西南山地红外相机监测网络建设进展

中国西南山地是全球生物多样性热点区。西南山地红外相机监测网络是我国生物多样性监测的区域性红外相机网络之一。该网络由北京大学牵头,始建于2002年,合作单位包括科研院所、高校、保护组织、政府部门、保护地管理机构等。网络主要覆盖青藏高原东缘大横断山区域的秦岭、岷山、邛崃山、相岭、凉山、沙鲁里山、云岭7大山系。网络内目前共有41个监测样区,包括自然保护区、社区保护地、林场等多种类型。网络内监测样区均采用标准的网格化布设规程,采取统一数据结构与数据库结构、建立离散式数据库进行分散管理的总体架构,所有监测样区的数据库保持一致的结构和统一的核心字段,由每个监测样区建立并维护各自独立的数据库。截至2019年12月,网络内布设有效调查/监测位点5,738个,已处理数据中调查工作量(以有效相机日计)合计约120.74万天,积累红外相机照片/视频(删除连续空拍后)302.59万份,另有111.16万份待处理。共记录到分属7目21科的63种野生哺乳动物与分属10目35科的182种野生鸟类物种,其中国家一、二级重点保护野生动物分别有18与39种。西南山地网络今后的重点工作方向包括:(1)基于通用元数据结构建立统一的在线数据库平台;(2)加强网络内保护地数据管理与分析能力建设;(3)为区域内生物多样性保护与保护地管理提供持续支持;(4)针对野生动物种间关系、群落构建机制以及大型食肉动物的生态功能开展深入的动物生态学研究。

基于红外相机的中国兽类多样性监测现状分析

为在全国整体宏观尺度下,总结我国各省(自治区、直辖市)基于红外相机技术对兽类物种多样性与地理分布的研究现状,明确研究空白或较少区域,从而为制定相对的保护监测与管理计划提供依据。采用文献检索法,系统收集各国学者在中国境内基于红外相机的野生动物多样性调查研究的相关文献,并分类整理。结果显示:全国红外相机共记录到至少208个野生兽类物种,隶属于11目37科,占全国兽类物种总数的30.06%。目前我国兽类红外相机监测研究基本已经覆盖全国,全国34个省(自治区、直辖市)中已有32个省(自治区、直辖市)有基于红外相机的兽类物种调查记录,但多集中于西南地区和东北地区。综合我国各省(自治区、直辖市)研究点数量、文献数量和红外相机已记录兽类物种占该省总物种数的比例等方面来看,重庆、辽宁、江苏、福建、内蒙古、台湾、上海含有潜在的调查价值。我国基于红外相机技术的兽类多样性监测还有一定的完善空间,需要开展更系统、更深入的监测研究。

5G红外相机在中国自然保护区保护监测中的应用

目前,红外相机在自然保护区保护监测中得到广泛应用,但其在监测方面存在明显缺陷。随着技术的进步以及5G网络的构建,传输速率高、低时延的5G红外相机开始逐步在自然保护区得到应用,极大地提高了工作效率,减轻了工作强度。为了监测和保护生物多样性,分析了5G红外相机在动植物物候观察、监控安防和野生动物保护监测中的应用。

中国野生动物红外相机监测网络建设进展与展望

自20世纪90年代以来,红外相机技术在野生动物调查、研究与监测中逐渐得到了广泛的应用(李晟等,2014)。我国的红外相机应用与国际同步,在过去10年间快速发展,目前已成为地栖大中型兽类与鸟类多样性监测中应用最为广泛的技术之一(李晟等,2014;朱淑怡等,2017),为我国野生动物的生物多样性编目、监测提供了大量的实地观测数据(肖治术等,2014;肖治术,2019)。截至2019年底,我国已建立十多个区域性或全国性红外相机监测网络或监测平台。本期汇总了其中10个监测网络的文章,详细描述了各网络的建立历史、覆盖区域、监测目标等基本信息,统计了各网络截至2019年的调查工作量、数据量以及记录到的兽类、鸟类物种名录,并总结了各自的主要监测成果,对后续的重点工作方向进行了梳理。

西南纵向岭谷区兽类及雉类红外相机监测平台:方案、进展与前景

纵向岭谷区地处我国西南部,是以南北走向为主的山系河谷区。纵向山系、河谷的特殊环境格局的"通道–阻隔"作用及其关联效应使其成为动物南来北往的重要生态走廊和东西扩散的阻隔,孕育着孟加拉虎(Panthera tigris tigris)、滇金丝猴(Rhinopithecus bieti)、怒江金丝猴(R.strykeri)、高黎贡白眉长臂猿(Hoolock tianxing)、西黑冠长臂猿(Nomascus concolor)、扭角羚(Budorcas taxicolor)等珍稀濒危哺乳动物。西南纵向岭谷区兽类及雉类红外相机监测平台始建于2011年,由中国科学院昆明动物研究所牵头。监测区主要覆盖西藏东南部的墨脱地区、高黎贡山、芒市、铜壁关、碧罗雪山、白马雪山、普达措、无量山、哀牢山、澜沧勐矿、西双版纳勐养子保护区和黄连山。目前已建立35个监测样区,包括自然保护区、国家公园、非保护地等多种类型。截至2019年12月,共完成803个红外相机监测位点的调查和监测。有效相机工作日约37.92万天,获得独立有效照片26.99万张。共识别出7目20科60种大中型野生哺乳动物和15种雉类,包括国家I级重点保护野生动物22种,国家II级重点保护野生动物27种,IUCN受威胁物种24种,《中国脊椎动物红色名录》受威胁物种41种。建议今后加强对孟加拉虎、亚洲象(Elephas maximus)等旗舰动物的监测,服务国家公园规划和生物多样性保护,深入研究人类活动对大中型哺乳动物群落的影响。

四川老河沟保护地2011-2015年野生动物红外相机监测数据集

红外相机技术目前已成为调查、记录陆生大中型兽类和地栖鸟类的最有效方法之一,为自然保护地的生物多样性编目、野生动物本底调查提供了可靠的数据基础。老河沟保护地位于四川省平武县,地处岷山山脉中段,面积110 km^(2),是大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)、川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)、红喉雉鹑(Tetraophasis obscurus)等珍稀濒危野生动物的自然栖息地。本文汇总、整理了老河沟保护地2011–2015年的红外相机监测记录,提供了完整的红外相机监测数据集。数据集包括红外相机有效位点130个,海拔跨度1,317–3,265 m,总有效相机工作日10,185 d。红外相机拍摄记录159,694条,其中兽类记录91,839条,独立有效照片3,017张,包括分属5目15科的野生兽类28种;鸟类记录37,775条,独立有效照片1,311张,包括分属7目19科的野生鸟类60种;两栖类记录8条,独立有效照片2张,包括1目1科1种;家畜记录47条,独立有效照片5张。

基于红外相机网络促进我国鸟类多样性监测:现状、问题与前景

近20年来,红外相机调查技术在我国生物多样性监测与野生动物研究中得到了广泛应用。已有的红外相机调查不仅关注哺乳动物类群,而且也记录到了大量鸟类物种,但大多被作为兽类监测中的兼捕(by-catch)记录。我们系统检索并收集了1992年以来,在我国使用红外相机技术的野生动物监测与研究所发表的学术文献、会议报告、新闻报道和部分未发表数据集共230篇(份),从中提取并汇总鸟类物种与分布记录。结果显示,全国通过红外相机技术共记录到至少393个鸟种,分属17目56科,占全国鸟类物种总数的28.67%,其中雀形目物种数最多(268种)。在科的水平上,记录到物种数最多的分别是鸫科(58种)、画眉科(50种)与雉科(42种);另有23科各仅记录到1个物种。在物种数及探测数方面,地面及林下层活动的森林鸟类均是红外相机记录到的绝对优势类群。已发表的红外相机鸟类记录具有区域性不均衡的特征,四川(16个)和云南(14个)是红外相机调查点最多的省区,而四川(160种)、云南(91种)和浙江(66种)则是记录到鸟类物种数最多的省区。据不完全统计,红外相机共记录到区域性鸟类物种新记录104种(次)。考虑到仍有大量红外相机调查中的鸟类记录被忽视或未及发表报道,我国红外相机所记录到的实际鸟类物种多样性应该更高。这些结果表明,红外相机技术在我国鸟类多样性监测和区域性编目工作中具有重要的作用,可以提供高精度、高质量和大数据量的鸟类物种分布数据。对于以鸡形目为代表的地栖鸟类,可以作为目标类群之一纳入现有的基于红外相机技术的标准化长期监测体系,而这样的监测体系也可以为其他鸟类类群的多样性编目和监测提供数据补充和支持。

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。

我国森林动态监测样地的野生动物红外相机监测

自2004年以来的10年中,中国森林生物多样性监测网络（Chinese Forest Biodiversity Monitoring Network,CForBio）参照世界热带森林研究中心（Center for Tropical Forest Science,CTFS）的监测规范和标准在全国陆续建立了至少12个森林动态监测样地（www.cfbiodiv.org/）。这些样地涵盖了我国不同纬度带的主要森林植被类型,已成为我国生物多样性长期监测与研究的重要平台。野生动物多样性是各个样地的重要监测内容,2009–2013年陆续有7个样地采用红外相机技术来监测兽类和地面活动鸟类的多样性。

大熊猫国家公园的地栖大中型鸟兽多样性现状:基于红外相机数据的分析

生物多样性监测是国家公园保护的核心基础。大熊猫国家公园是我国首批5个国家公园之一,系统的保护规划与有效的管理行动均有赖于对区内生物多样性本底、现状与动态的深入了解。为了解大熊猫国家公园范围内兽类与鸟类多样性本底与现状,本研究系统检索了该区域内2005–2020年基于红外相机调查技术的野生动物研究论文、项目报告以及新闻报道,并对区内原有保护地的红外相机监测历史与结果进行了问卷调查。结果表明,2005–2020年期间,在大熊猫国家公园范围内51个保护地的红外相机调查与监测中,共记录到分属6目22科55属的71种野生兽类与分属13目45科132属的232种野生鸟类。在国家公园所覆盖的秦岭、岷山、邛崃山、相岭4大山系中,邛崃和岷山记录到的大中型地栖鸟兽物种多样性最高(均为兽类40种,鸟类12种),相岭最低(兽类25种,鸟类7种)。单个保护地中记录到的大中型地栖鸟兽物种数量与保护地面积、红外相机有效工作日及相机位点的海拔跨度均呈正相关,国家级保护地中记录到的物种数(28±8.3,mean±SD)显著高于省级保护地(19±8.9)。在大熊猫国家公园内共记录到猫科与犬科的4种大型食肉动物,即豹(Pantherapardus)、雪豹(P.uncia)、狼(Canislupus)和豺(Cuonalpinus),主要来自于秦岭山系和邛崃山系,而国家公园内的岷山山系则没有记录到大型食肉动物,相岭山系中仅有1次狼的记录。本研究结果显示,大熊猫国家公园内前期已经建立起的自然保护地网络与红外相机监测体系已积累大量区内野生兽类与鸟类的基础数据,为国家公园的试点与建设提供了生物多样性编目与监测方面的可靠本底。在这些前期工作的基础上,大熊猫国家公园应进一步规划、建设标准化的野生动物监测体系,为今后国家公园的管理决策、成效评估提供坚实的科学支撑。