差进行了讨论。研究表明, 利用红外相机技术进行密度预测以及东北虎、东北豹个体自动识别技术还需继续完善。1对/25 km²的相机架设密度基本上满足对于珲春保护区春化至马滴达区域虎豹的监测强度要求, 但对于有蹄类则需要另外的监测方案。     

物种相对多度指数在红外相机数据分析中的应用及局限

多度是衡量物种种群数量的参数之一, 多度的动态及其影响因素是种群生态学研究的经典问题。物种相对多度指数(relative abundance index, RAI)作为一种简单、便利的指标, 广泛应用于动物本底清查中。但RAI易受物种自身特征、探测率和环境因素的影响, 需要结合其他物种数量分析方法, 以验证其与种群大小的相关性。随着红外相机技术在野生动物调查中的广泛应用, 用红外相机数据估计动物种群数量的研究越来越多。目前, 基于红外相机数据计算RAI的方法有多种, 不同计算方法和应用范围存在差异, 亟需对现有方法和应用进行梳理。本文综述了根据红外相机数据计算物种相对多度的4种主要方法: (1)拍摄一张有效照片所需要的天数; (2)基于单位调查强度的物种拍摄率; (3)每个位点每天的物种拍摄率; (4)某一物种的照片数占所有物种的比例。总结了我国野生动物监测调查中采用红外相机方法计算RAI的应用现状。国内的研究主要采用第2种和第4种计算方法, 其中约72.5%的研究论文应用第2种计算方法, 而第4种方法一般适用于群落中的物种组成比较。我们建议根据红外相机数据计算RAI时尽量使用第2种计算方法, 这有助于研究或管理人员对不同研究中的物种RAI进行比较分析。     

三江源国家级自然保护区内云塔村雪豹种群动态

种群监测可为物种研究和保护提供关键信息和依据。雪豹(Panthera uncia)作为亚洲高山生态系统的顶级捕食者和旗舰种, 一直是研究和保护的重点, 但其难以到达的栖息地、隐秘的行踪和广阔的家域使其监测工作开展难度较大, 雪豹种群动态研究较为匮乏。本研究在2013年10月至2019年1月期间, 使用当地社区维护的红外相机, 监测三江源国家级自然保护区通天河沿保护分区内青海省玉树州哈秀乡云塔村雪豹种群的密度和动态, 共识别出35只雪豹个体。基于数据质量较好的2015、2016、2017年连续3年的红外相机数据各年截取3个月数据, 使用空间标记-重捕模型估算种群数量和密度, 发现当地雪豹种群和成年个体密度基本维持稳定, 种群增长率为1.02, 但监测期间雪豹个体更替明显, 平均个体更替率为0.44, 并且围绕两片雪豹核心利用区域发生了领域取代。推测雪豹种群具有较多个体更替和领域取代是因为种群处在雪豹潜在扩散通道上, 或调查范围未覆盖完整种群。本研究是国内首次对雪豹进行较为长期的种群动态监测和分析, 研究结果体现了动态监测的重要性, 也显示出以当地社区为主体监测哺乳动物种群的可能性。     

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

国外使用红外相机技术开展野生动物调查研究已有较长的历史,最早的报道见于Champion(1927),在20世纪90年代逐渐发展成熟,广泛用于动物种群数量和密度的研究.如应用红外相机和种群捕获模型(Capture-recapture)对印度Nagarahole国家公园的孟加拉虎(Panthera tigris)的种群数量和密度的研究(Karanth,1995;Karanth和Nichols;1998),验证了红外相机技术与种群捕获模型的结合在孟加拉虎种群预测方面的优势,有效解决了监测中孟加拉虎数量稀少、活动隐秘等问题.     

森林可燃物及其管理的研究进展与展望

森林可燃物是森林生态系统的基本组成部分, 是影响林火发生及火烧强度的重要因素之一, 因此, 受到国内外学者的广泛关注。该文从以下4个方面综述了国内外可燃物研究的最新进展: 森林可燃物特性, 森林可燃物类型与火行为, 森林可燃物类型、载量的调查与制图, 森林可燃物管理。同时提出了我国森林可燃物今后的研究方向: 开展多尺度可燃物研究; 可燃物类型与火行为的研究; 把以试验观测为基础的静态研究与以空间技术和生态模型为基础的动态预测相结合, 研究可燃物处理效果; 全球气候变化背景下可燃物处理与碳收支。     

森林退化/衰退的研究与实践

森林退化可以理解为森林面积减少、结构丧失、质量降低、功能下降;森林衰退则是森林退化的一种形式,指森林（树木）在生长发育过程中出现的生理机能下降、生长发育滞缓、生产力降低甚至死亡,以及地力衰退等状态.国内外研究表明,森林采伐/毁林是造成森林面积减少的最主要原因,有关森林采伐/毁林引起的森林退化研究主要集中在森林退化的后果、国家/国际政策的影响、加强全球性合作以及寻求解决途径等方面.森林衰退原因可归纳为：工、农业污染,自然胁迫/致衰因子,林分动态发生变化,森林衰退病或生态病,人工纯林以及纯林连栽导致的地力、生产力衰退等.中国的森林退化/衰退现状与世界各地森林退化基本一致,但由于历史原因,中国森林退化又有其自身特点：近一个世纪的强烈人为干扰,使大部分原始天然林退化为次生林;中国拥有世界上最多的人工林,且多数人工林均具有质量差、功能低等衰退特征.本文在综述森林退化/衰退研究与实践基础上,提出中国现代森林退化/衰退的的主要原因,给出中国森林退化/衰退的基本对策.     

Forest Structure and Biomass of a Tropical Seasonal Rain Forest in Xishuangbanna,Southwest China1

Xishuangbanna is a region located at the northern edge of tropical Asia. Biomass estimates of its tropical rain forest have not been published in English literature. We estimated forest biomass and its allocation patterns in five 0.185–1.0 ha plots in tropical seasonal rain forests of Xishuangbanna. Forest biomass ranged from 362.1 to 692.6 Mg/ha. Biomass of trees with diameter at 1.3 m breast height (DBH) ≥ 5 cm accounted for 98.2 percent of the rain forest biomass, followed by shrubs (0.9%), woody lianas (0.8%), and herbs (0.2%). Biomass allocation to different tree components was 68.4–70.0 percent to stems, 19.8–21.8 percent to roots, 7.4–10.6 percent to branches, and 0.7–1.3 percent to leaves. Biomass allocation to the tree sublayers was 55.3–62.2 percent to the A layer (upper layer), 30.6–37.1 percent to the B layer (middle), and 2.7–7.6 percent to the C layer (lower). Biomass of Pometia tomentosa, a dominant species, accounted for 19.7–21.1 percent of the total tree biomass. The average density of large trees (DBH ≥100 cm) was 9.4 stems/ha on two small plots and 3.5 stems/ha on two large plots, illustrating the potential to overestimate biomass on a landscape scale if only small plots are sampled. Biomass estimations are similar to typical tropical rain forests in Southeast Asia and the Neotropics.     

不同所有制森林的管理方式及其生态影响研究进展

我国正处在集体林和国有林林权制度改革的关键时期,亟需理论支持和实践经验,但公、私有制森林管理方式及其生态影响研究缺乏. 欧洲和北美多种所有制森林管理具有较长历史,对所有制管理的内容、方式及其对森林木材产量、生物多样性、景观特性等的影响都有较深入的研究,总结这些研究成果,作为我国林权改革的借鉴尤为必要而迫切.本文综述了以欧洲和北美为代表的国家和地区公有制、私有制（产业化私有制和非产业化私有制）森林管理的目的、方式和生态影响,林权流转和分散,以及在各种所有制间采取的联合保护政策,最后提出了研究展望.     

防护林学研究现状与展望

防护林学是研究防护林构建及经营的理论与技术的科学, 其核心内容包括防护林构建理论与技术、防护林经营理论与技术和防护林效益评价。防护林学发展的终极目的是构建与经营防护林, 使其防护功能或生态服务功能高效、稳定并可持续。防护林学是偏重实用的应用基础学科, 其发展始终依托防护林工程建设需求, 特别是以国家运作方式开展的大型防护林工程建设, 对推动防护林学发展做出了巨大贡献。国外著名的防护林工程有美国大平原各州林业工程(罗斯福工程)、前苏联斯大林改造大自然计划、日本的治山治水防护林工程和北非五国“绿色坝”跨国防护林工程等。围绕这些工程, 在防护林规划设计、树种选择、空间配置、造林方法, 结构、抚育、间伐、衰退机制与更新, 以及效益评价等各个方面开展了相关研究, 其中, 以效益评价及效益与结构的关系研究最为广泛与深入。中国幅员辽阔、自然条件复杂、森林资源相对匮乏且分布不均、自然环境恶劣, 对防护林的需求极大, 自“三北”防护林体系建设工程启动以来, 中国防护林建设规模已居世界首位, 防护林学在中国得到了长足发展, 尤其在防护林经营理论与技术研究方面取得突破性进展。防护林学以效益评价为桥梁将防护林构建和经营组合在一起, 效益与结构的关系为防护林构建及现有防护林经营提供了科学依据。未来防护林学研究将以更广泛的生态公益林或防护性森林为对象, 在研究方法上将由以林分尺度为主向更微观和更宏观两个方向拓展; 在防护林构建方面, 仍以林学理论与技术为主体, 并重点与生态系统稳定性原理、景观生态学原理相结合, 开展防护林(体系)区域分异规划设计、营建理论与技术研究; 在防护林经营方面, 将以防护林衰退与恢复机制、带状防护林更新和非带状防护林近自然经营理论与技术为重点开展研究; 在效益评价方面, 将采用遥感等技术, 以防护林(体系)、大规模防护林建设的生态环境效应评价等为主要内容开展研究。     

广西落叶栎林的分类研究

广西的落叶栎林属亚热带落叶阔叶林的一个群系组, 常见有栓皮栎林、麻栎林和白栎林３ 个群系。主要论述其类型划分和生境特点, 为其经营管理和合理利用提供基本材料和依据。     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

林隙干扰对森林生态系统的影响

林隙干扰通过改变森林微生境异质性和群落演替进程,对森林物种组成、林分结构和系统功能产生重要影响。本研究评述了有关林隙干扰对森林生态系统影响的最新研究进展,从物种生物学特性和环境因素两个方面分析了林隙干扰对森林物种组成变化的影响规律,基于群落组件和群落架构阐述了林隙干扰对森林结构的作用关系,梳理了林隙干扰对森林生态系统功能的影响机制。基于已有研究的分析和目前森林生态系统经营亟需解决的问题,提出未来研究所需关注的重点领域和问题: 林隙面积阈值确定方法;林隙闭合机制;林隙干扰对森林生态系统过程的影响;林隙干扰与森林生产力的关系。林隙干扰在促进物种更新和提升森林结构复杂性等方面具有优势,因此本研究可为我国低产低效人工林改造提供科学依据。     

森林景观生态研究现状与展望

综述了国内外森林景观及其动态研究的4个领域：森林景观管理与景观质量控制、森林景观格局与功能相互关系、森林景观生态过程模拟模型和决策模型、河岸景观生态的研究。并进一步指出了我国在森林景观生态研究领域中存在的问题：森林景观的研究基础不足,研究手段、方法相对落后,研究案例和成果有限。同时,还提出了森林景观生态研究的发展方向。     

Tropical seasonal forests in monsson Asia: With emphasis on continental southeast Asia

This paper is intended to provide a brief review of the tropical seasonal forest, one type of the tropical moist forests in monsoon Asia. It will also focus on and summarise issues of current concern in relation to their depletion and global environmental issues. Tropical moist forests occur in the rainy tropical and monsoon tropical climate types. The tropical moist evergreen forest or the tropical rain forest, which account for two-thirds of the tropical moist forests are rich in biodiversity and contain valuable tropical hardwood. The tropical moist deciduous forest or the tropical seasonal forest which lie along the fringes of tropical rain forest, are less complex than the tropical rain forest and have more distinct wet and dry periods. Broadleaved deciduous trees of the genera Tectona, Shorea, and Dipterocarpus are predominantly in this forest type. Currently estimates have found that more than 17 million hectares of forest mainly tropical moist forests are being lost each year. There is a widespread recognition that agriculture and the burning of tropical moist forests contribute to global warming but to a much lesser extent than the combustion of fossil fuels and industrial activities in the developed world.