红外相机技术在野生动物研究与保护中应用案例

在野生动物研究领域，红外相机技术是红外触发相机陷阱技术(infrared-triggered camera-trapping)的简称，也被称作红外触发拍摄技术(infrared-triggered photography)，通常也被简称为红外相机技术。

该技术是相机陷阱调查技术(camera-trapping)中的一类,是指使用红外感应设备在无人在场操作的情况下，自动拍摄野生动物的静态照片或动态影像的技术与方法。

红外相机装置的核心部件是红外/热传感器。根据红外传感器工作原理的不同，可以把红外相机分为被动式和主动式两种。通常，广义的红外相机技术还包括相关的相机数据分析方法、模型和原理框架。

红外相机的前身为采用多种机械方式(绊绳、踏板等)触发的相机陷阱(camera trap)，其历史可以追溯到19世纪末20世纪初，用来拍摄和记录野生动物。

20世纪90年代中期以后,采用红外传感器的相机陷阱被摄影家、生物学家、猎人等越来越广泛地用于各个领域。2005年前后，数码照相技术与红外相机技术相结合，生产出了新一代数码红外相机装置，性能得到*提升，有力地促进了其在野生动物研究中的应用。2010年之后，数码红外相机的性能得到进一步完善，价格也大幅下降，被广泛应用于野生动物种群监测、多样性调查、种群密度评估等科研和保护工作。

（1）野生动物本底资源调查

红外相机装置隐蔽和能够持续工作的特点使其十分适合用于探测活动隐秘、数量稀少的动物。近年来红外相机被越来越广泛地应用于自然保护区和偏远地区的生物多样性本底调查，作为野外调查的重要手段之一，记录这些区域内生活的大中型兽类和大型地栖鸟类的情况。

（2）动物行为学研究

红外相机能够在野外24h不间断地持续工作，因此在野生动物的行为学研究中，被用来评估雉类、小型食肉类和有蹄类等多种动物的活动节律和时间分配。

（3）种群及群落参数估计

3.1种群数量及密度

3.2种群相对多度

3.3占有率

3.4群落内物种丰度

3.5群落动态

（4）生物多样性监测与保护管理

我国各级自然保护区和其他保护地(protected area)是我国生物多样性保护的重要区域,而对这些保护区内野生动物进行清查和长期监测,是各级自然保护区的重要职责之一。相比传统监测手段，红外相机调查可以提供更为准确的数据和更为丰富的信息，例如动物出现的具体时间、先后次序和社会结构等。通过将红外相机调查技术与传统监测方法的整合，新的监测体系在工作效率、成本花费、数据质量和数据深入挖掘的潜力等方面都可以得到相当程度的改善。

（5）猫科动物专项调查与研究

猫科动物的调查研究是当前红外相机技术应用*为成功的领域之一。相机陷阱技术在发展早期,就已被用于虎的拍摄和调查上(Champion,1927)。目前，红外相机技术已经广泛应用于世界范围内的猫科动物物种调查。猫科动物每个个体身体上的斑点或者条纹图形都是独一无二的,可以识别出个体，再结合“标记–重捕”模型来有效估算种群密度和种群生存参数等信息，这是红外相机技术能在该领域获得广泛成功应用的主要原因之一。

随着红外相机技术的快速发展，该技术首先在确定雪豹、印支虎、远东豹、东北虎、华北豹、云豹(Neofelisnebulosa)、亚洲金猫(Catopumatemminckii)、荒漠猫的存在与分布调查中得到成功应用，并被用于系统评估西南地区各山系猫科动物及其猎物的分布现状。

目前，红外相机技术在虎、豹、雪豹3种濒危大型猫科动物种群现状、猎物种群资源、捕食者–猎物之间的关系、日活动节律和栖息地生境适宜性评价等研究中已经取得了很大的进展。另外，中国在猫科动物的保护方面开始注重长期生态学研究。例如，自2007年北京师范大学建立的“中俄边界东北虎、远东豹及有蹄类动物多样性长期监测平台”,使用红外相机技术对中国东北虎、远东豹及其猎物开展全面系统的调查，已经逐步获得了这两个珍稀濒危物种在中国境内的种群现状、扩散和定居动态、领域大小等。例如，他们首次报道了东北虎在中国的繁殖行为。

（6）野生动物通道监测与道路交通影响研究

近年来,我国一些区域采用红外相机对野生动物通道利用情况和道路交通对野生动物的影响进行评估与研究。对青藏铁路动物通道的监测表明，藏羚羊(Pantholopshodgsonii)已基本适应了桥梁通道，2007年上迁与回迁全部利用通道，其中可可西里通道利用率*高。另外,青藏铁路大量的小桥也被藏羚羊、藏野驴(Equuskiang)、藏原羚(Procaprapicticaudata)、狼(Canislupus)、沙狐(Vulpescorsac)、高原兔(Lepusoiostolus)等利用。发现大中型食草动物、中小型食肉动物对不同类型通道的偏好性差异不显著，并发现犬科动物喜欢小桥和涵洞。

在道路交通对野生动物的影响评估方面，在毗邻长白山国家级自然保护区的环长白山旅游公路，在穿越巴基斯坦红其拉甫国家公园的中巴喀喇昆仑公路沿线均使用红外相机，调查并监测了公路沿线野生动物的分布与活动情况。现今，国网电力部门运用红外相机技术，成为电线铁塔防鸟综合治理改造工程专项设备。

红外相机技术作为野生动物研究、保护与管理中一项相对较新的工具，其效力和优势在实践中已经得到了充分检验，已在全国范围内被众多的自然保护区、林场、科研院所和高等院校等单位所使用。

随着该技术的快速普及，众多的使用单位和使用者对于调查方案设计、相机的操作规程、数据管理与分析方法的培训产生了巨大的需求。近年来，相关的单位和研究者已经面向红外相机的使用者举办了一系列的培训班和研讨会，对于该技术的普及和推广起到了积极的作用。

在红外相机技术中，设备的更新换代、数据分析方法的创新与发展都非常迅速，因此，加强各研究团队和单位之间的合作交流，推动不同区域、不同单位之间的数据共享，将有力地促进我国相关领域整体研究水平的快速提升。具体的内容可以包括以下方式：建立红外相机研究人员的工作网络，创建不同单位间双边和多边的合作机制，开发新一代基于互联网的红外相机数据库和数据平台，设立不同数据集之间交换的元数据标准和数据共享协议。

随着更多的科研力量与资源的投入，以及更长时间的数据与经验的积累，以红外相机为技术手段的研究应进一步着眼于动物群落乃至生态系统、景观的层次，从现象到机理，从静态到动态，对动物多样性分布格局、动物群落的结构与动态维持机制、动植物相互作用等生态学问题开展深入研究，从而提升我国在生态学和保护生物学领域的总体科研水平和影响力。