基于自动相机技术的兽类监测及狍栖息地选择研究

摘要

2013年10月至2014年12月，在吉林长白山国家级自然保护区，利用自动相机监测和大样方样线调查法，对兽类物种多样性和种群相对丰富度进行调查，以期对不同布设方法的兽类多样性监测进行有效性评估。而且，尝试以狍为例，探索应用自动相机监测数据对兽类物种生境需求分析的应用。
　　采用了2种空间尺度设计的自动相机监测调查方法，即:公里网格和公顷网格。通过对相同研究区域的重复调查，来估计物种多样性和动物种群的密度。1）本次自动相机监测持续14个月，累计监测584台次，监测26200捕获日，共完成12个30km2监测样地（公里网格），9个50 hm2监测样地（公顷网格），完成了针阔混交林、红松阔叶林、落叶松林、暗针叶林等林型的调查，所拍摄兽类的独立有效照片共计2096张。两种布设方法合计监测到8科18个兽类物种，其中野猪（Sus scrofa）的相对丰富度最高，其次为狍(Capreolus pygargus)和紫貂（Marteszibellina）、但棕熊（Ursus arctos）仅有1次记录;2）冬季大样方样线调查共计完成3个20 km2大样方，样线调查共观察到兽类足迹335条，共鉴定兽类6科9种。相对足迹遇见率统计表明，狍的相对密度最高，其次为野猪、紫貂、马鹿(Cervus elaphus)、梅花鹿(Cervus nippon)等，猞猁(Felis lynx)和青鼬(Martes flavigula)的相对足迹遇见率较低;3）将2种相机监测方法与冬季大样方样线调查结果进行比较表明，3种方法对于大中型兽类都能相似地反映物种的相对丰富度，自动相机法监测到的兽类物种的数量明显高于样线法。但对于物种种群相对丰富度的评估，大样方样线法和自动相机公里网格监测法对于物种种群的相对丰富度结果较一致，但公顷网格监测方法结果偏高，可能是同一个个体被不同的自动相机多次重复拍摄到而引发的空间自相关造成的。因此，应用自动相机的公里网格监测野生兽类既能监测兼顾物种数量的监测，同时较好地估计单一种群的相对丰富度。
　　基于自动相机捕获的狍影像在各自动相机空间布设位点上的出现和不出现数据，应用占有模型(Occupancy Model)来分析其栖息地的选择特征，以期揭示自动相机监测数据支持下狍对栖息地的选择规律和对其栖息地管理上的作用。研究结果表明，1）影响自动相机探测概率的栖息地因子主要为坡向，随着坡向的增加，探测概率也在增加，呈现出正效应;2）影响狍栖息地的占有概率的因子主要有坡向、坡度、距河流距离和红松阔叶林型等，其中距河流距离和红松阔叶林型为正效应。坡度和破向为负效应;3）狍回避坡度陡峭的生境类型，而偏好那些坡度平缓、食物丰富、采食容易的低海拔的阔叶林带和红松阔叶林带区域。
　　长白山保护区物种资源十分丰富，是我国东北地区最大的天然物种基因库，尤其是兽类资源，其变化趋势将直接影响周边地区的兽类多样性。对于长白山保护区的兽类资源应加强物种多样性和种群丰富度分布变化的长期监测，并应针对每一物种进行栖息地选择的分析，了解每个物种的栖息地需求，进而采取相应的保护管理措施。通过本项研究表明，自动相机监测技术对于监测物种多样性和种群丰富度变化，以及进行物种的栖息地需求分析等工作都非常好的应用前景。

目录

摘要

1 绪论

1．1 兽类多样性的监测方法

1．2 自动相机技术应用研究现状

1．3 基于自动相机监测数据的占有模型方法

1．4 基于自动相机的占有模型分析

1．5 本研究主要拟解决以下3个科学问题

2 研究地区概况

2．1 地理位置和范围

2．2 地形地貌

2．3 气候和水文条件

2．4 植物资源

2．4．1 阔叶柞树林带

2．4．2 红松阔叶林带

2．4．3 暗针叶林带

2．4．4 岳桦林带

2．4．5 高山苔原带

2．5 动物资源

2．6 人类活动和道路交通

3 基于自动相机技术的兽类物种多样性和丰富度研究

3．1 研究方法

3．1．1 自动相机监测方案

3．1．2 自动相机照片数据的存储

3．1．3 自动相机照片数据的利用

3．2 兽类大样方样线调查

3．2．1 大样方调查法

3．2．2 调查样方面积大小的确定

3．2．3 野外调查

3．2．4 大样方调查数据统计分析

3．3 结果

3．3．1 两种自动相机监测方法和分布统计

3．3．2 兽类物种组成及相对丰富度指数

3．3．3 大样方样线调查

3．3．4 3种调查方法的物种数量和丰富度比较

3．4 讨论

3．4．1 自动相机和大样方样线法结果比较

3．4．2 公里网格和公顷网格的比较

4 基于自动相机技术的狍栖息地选择

4．1 研究方法

4．1．1 自动相机数据预处理

4．1．2 环境协变量的提取和筛选

4．1．3 数据矩阵的建立和导入

4．1．4 占有模型分析

4．2 结果

4．2．1 模拟方程结果

4．2．2 狍的占有概率和微生境的选择

4．2．3 长白山狍分布概率空间预测

4．3 讨论

4．3．1 数据合并对占有模型分析结果的影响

4．3．2 环境协变量标准化顾序的影响

4．3．3 狍在景观尺度对林分结构的选择

5 结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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