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周永祥刘建泉周多良吴昊杨晓梅王天晖薛亚东
（1甘肃安南坝野骆驼国家级自然保护区管护中心，阿克塞 736400）（2中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所，生物多样性保护国家林业和草原局重点实验室，北京 100091）
水源被认为是干旱荒漠地区影响野生动物分布和活动的主要因素(Richet al.,2019)。因此修建人工水源点成为荒漠地区野生动物管理和保护的一个主要手段(Grant and Saito,2013)。在水源稀缺的荒漠或半荒漠地区，修建人工水源点或维持人工水源点水量终年不断可能带来的水资源浪费，一直存在争议(Krausmanet al.,2006)，如果这些措施对野生动物不能起到有效的作用，代价将是极其昂贵的。因此荒漠地区珍稀濒危有蹄类人工水源点的修建，应先进行其利用水源点分布、水源利用频率和季节性利用差异以及相关因素的研究(Aldermanet al.,1989;Cain IIIet al.,2006,2008)，具体水源管理措施的制定应依据动物对水源利用情况的评估来进行设计和实施(Huntsingeret al.,2017)。在水源稀缺的荒漠或半荒漠地区，水源点是野生动物活动的热点区域，在水源点使用红外相机或视频监控，为研究干旱荒漠地区不同物种水源利用规律(Xueet al.,2015)，以及探索荒漠地区动物的竞争和共存机制提供了可能(Xueet al.,2018;Connollyet al.,2021)。
野骆驼(Camelus ferus)被世界自然保护联盟(IUCN)列为极度濒危物种(Hare,2008)，我国也将野骆驼列入国家一级重点保护野生动物名录。目前世界上野骆驼的野外种群约1 000峰(Hare,2008)。为应对自然环境和气候变化，保障野骆驼等野生动物的饮水，野骆驼保护区重点开展了人工水源点建设和管理工作。为揭示人工水源点的野生动物利用特征，本研究利用视频监控数据，统计了人工水源点访问物种的组成及其频率，重点分析了主要保护对象野骆驼在人工水源点的活动规律和季节差异。本研究为进一步揭示野骆驼行为生态习性、保护区人工水源管理和监测方法应用提供了科学依据和建议。
1.1 研究区概况
甘肃安南坝野骆驼国家级自然保护区(以下简称：安南坝保护区)位于甘肃省酒泉市阿克塞哈萨克族自治县境内西部，地处阿尔金山北麓、库姆塔格沙漠南缘，地理位置介于北纬39°02′~39°47′，东经92°20′~93°19′，总面积3 960 km2。保护区位于“库姆塔格生物多样性保护优先区域”，属于典型的荒漠生态系统类型，年降水量仅67.9~83.4 mm，年蒸发量则达到2 914.9 mm。降雨主要集中在6—9月，空间分布极不均衡，主要分布在保护区南部的阿尔金山北麓区域，保护区北部的戈壁沙漠区域极端干旱。保护区共有脊椎动物22目55科216种，其中国家一级和二级重点保护野生动物分别有8种和31种，保护区的主要保护对象是野骆驼及其栖息地，保护区域内荒漠植被较好，是库姆塔格沙漠地区野骆驼栖息地和繁殖地的重要组成部分(刘建泉等，2019)。
受地形和降水影响，安南坝保护区内自然水源多分布在阿尔金山北麓区域，是野骆驼、岩羊(Pseudois nayaur)、鹅 喉 羚(Gazella subgutturosa)、雪豹(Panthera uncia）、狼(Canis lupus)等物种水分补充的重要来源。保护区北部自然水源极为稀缺。黄羊沟人工水源点位于保护区西北部，是野骆驼出现较频繁的区域，该人工水源点建于2018年，从46 km以外的安南坝河引水修建，饮水池为边长20 m的正方形碟状式涝池，容积500 m3，距东面最近的大红山双岔沟季节性泉眼直线距离为22 km，距西面最近的胡杨泉季节性泉眼直线距离为30 km(图1）。受降水量的影响，季节性泉眼年出水量十分有限，胡杨泉在降水量大的情况下，一年中约8个月有水出露，大红山双岔沟最多3~5个月，而黄羊沟人工水源点保持一年不断流。
图1 甘肃安南坝野骆驼国家级自然保护区水源点分布Fig.1 The distribution of water sources in Gansu Annanba Wild Camel National Nature Reserve
1.2 视频监控
2020年8月，安南坝保护区在黄羊沟人工水源点旁边安装了一套雷达自动追踪监测设备，对野骆驼及其他野生动物在人工水源点的活动进行监测。在300 m监测范围内，只要有物体出现或移动，雷达追踪器便利用红外热成像原理自动锁定目标，通过云台自动调整摄像焦距，以获得最佳成像，并进行有效的跟踪录像和信息保存，拍摄视频的截图(图2)。前端监测设备包括自动追踪系统、监测系统和供电系统三部分。其中自动跟踪系统和监测系统安装在饮水池以南30 m、高10 m的小山头上，可避免摄像逆光，且满足以饮水池为中心左右各45°的雷达自动追踪范围。
图2 视频监控设备记录到的物种照片Fig.2 Species photos recorded by video surveillance
1.3 数据处理与分析
选取2020年8月12日至2021年8月11日共计533条视频记录进行处理分析。人工鉴定每段视频的出现物种、出现日期、出现时间、离开时间和物种数量。物种的鉴定主要参考《中国兽类野外手册》(Smith和解焱，2009)和《中国鸟类野外手册》(约翰·马敬能等，2000)，物种保护等级参考《国家重点保护野生动物名录》(中国野生动植物保护司，2021)。在处理连续记录时，为降低同一物种的自相关，按30 min的间隔，做独立记录统计(Yasuda,2004;Michalski and Peres,2007)。
为了解野骆驼在人工水源点停留时长和群体大小的关系，首先采用单样本K-S检验方法(One-sample Kolmogorov-Smirnov test)对野骆驼在人工水源点停留时长和群体大小数据进行正态性检验，对符合正态分布的样本利用皮尔逊(Pearson)相关系数进行相关性分析，如不符合正态分布，则利用斯皮尔曼(Spearman)相关系数进行相关性分析。将研究期划分为4个季节：春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12月至次年2月)，利用单因素方差分析(ANOVA)或Kruskal-Wallis检验比较各个季节野骆驼在人工水源点停留时长、群体大小的差异。同时也选取野骆驼群体在人工水源点停留时长的平均值、最大值和最小值，以及野骆驼群体大小平均值、最大群和最小群为参考指标。
为分析野骆驼访问人工水源点的年活动规律，统计了各个月份野骆驼出现在人工水源点的视频数和出现天数，考虑到各月的总天数并不一致，使用各月野骆驼出现天数占一年出现总天数的百分比，作为野骆驼各月人工水源利用强度的指标。为分析野骆驼访问人工水源点的日活动规律，参照陈尔骏等(2022)和谢培根等(2022)的研究，利用核密度估计法(Ridout and Linkie,2009;Meredith and Ridout,2016)对野骆驼不同季节和全年的日活动规律构建模型，相关做图和分析利用R软件的“overlap”程序包(Meredith and Ridout,2016)。野骆驼访问人工水源点的年活动规律和日活动规律均基于独立记录进行分析。
2.1 人工水源点访问物种的组成
数据经处理，共获得独立视频299条，其中，野骆驼的记录最多，达到205条，鹅喉羚的记录次之，其他物种均为个位数记录。记录到14个物种，其中兽类7种，鸟类7种；
国家重点保护野生动物11种(一级5种，二级6种)。兽类主要包括野骆驼、鹅喉羚、狼、赤狐(Vulpes vulpes)、雪豹、猞猁(Lynx lynx)等；
鸟类主要包括金雕(Aquila chrysaetos)、秃鹫(Aegypius monachus)、棕尾鵟(Buteo rufinus)、游 隼(Falco peregrinus)、猎 隼(Falco cherrug)、赤麻鸭(Tadorna ferruginea)、绿头鸭(Anas platyrhynchos)等(表1)。记录到的兽类中，除鹅喉羚只在白天出现外，其他兽类白天和夜间均有活动，所有鸟类均为白天的记录。
表1 甘肃安南坝野骆驼国家级自然保护区人工水源点视频记录的兽类和鸟类Table 1 Mammal and bird species recorded at artificial water source in the Gansu Annanba Wild Camel National Nature Reserve
2.2 野骆驼在人工水源点停留时长和群体大小
野骆驼个体或群体在人工水源点的平均停留时长为(15.66±15.35)min，群体大小为6.82±7.01。一年中，野骆驼在人工水源点停留时间最长的一次记录在8月，在饮水池停留了190 min，该群野骆驼数量为17峰。记录到的最大一群野骆驼有37峰，出现在7月25日和28日，在人工水源点分别停留了34 min和21 min(表2)。相关性分析表明，野骆驼群体大小与在人工水源点停留时长有显著的相关性(r=0.444,n=205,P＜0.001)，两者之间存在正向的中等相关关系(图3)。
图3 野骆驼在人工水源点停留时长与群体大小的相关性Fig.3 Correlation scatter plot of wild camel residence time at artificial water source and population size
表2 不同月份野骆驼在人工水源点停留时长和群体大小(表中平均值均为mean±SD)Table 2 Residence time and population size of wild camel at artificial water source in different months
不同季节野骆驼在人工水源点的平均停留时长无显著差异(F=7.24,df=3,P＞0.005)，分别为春季17.00 min、夏季15.01 min、秋季15.19 min、冬季18.80 min；
不同季节野骆驼在人工水源点活动的群体大小平均值有显著差异(F=13.58,df=3,P＜0.005)，从大到小依次为：秋季8.50峰、夏季6.68峰、冬季6.06峰、春季3.48峰。
2.3 野骆驼访问人工水源点的年活动规律
从整年的利用强度来看，8月是野骆驼利用人工水源的高峰期(图4)，几乎每天都有野骆驼来饮水，而且8月获取的视频数也最多。按季节，春季野骆驼人工水源点平均利用强度为17.35%，夏季为57.31%，秋季为51.79%，冬季为19.32%。野骆驼人工水源点利用强度由强到弱依次是夏季＞秋季＞冬季＞春季。
图4 不同月份野骆驼利用人工水源点的年活动规律Fig.4 Monthly variation of annual activity patterns of wild camel at artificial water source
2.4 野骆驼访问人工水源点的日活动规律
基于野骆驼的205次独立记录，分析野骆驼利用人工水源的日活动规律，结果表明，野骆驼利用人工水源点的日活动规律呈明显的单峰型，活动最高峰出现在12:00。其利用强度从日出开始逐渐增强，12:00后逐渐降低。除秋季野骆驼有两个活动高峰外，其他3个季节的日活动规律均表现出明显的单峰型，但是冬季和春季的活动高峰稍晚于12:00(图5)。
图5 不同季节野骆驼利用人工水源点的日活动规律Fig.5 Seasonal variations of daily activity patterns of wild camel at artificial water source
荒漠地区的水源十分宝贵，人工水源的修建和管理需要开展科学的评估。此次对安南坝保护区人工水源的监测表明，共计有14个物种出现在人工水源点，该处人工水源已成为野生动物活动的热点地区。保护区的主要保护对象野骆驼对人工水源的利用程度最高，一年中有133 d到访。独立视频数表明，野骆驼是人工水源点的优势物种，这与自然水源点的监测结果一致(薛亚东等，2014)；
鹅喉羚是人工水源点独立视频数仅次于野骆驼的有蹄类；
雪豹、猞猁等较为罕见的食肉动物均在该人工水源点出现，但独立视频数较少，一定程度反映了这些物种在保护区内的种群现状。尽管夏季蒸发量大，但维持水源的水量终年不断，尤其是夏季维持该处人工水源的存在至关重要。保护区人工水源点的建设，对于野骆驼在内的珍稀濒危有蹄类的保护起到了积极的作用。
与罗布泊野骆驼保护区基于自然水源的监测结果相比，野骆驼在自然水源与人工水源处的日活动规律均呈明显的单峰型，而野骆驼在人工水源处表现出与自然水源不同的年活动规律。在自然水源，野骆驼夏季利用强度最低，活动高峰出现在4月和10月(Xueet al.,2015)，而人工水源处，野骆驼夏季利用强度最高，且一年中的高峰出现在8月，这是由于夏季的高温是野骆驼水分需求最高的季节，该处人工水源点提供了稳定和大量的水，且易于到达，因此该区域的野骆驼倾向于在夏季较多利用该处人工水源。自然条件下，野骆驼夏季优先利用高含水量的植物、降雨过后戈壁滩上的残留水等易于获取的水分(Naidooet al.,2020)，因此，对山地的自然水源点依赖程度较低。由于人工水源出水量的稳定性，野骆驼在人工水源点的停留时长为15.01~18.82 min，并不因季节变化而变化。与薛亚东(2014)基于自然水源点的红外相机视频数据进行对比，野骆驼在人工水源点的月平均群体大小显著高于自然水源点。基于视频监控记录到的最大种群(37峰)，也高于基于红外相机视频记录的最大种群(30峰)，这主要是监测设备不同造成的。相对于本研究的视频监控设备，红外相机探测距离短，角度小，对于大群体野生动物和长时间活动行为记录不够准确或者不能胜任；
视频监控探测距离远、观测角度大，能较为全面地记录和观测目标物种群体大小和活动行为等特定信息。两种监测设备结合使用，有助于更为全面地开展野生动物生物学及生态学研究。
该研究摸清了野骆驼对人工水源的利用规律，为科学制定保护区水源管理计划提供了数据支撑和解决方案。但不容忽视的是，人工水源点建设，尤其是开阔水面的存在，也增加了动物(包括同种动物间和不同物种间)的直接与间接接触。本研究记录到的赤麻鸭和绿头鸭在自然水源点并未监测到(薛亚东等，2014)，这些鸟类有可能会带来一定的疫病传播风险，应作为保护区疫源疫病监测工作着重考虑的问题。同时，应从减少蒸发量的角度进一步优化人工水源点设计，在自然水源点和人工水源点统筹构建长期、有效的红外相机监测体系，将使保护区野生动物水源点建设和管理更为科学。致谢：感谢中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所丛微博士协助制图。
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