无人机遥感的大型野生食草动物种群数量及分布规律研究

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无人机遥感的大型野生食草动物种群数量及分布规律研究

2024-06-18 14:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

陆生野生动物种群数量调查方法按照调查平台可以分为地面调查和遥感调查两大类,其中地面调查是常用方法。1995年—2003年,国家林业局组织开展了全国第1次陆生野生动物资源调查,利用地面调查方法调查了各物种数量、分布和栖息地状况(国家林业局,2009),制定了适用于地面调查的“全国陆生野生动物资源调查与监测技术规程”。吴娱等人(2014)通过地面调查度阿尔金山自然保护区内藏野驴的种群数量与生境选择偏好进行了研究。刘振生等人(2008)通过地面调查对贺兰山岩羊的种群数量与分布规律进行了研。2011年国家林业局又启动了全国第2次陆生野生动物资源调查,仍然采用地面调查方法。地面调查方法的优点是调查人员可以近距离观察野生动物的行为,并可以采集野生动物痕迹样本和食草样本;缺点是效率低、成本高、存在视线遮挡,到达区域受到道路、河流等限制,调查结果可重复、对比性差,难以满足国家对野生动物种群数量的长时间序列动态监测需求。

遥感调查又分为卫星遥感调查和航空遥感调查。卫星遥感应用于野生动物相关研究始于20世纪70年代,但受限于卫星影像的分辨率,迄今为止该方法主要用于野生动物的适宜栖息地面积、产草量、生态容量等方面的监测评估研究(赵海迪 等,2014;刘世梁 等,2014;苏旭坤 等,2014;Viña 等,2008;Ito 等,2006)。航空遥感利用有人机或无人机进行航空拍摄,因其飞行高度可以根据需要进行设计,影像分辨率可以满足野生动物数量调查的要求。国外利用有人机进行野生动物数量调查及相关研究有不少成功案例:Georgiadis等人(2007)利用有人飞机调查了食草动物数量与土地利用、降水、密度与时间上的关系;Ottichilo等人(2001)通过航空遥感数据研究了肯尼亚赛马拉地区野生动物种群数量趋势及影响因素;Stoner等人(2007)通过10年的航空遥感数据评估了坦桑尼亚大型食草动物保护工程的成效;Ogutu等人(2011)通过航空调查认为1977年—2009年马拉地区食草动物种群数量处于下降趋势。与地面调查相比,利用有人机进行野生动物种群数量调查,虽然可自由到达交通闭塞、人类难以进入的区域,样带布设方案不受河流等自然条件限制,但起降手续复杂、噪声大、成本高。

随着遥感、全球卫星定位系统、地理信息系统、微型计算机、移动通信设备等技术的迅速发展,无人机遥感技术发展迅猛。无人机以其成本低廉、操作灵活等优势为野生动物种群数量动态监测开启了新的途径。在大型野生食草动物监测方面已有一定的应用,Chretien等人(2016)利用无人机机载可见光和热红外相机对加拿大魁北克省白尾鹿进行了监测,认为对8 cm分辨率的可见光和热红外两种影像进行解译,能获准确识别白尾鹿;Carr等人(2012)利用无人机机载热红外相机对加拿大安大略湖驯鹿进行了监测研究,认为基于无人机热红外影像和基于DNA标志重捕取样两种方法的调查结果较为相近;Vermeulen等人(2013)利用无人机机载可见光相机对非洲布基纳法索南部狩猎场非洲象进行了拍摄调查研究,结果显示只有非洲象很容易被发现,而其他中小型的哺乳动物则不易被发现。这些利用无人机对大型野生食草动物的监测均属于方法研究,调查面积较小,面积均小于30 km2。将无人机应用于大面积的大型野生食草动物种群数量调查尚未见相关报道。本研究以黄河源玛多县为研究区,通过无人机航拍野生动物调查的方法,估算出了玛多县藏野驴、藏原羚和岩羊,以及家牦牛、藏羊和马的种群数量。并在此基础上,研究了大型野生食草动物的密度与分布规律。本研究为黄河源区野生动物保护,制定草地资源保护和利用方案,维护草地生态系统良性循环提供了科学依据。可以为今后野生动物调查提供了一种有效、可靠的技术途径。

玛多县在20世纪70年代水草丰美,畜牧业发达,曾是全国闻名的富裕县。但由于人类活动和气候变化的共同影响,近30年来玛多县生态系统的严重退化,草场退化与沙化加剧,草原鼠害猖獗,水土流失严重,沼泽和湿地面积萎缩,野生动物种群数量减少,是三江源区生态系统退化最为严重的县份(刘纪远 等,2008;邴龙飞 等,2011;邵全琴 等,2011;黄麟 等,2011;张帅 等,2008)。2005年,国务院批准实施了“三江源自然保护区生态保护和建设”总体规划,玛多县扎陵湖—鄂陵湖保和星星海分别被划为国家自然保护区,成为了三江源生态建设的重点区域。经过三江源一期生态工程的建设,生态系统退化得到了遏制,野生动物种群数量明显恢复,玛多县尤为明显(邵全琴 等,2017;Shao 等,2017)。为了加强对三江源地区生态系统完整性、原始性的保护,2016年建立了中国的第一个国家公园——三江源国家公园。其中,黄河源园区位于玛多县境内,占玛多县国土面积的78.1%(付梦娣 等,2017)。随着生态保护力度的加大,黄河源区野生食草动物种群数量快速增多。当地牧民反映野生食草动物与家畜争食牧草,在一定程度上影响了他们的畜牧业生产。也有人认为野生动物对草地生态系统保护起到了一定的负面影响。然而,该地区大型野生食草动物种群数量到底有多少,分布规律如何,对草地生态系统的影响到底多大?这是国家有关部门和地方政府的迫切需求。搞清玛多县大型野生食草动物种群数量,可以正确估算草畜平衡,制定合理的野生动物保护和草地保护措施,对三江源自然保护区和国家公园建设具有重要意义。



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