应用红外相机监测结果估计小型啮齿类物种的种群密度

红外相机(或称相机陷阱)技术可以提供物种组成、种群数量和行为等信息,广泛应用于野生动物的监测与管理。对于可以个体识别的物种,红外相机结合标志重捕法可准确估计其种群密度。但对于不可个体识别的动物,目前尚无成熟方法来估计其种群密度。建立了一个新方法,通过模拟个体运动并匹配红外相机监测数据来估计动物的种群密度。在长白山国家级自然保护区25hm2森林动态监测样地中,以每公顷一台的密度布设红外相机,调查小型啮齿动物的种群数量。在2011年和2012年冬季分别监测41d和40d。然后,设计模型模拟不同密度下啮齿类物种的运动过程,同时记录它们在25hm2的区域内被25台相机拍摄的次数。应用随机森林算法建立回归模型来匹配模拟结果与监测结果,估计啮齿类物种在样地内的密度及其置信区间。这是一种全新的利用红外相机监测数据估计种群密度的方法,可以填补对不可个体识别物种密度估计方法的空缺。     

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。     

相机陷阱在野生动物种群生态学中的应用

种群参数估计及空间分布格局是动物生态学和保护生物学领域的重要目标之一.最近十几年来, 相机陷阱(camera trap)作为野外调查的一种非损伤性技术手段,在传统调查方法难以实现的情况下表现出极大优势,被广泛应用于野生动物生态学和保护学研究中.相机陷阱所获取的动物出现数据为野生动物种群提供了极其重要的定量信息.本文从相机陷阱工作原理出发,主要阐述了目前在种群生态学中较为成熟的两类针对具有或不具有天然个体标志物种的模型原理及应用: 1)种群密度和种群数量估计; 2)空间占据率估计.论文特别关注了模型发展的逻辑过程、依赖的假定、使用范围、仍然存在的问题以及未来发展方向.最后, 本文综合分析了相机陷阱在种群参数估计应用中还需注意的问题, 以及其在种群动态和生物多样性研究等方面的发展潜力.     

虎豹及有蹄类猎物种群数量监测方法概述

虎(Panthera tigris)和豹(P. pardus)及有蹄类猎物的种群数量监测是虎豹保护的核心任务, 也是制定有效管理、保护和恢复措施的基础。近年来, 国内外用于虎豹种群数量监测的方法主要有: 信息网络收集法、基于标志重捕模型的红外相机调查法和非损伤采样粪便DNA分析技术; 有蹄类猎物的监测方法主要有: 样线法、样带法、大样方法、红外相机调查技术和非损伤性遗传标志重捕法。每种监测方法基于的假设前提和生态学原理不同, 监测结果的准确度也不同。由于监测物种的生物学特征、种群分布状况、监测目标和空间尺度或环境因素各异, 每种方法的适用性也不同。本文从野外调查设计、数据收集、处理分析等方面对虎豹及其有蹄类猎物数量监测方法的应用过程和统计原理进行了介绍, 分析了各种监测方法的优缺点, 并针对在虎豹监测中相机布设密度过大可能造成的伪重复抽样, 以及应用虎豹监测设计的自动相机监测替代猎物种群监测数量的评估等不科学的方面进行了探讨和建议。     

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。     

基于红外相机数据评估华南地区豹猫的种群密度和活动节律

可靠的种群密度数据对野生动物的保护和管理十分重要。豹猫(Prionailurus bengalensis)是中国分布最广且常见的猫科动物, 但野生种群密度估算的研究并不多。本研究于2020年6月至2021年5月在香港新界嘉道理农场暨植物园开展红外相机调查, 利用空间标记-重捕法估算当地豹猫的种群密度并用核密度估计方法分析其活动节律。本次调查以网格方式布置红外相机, 在约1.5 km²的研究范围之内设置了19个相机位点, 每个位点安装2台相机以获取豹猫身体两侧花纹来进行个体识别。连续12个月调查共捕获113次有效的豹猫拍摄事件, 当中仅61次事件的照片足够清晰以进行个体识别。基于种群封闭的要求, 我们以2个月为单位将12个月的数据分为6个采样期去分析豹猫种群密度, 结果显示仅两个采样期的估算值最为准确, 分别为0.64 ± 0.31 (0.26-1.55)只/km²和0.87 ± 0.48 (0.31-2.40)只/km², 是已知全球豹猫密度最高的地点之一。结果还发现, 雨季研究地点的豹猫并无明显的日活动节律, 在旱季则偏夜行-晨昏行性多一些, 但也有一定的日间活动; 雨季和旱季的日活动节律无显著差异。本研究是首次以个体识别配以空间标记-重捕模型对中国大陆地区豹猫种群密度调查的研究; 我们也提出一些关于红外相机架设方法的建议, 以提高照片个体识别的准确度并增加重捕次数, 最后提高密度估算的准确度。本研究也进一步证明豹猫适应性极强, 在活动节律上表现出极高的可塑性, 在严格保护下可以恢复健康的种群。     

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.     

大中型兽类种群数量估算的研究进展

大中型兽类种群数量的估算是动物生态学中重要的基本问题, 受到研究者、管理者和公众的共同关注。国际上从20世纪中期开始研究该问题, 已出现了多种研究方法和相应案例, 且还在快速发展, 但世界各地仍有很多物种的种群数量尚未知晓。在我国, 从20世纪80年代开始调查大中型兽类种群数量, 取得了重要进展, 也还有很多物种的种群数量尚不清楚。因此, 有必要归纳国际上种群数量估算的研究进展, 同时, 总结国内研究的现状、优势和趋势, 供研究者参考。本文首先选择估算大中型兽类种群数量的原理、数据来源和模型这3个要素归纳出简明的研究框架, 将现有的多种方法置于其中予以阐述。在该框架下, 根据估算原理分为4大类方法, 为距离取样法、标志重捕法、基于遇见率法和遥感影像直接计数法。针对每一大类方法, 论述其基本原理模型和模型假设, 说明能实现该原理的相应数据来源(视觉观测、红外相机拍摄、DNA微卫星识别、卫星定位跟踪、声音监测或遥感影像)的特点及如何实现该原理, 评价其适用性及优缺点, 并选择其中具有可比性的方法予以比较评价。其次, 参照该研究框架, 总结我国的研究现状, 分析未来发展的优势和趋势: 我国的红外相机数据积累充分, 可以发展以此为数据源的距离取样法、标志重捕法和基于遇见率法; 发展以粪便样品为数据来源的距离取样法和粪便DNA标志重捕法; 相比地面调查数据, 获取高分辨率遥感影像数据更容易, 尽量以此估算符合适用条件的大中型兽类的种群数量。最后, 本文提出了适用于我国大中型兽类种群数量的估算方法的选择流程, 供研究者参考。     

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。     

基于红外相机技术对亚洲象个体识别和种群数量的评估

以云南西双版纳国家级自然保护区尚勇子保护区内亚洲象种群为研究对象,通过自动红外照相技术,估算了该地区亚洲象的最小种群数量。本研究于2016年1月,在研究区域内共布设了27个相机位点,野外安放时间为4个月。调查期间,每台相机的有效捕获日为9-52d不等（均值为24d）,红外相机有效捕获日621d,拍摄到亚洲象照片共1944张。通过红外相机照片开展个体识别,最终估算出尚勇保护区内亚洲象的最小种群数量为69头（其中成年象38头,亚成象15头,幼象16头）。拍到7头活动于中国-老挝边境区域的跨境象群。本文探讨利用红外相机拍摄的亚洲象照片进行个体识别的方法,指出与常规调查方法相比较的优势和不足,作为快速、实时有效的种群评估方法的价值。研究结果丰富了保护区内亚洲象种群数据库,为研究、制定和开展亚洲象保护行动提供重要支撑。     

野生大熊猫种群数量调查方法研究进展

大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)是中国特有珍稀野生动物,被誉为野生动物保护领域的"旗舰物种"。大熊猫种群数量的变化可以实时反应大熊猫种群动态,提供大熊猫分布区域、栖息地质量等最直接的信息,是制定大熊猫保护方案的基础,也是有效实施大熊猫保护措施的前提。综述了几种传统野生大熊猫种群数量调查方法(包括直接计数法、数学模型法、距离-咬节分析法及分子生物学方法),以及近年来最新应用于野生动物种群数量调查的红外相机技术、足迹鉴定法,讨论了传统方法中可能存在的问题、分析新方法的应用前景,并针对今后的野生大熊猫种群数量调查提出了一些建议与展望。     

2种调查方法对四川黑竹沟国家级自然保护区3种雉类种群密度调查的比较

种群数量是物种的重要生态学基础资料,合适的密度调查方法是数量估算的基础。2016年4-5月,采用广泛应用于鸡形目Galliformes鸟类种群密度调查的样线法和样点法,调查了四川黑竹沟国家级自然保护区3种鸡形目鸟类(白腹锦鸡Chrysolophus amherstiae、红腹角雉Tragopan temminckii和血雉Ithaginis cruentus)的种群密度。样线法和样点法估算的雄体密度分别是:白腹锦鸡1.20只/km^2和(6.31±0.98)只/km^2,红腹角雉5.41只/km^2和(0.39±0.17)只/km^2,血雉3.01只/km^2和(5.97±2.70)只/km^2。除红腹角雉外,样点法估算的白腹锦鸡、血雉种群密度均大于样线法。建议针对不同鸡形目鸟类采用不同的调查方法,并尽量扩大样本数量,从而提高调查结果的准确性。     

海南尖峰岭中华穿山甲的分布与保护现状

中华穿山甲(Manis pentadactyla)是国家I级重点保护野生动物, 被IUCN红色名录列为极危(CR)物种, 也被列入CITES附录I。分布现状信息的匮乏是制约该物种保护规划制定与保护行动开展的关键因素。本文利用红外相机陷阱法和样线调查法, 于2020年8月至2021年11月在海南尖峰岭林区进行中华穿山甲海南亚种(M. p. pusilla)的监测调查, 分析评估了其分布与保护现状。调查发现: (1)尖峰岭林区7个公里网格内的8台红外相机拍摄到10次中华穿山甲出没的影像, 且在11个网格内见到35个觅食洞穴, 其中在红外相机损失率较低的南中区域记录到的中华穿山甲实体数量和洞穴数最多; (2)中华穿山甲主要分布于尖峰岭林区400-1,000 m海拔区域, 林区的国家公园一般控制区内仍然有3台红外相机拍摄到中华穿山甲及调查记录到18个觅食洞穴。结果表明: 海南尖峰岭林区仍然存在中华穿山甲种群, 目前可能被海拔等因素隔离为3个小种群; 人为干扰是影响该物种种群恢复的重要因素之一。因此, 本文提出如下建议: (1)管理部门要落实各项管护制度并加强巡护管理力度以把人为干扰程度降到最低; (2)管理部门在今后国家公园总体规划调整时可将有中华穿山甲等极危物种分布的一般控制区调整为核心保护区, 而在未调整规划前则要重点加强该区域的管理, 对建设项目布局等要尽量避开该区域; (3)尽快开展尖峰岭林区中华穿山甲的生境适宜性分析及廊道研究, 以使该物种得到更有效的保护和管理; (4)今后要定期开展其监测与保护研究, 明确尖峰岭林区中华穿山甲种群数量的动态变化; (5)在海南岛范围内开展中华穿山甲资源调查, 明确该物种在海南的种群数量及分布等情况。     

内蒙古大兴安岭南麓东北马鹿种群现状调查北大核心CSCD

我国东北地区的马鹿(Cervus elaphus)在内蒙古大兴安岭南麓的生态系统中占有重要位置,栖息地环境恶化以及人类活动干扰等因素严重影响了马鹿种群的生存状态。本文于2019至2020年采用样线法和粪堆计数法对内蒙古大兴安岭南麓野生马鹿种群恢复现状开展调查,估算其种群密度及数量。结果显示,与10年前相比,黄岗梁、白音敖包、大冷山、赛罕乌拉、乌兰坝和高格斯台的马鹿种群密度均有显著增长(P<0.05),研究区域现有马鹿总数量约为(9644.2±1378.6)头,种群密度(2.5±0.9)头/km^(2)。本次调查从种群密度、数量及增长率等方面探讨了进一步促进马鹿种群恢复的措施,为改进大兴安岭南麓马鹿保护工作提供科学指导。     

新疆卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区夏季蒙古野驴适宜生境与种群数量评估

蒙古野驴(Equus hemionus hemionus)是亚洲内陆荒漠、半荒漠和荒漠草原区域的代表性物种。开展其种群数量调查和适宜生境研究可以为该物种的保护管理提供科学决策依据。本研究于2018和2019年夏季,采用样线法对新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区蒙古野驴的地理分布现状和种群数量进行了调查,采用Distance 7.0软件估算了蒙古野驴的种群密度和数量,并通过MaxEnt模型分析筛选环境变量,确定保护区蒙古野驴的适宜生境及其主要影响因子。结果表明: 调查中发现蒙古野驴718群、共4782头,有效分布位点363个。夏季蒙古野驴适宜生境主要位于保护区的中东部,面积为6737.5 km²,占整个保护区的45.4%,估算保护区夏季蒙古野驴的种群密度为(0.5±0.1)头·km^-2,保护区内蒙古野驴种群数量为(3246±575)头。MaxEnt模型的预测准确性较高,AUC的平均值为0.890。影响蒙古野驴分布的主要环境因子依次为: 距水源点距离、植被类型、距人类活动区距离、距G216国道的距离、海拔和最干季的降水量。最后,从水源点保护、核心区调整、野生动物通道监测和交通建设4个方面,对蒙古野驴种群的保护管理提出了建议。     

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。     

种群密度调查——标志重捕法的模拟实验

种群密度是生物种群最基本的数量特征．标志重捕法是估算动物种群密度的常用方法．在野生动物保护、农林业害虫、害兽的监控与防治、渔业资源的评估、利用与保护上有重要应用。鉴于在中学现有条件下。对兽鸟鱼虫进行实际的标志重捕实验难以展开,在新课程教学实践中,我们反复研究了几种版本中标志重捕法的说明,设计并实施了如下标志重捕法的模拟实验,教学效果反馈很好。     

高山姬鼠种群数量动态及预测预报模型

为了摸清高山姬鼠种群数量变节变动规律,探讨其种群数量预测方法,采用夹夜法调查逐月捕获率,用捕获率为预测指标,建立种群数量预测预报模型。对1996-2008年贵州省大方县高山姬鼠种群数量动态及种群数量进行分析预测,结果表明:高山姬鼠主要分布于稻田、旱地耕作区,是大方县农田害鼠优势种,占总鼠数的62.32%。10a平均捕获率为(2.58±1.27)%,全年种群数量变动曲线呈单峰型,各年度种群数量的变化曲线基本相似,一年内种群数量在6月份出现1个数量高峰,平均捕获率达(4.63±3.03)%。不同年度、不同月份、不同季节之间种群数量存在显著差异。根据历年高山姬鼠种群数量变动幅度及发生危害情况,结合当地鼠害防治指标,制定了高山姬鼠种群数量分级标准。分析1996-2008年高山姬鼠数量高峰期前各月捕获率、种群繁殖参数(性比、怀孕率、胎仔数、睾丸下降率、繁殖指数)与数量高峰期6月种群密度的关系后发现,4月份种群数量基数与6月份种群密度之间相关极显著,运用回归分析方法,建立了应用4月份种群数量基数(X)预测数量高峰期6月份种群密度(Y)的短期预测预报模型:Y=1.7558X+0.1442,可提前2个月预测当年数量峰种群密度和发生程度,经回测验证,数值和数量级预测值与实测值基本相符,数值预测和数量级预测平均吻合率为92.84%、100.00%,结果比较准确,故该预测预报模型具有一定的实用性和可行性。     

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

20年来, 红外相机技术在国内外野生动物研究、监测与保护中得到了广泛应用。基于红外相机技术, 我国在野生动物生态学研究、动物行为学研究、稀有物种的探测与记录、动物本底资源调查、生物多样性监测及保护地管理与保护评价等领域取得了众多成果。目前, 数学模型、统计分析方法和新的概念正在促进红外相机技术在野生动物监测研究与保护管理中的发展和推广应用。同时, 随着红外相机技术的成熟、成本降低和应用普及, 这一技术也将会被更多的野生动物研究人员、管理人员和自然保护区管理者所采用, 并成为全国各级保护地和区域生物多样性监测研究的关键技术和方法。今后, 建立并完善系统化的监测网络和数据共享平台、开发新一代的数据分析方法与模型, 将是此项技术进一步发展和应用的主要方向。     

湖北省神农架林区野猪分布与传播非洲猪瘟风险分析

野猪是非洲猪瘟(ASF)传播的重要媒介,神农架林区野猪种群数量高、分布广,调查野猪分布对ASF防控有着重要意义.本研究首先通过布设红外相机117台、样线287条调查神农架林区野猪实体和痕迹位点后,应用最大熵模型预测林区野猪分布,再根据野猪、居民区、交通要道的空间分布数据,应用核密度估计法分析神农架林区各地野猪传播ASF...