40年岷山地区白河自然保护区川金丝猴的生境格局动态

好的生境质量是野生动物生存和繁衍的必备条件,生境质量的变化将对动物的生存产生深远影响,定量客观的评估生境变迁过程显得尤为必要。川金丝猴作为我国一级保护动物,评定其生境质量变化过程有利于制定有效的保护措施。3S技术的不断发展与广泛应用为研究川金丝猴生境格局的动态变化提供了有利的工具。以岷山白河自然保护区为例,利用陆地资源卫星的MSS/TM/OLI遥感影像,并基于专家知识的决策树分类方法对遥感影像进行分类,获取了5个时期的覆被类型空间分布图;根据NDVI与郁闭度的相关性获取了研究区郁闭度的时空变化信息。然后,通过对野外观测数据的数理统计与空间分析,获取了川金丝猴的生活习性特征,并结合AHP方法构建了川金丝猴生境质量的评价体系,对5个时期的生境质量进行了评价,最后定量分析了40年来川金丝猴的生境格局的动态变化趋势。研究表明,近40年来白河自然保护区内及周边的生境经历了由良好到不断恶化,再到逐渐恢复的过程,其中最适宜和适宜生境呈现先降低后逐渐升高的趋势,而不适宜和勉强适宜则表现为先增加后减小的趋势。1975—1982年时段内,各生境等级变化剧烈,尤以最适宜和不适宜等级变化显著,生境质量整体呈恶化趋势;1982—1994年,各生境等级变化剧烈程度较前一时期有所缓和,生境质量得到较大改善,呈良性发展趋势;1994—2003年时段内,研究区内生境质量进一步改善,环境恶化状况得到了缓解;2003—2014年时间段内整体质量改善的速度明显减缓,生境质量达到平衡状态。除1975—2014时段外,前4个时段的各综合变化指标呈现递减趋势,前期生境等级变化剧烈,后期趋缓。气候变化和人为干扰为导致生境变化的主要因素,其中20世纪80年代生境变化与气候变化关系密切,而20世纪90年代之后人为干扰因素明显增加。研究有助于理解气候变化与人为干扰背景下,川金丝猴生境格局时空变化特征,为野生濒危动物生境保护管理和政策制定提供科学依据。     

红外相机技术在物种监测中的应用及数据挖掘

由于濒危物种数量稀少以及大多数野生动物对人类活动敏感, 增加了传统调查的难度。众所周知,红外相机在野生动物调查研究中具有天然优势; 然而随着红外相机技术的广泛推广应用及数据采集量的不断加大, 科研人员也面临了一系列关于红外相机监测及后续数据处理中出现的问题。本文详细阐述了红外相机数据管理和利用方面存在的3个关键问题: 数据管理缺乏规范化、数据网络缺乏一体化、数据获取缺乏标准化。同时以秦岭、卧龙等地的一些研究为主体, 列举分析了红外相机照片后续数据挖掘中8个方面的内容, 即兽类的个体识别、物种时间活动格局、物种空间活动格局、偶见物种信息利用、物种行为活动、繁殖信息、疾病情况、人为干扰。这些信息的有效利用可为野生动物及生物多样性的保护、管理提供一定科学支撑。     

秦岭南坡两个大熊猫活动密集区的生境特征及大熊猫对生境的选择

对秦岭佛坪和长青2个保护区的大熊猫活动密集区的系列生境因子(包括海拔、坡度、坡向、水系密度、生境类型、竹子种类)进行了研究,并分析了其与大熊猫痕迹点的关系。结果表明：佛坪和长青保护区的生境特征既有相似性又有差异性,故2个保护区的大熊猫对生境的选择也呈相似性和差异性;在长青和佛坪保护区各存在1个大熊猫活动密集区,其具有明显的宏观生境特征;大熊猫活动密集区的生境资源可获得性和大熊猫对生境因子的适应选择对应关系明显;秦岭南坡大熊猫选择的生境特征主要是：海拔1 200～2 600 m,坡度20°～40°,水系密度为2～3条·km^-2,针阔叶混交林,巴山木竹和秦岭箭竹的分布区。     

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

2009年7月,在陕西观音山自然保护区凉风垭小区域（中高海拔）和西沟小区域（低海拔）安装18台红外相机,2009年8月至2013年4月共收集野猪照片1 195张。定义9种野猪行为,分别为站立、走动、跑动、采食、饮水、修饰、发情、拱土、坐着休息,并逐一比对照片中野猪的行为,统计各种行为所占的比例;引入月相对丰富度和时间段相对丰富度两个指数分别研究野猪的年活动规律和日活动规律;利用一个种群估测模型探讨野猪密度的年际变化。结果表明：（1）春季野猪以走动、采食和站立为主,分别占总行为次数的36%、25.6%和17.4%;夏季野猪以走动、站立、采食和跑动为主,分别占总行为次数的35.7%、23.6%、17%和16.5%;秋季野猪以采食、走动和发情为主,分别占总行为次数的50.3%、19.3%和17.8%;冬季野猪以采食、走动和站立为主,分别占总行为次数的53.7%、26.7%和11.9%。（2）野猪在8月、9月和12月活动较为频繁;全年日活动高峰出现在午后14:00-16:00,低谷出现在22:00-04:00,四季显示活动规律不同。（3）2009-2012年野猪密度呈逐年上升趋势。这些研究结果有助于了解野猪的行为活动和种群动态,并采取针对性的措施对野猪进行有效管理。     

利用红外相机监测大熊猫种群恢复区域生物多样性

红外相机是一种经典的野生动物观测手段,具有连续性、非损伤性等一系列优点,可以很好地应用于对大熊猫（Ailuropodamelanoleuca）等重要野生动物物种的监测。2018年8月至2020年10月两年多时间,本研究在位于秦岭山系中段的陕西黄柏塬、观音山与佛坪三个国家级自然保护区中的4条沟谷（大南沟、破碾子沟、大古坪岩屋沟及龙潭子岩屋沟）共架设80台红外相机,对秦岭山系中段大熊猫种群恢复区域的野生动物活动情况进行非损伤性监测。监测期间共获得鸟类与兽类影像34514张,辨认并记录68个物种,包括兽类21种和鸟类47种,在此基础上建立野生动物影像数据库,并利用该数据库分析了监测区域的物种多样性状况。结果显示,研究区域的生物多样性比较丰富,各物种丰度分布较为均匀,鸟类的多样性高于兽类,而均匀性较低;在不同沟谷中,佛坪保护区龙潭子岩屋沟的群落丰富性和均匀性均很高,但动物绝对数量较少,有待进一步调查;观音山保护区破碾子沟的群落丰富性和均匀性则最低,应关注这一区域的生态恢复工作;黄柏塬自然保护区大南沟监测到的野生动物总有效照片数与大熊猫有效照片数均最多,侧面说明其在4条沟谷中生态情况恢复相对较好...     

秦岭中段野生动物多样性的红外相机监测数据库平台介绍

秦岭地处我国中西部, 生物地理位置重要, 拥有丰富的生物多样性, 有大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、秦岭羚牛(Budorcas bedfordi)、金丝猴(Rhinopithecus roxellana)和朱鹮(Nipponia nippon)等4个秦岭森林旗舰物种, 被称为“秦岭四宝”。利用红外相机技术开展秦岭野生动物的非损伤性监测不仅可以为秦岭山系提供物种名录信息, 还可以为了解秦岭野生动物的行为和活动格局提供科学数据。清华大学环境学院生态团队自2009-2020年在秦岭中段南坡先后实施了7个项目, 对秦岭南坡的4个保护区进行了野生动物监测, 面积达1,113 km ²(26.5 km × 42 km), 红外相机位点数267个, 相机日数152,160天, 共获取红外相机照片855,260张。共鉴定出27种野生兽类和63种野生鸟类, 并应用这些照片数据开展了信息挖掘工作, 对野生动物行为、稀有物种、与生境的关系, 以及人为活动对野生动物的影响等领域进行了研究, 已取得部分成果。在此基础上建立了“秦岭中段野生动物多样性的红外相机监测数据库平台”, 供团队内部及合作者使用。通过10年的监测, 我们提出未来研究建议: (1)对于非常偶见的物种, 还需要更长的时间并在更多样化的生境布设相机, 以获取更多影像数据评估其现状; (2)数据库需要在更大程度和深度上进行信息挖掘, 尤其在种间关系、物种-生境关系、种群动态等方面; (3)对典型大种群数量的物种(如秦岭羚牛和野猪Sus scrofa)及食物链顶端大型捕食动物(如金钱豹Panthera pardus)进行种群动态研究, 为整个秦岭生态系统的健康持续提供科学支撑; (4)利用数据库的数据及今后红外相机监测数据进行野生动物疾病的发生发展监测研究。     

无线电颈圈定位数据应用于卧龙大熊猫移动规律的研究

本文分析了1981 ～ 1983 年卧龙自然保护区6 只大熊猫的无线电定位数据,结合DEM 高程数据,应用地理信息系统(GIS)工具进行了大熊猫的垂直移动(海拔变化)和水平移动(2 个相邻日的移动距离变化)规律研究。应用了“箱图” 法和Mann-Whitney U test 统计检验方法进行分析比较。结果显示:卧龙地区的大熊猫从每年的4 月份起从2 800 m以上的高海拔区域下移至2 600 m左右的低海拔区域,在较低海拔生活至6 月底,然后上移回到2 800 m的高海拔区域,表明大熊猫存在“季节性垂直移动”。大熊猫的2 个相邻日移动距离年平均值为550 m;在4 月份的水平移动距离最大,达到700 多米,而在夏秋季的水平移动距离较小,为400 m上下。本研究中的雌雄体大熊猫在移动形式(海拔变化、相邻日移动距离变化) 上存在差异,雌体大熊猫下移海拔变化较雄体明显,但相邻日移动距离却明显比雄体小。本研究结果可为野外大熊猫监测和保护工作提供科学依据。     

带状间伐对巴山木竹林复壮更新及大熊猫取食的影响

间伐是竹林复壮更新的有效手段之一.以陕西佛坪国家自然保护区为研究区域,对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)冬季栖息地非主要采食区域竹林老龄化严重且密度过大的巴山木竹(Bashania fargesii)林进行为期3年(2017至2019年)的带状间伐样方监测,研究间伐对竹林复壮更新以及大熊猫觅食选择...     

集成的专家系统和神经网络应用于大熊猫生境评价

充分了解大熊猫生境的时空格局及其变化,对有效保护大熊猫非常重要.绘制生境图既是野生动物生境评价和监测的一个有效方式,也是一个必要的步骤.新发展起来的人工智能方法(包括专家系统和神经网络方法),在模拟复杂系统过程中能够同时综合定性和定量信息,并可集成于GIS中,有助于大熊猫复杂生境的制图及评价.为了对大熊猫生境进行评价,本文建立了一个较全面的综合制图方法,将专家系统、神经网络和多类型数据全部集成在GIS环境下.结果表明,采用专家系统和神经网络集成方法绘制的大熊猫生境图的精度达到80％以上,高于单一的专家系统方法、神经网络方法和传统的最大似然法制图的精度.Z统计方法也证实了新建立的专家系统和神经网络集成方法要显著好于3种单一方法.     

不同土壤采样设计下土壤表层微生物α多样性的差异分析

【背景】土壤采样是土壤研究的基础,采样方案的不同可能会对土壤微生物多样性的研究结果产生一定影响。【目的】研究不同的土壤采样设计方案对土壤样品16S rRNA基因高通量测序结果的影响。【方法】对2个不同生境样地的土壤进行网格化采样,对采集的18个土壤样品进行16S rRNA基因测序分析,通过模拟5种常见土壤采样方法,对比不同采样方式所获得的测序结果。【结果】不同采样方式会产生不同的测序结果。在测序深度有效的情况下,细菌总物种数随着采样数的增加而逐渐增长,增长速度在采样数大于5以后趋于平缓;样品中的优势物种(序列数200以上)只需很少的采样数(1-3)即可观察到全部物种;Shannon-Wiener指数与Simpson指数的变化较相似,当采样数由1到3时两指数均有较大增长,之后变化放缓。【结论】土壤细菌微生物测序研究中,土壤样地采样数量低于3个会影响测序结果的可靠性,采样方案选择梅花形采样法或蛇形采样法较为适宜。