自然保护地野生动物红外监测与评估技术规程DB44／T 2470—2024.pdf

ICS 65.020.01 CCS B 05 44 广东省地方标准 DB44/T 2470 2024 自然保护 地野生动 物红外监 测与评估 技术规范 Specification on infrared monitoring and assessment of wildlife in nature protected area 2024-03-07 发布 2024-06-07 实施 广东省市 场监督 管 理局 发 布 DB44/T 24702024 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 监测评估对象.2 5 调查方法.3 6 评估指标.4 7 评估方法.5 8 监测评估报告.6 9 质量控制.7 10 档案管理.7 附录A（资料性）公里网格地图.9 附录B（资料性）红外相机基本性能及使用说明.10 附录C（规范性）红外相机位点信息表.12 附录D（资料性）动物行为类型识别.13 附录E（资料性）图像鉴定后用于分析的数据示例.14 参考文献.15 DB44/T 24702024 II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由广东省林业局提出并组织实施。本文件由广东省林业标准化技术委员会归口。本文件起草单位：广东省林业科学研究院、广东车八岭国家级自然保护区管理局、中国科学院动物研究所、广东省科学院动物研究所、中国科学院空天信息创新研究院。本文件主要起草人：张春花、束祖飞、徐金柱、黄石林、杨华、肖治术、张礼标、伍观娣、马勇、栾福臣、肖文宏、何向阳、李洁华。DB44/T 24702024 1 自然保护 地野生 动物红外 监测与 评估技术 规范 1 范围 本文件规定了自然保护地野生动物红外相机监测评估对象、调查方法、评估指标、评估方法、质量控制等要求。本文件适用于自然保护地陆生大中型兽类、地栖性鸟类等野生动物监测与评估。2 规范性 引用 文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。LY/T 1685 自然保护区名词术语 LY/T 1814 自然保护区生物多样性调查规范 LY/T 3291 自然保护地分类分级 DB44/T 1791 自然保护区主要生态因子监测技术规范 3 术语和 定义 LY/T 1685、LY/T 1814、LY/T 3291、DB44/T 1791界定的以及下列术语和定义适用于本文件。自然保 护地 natural protected area 由各级政府依法划定或确认，对重要的自然生态系统、自然遗迹、自然景观及其所承载的自然资源、生态功能和文化价值实施长期保护的陆域或海域。红外相 机 Infrared camera 可自动拍摄在其前面经过的动物的一种摄像装置，由相机、控制系统、传感器、存储卡等组成。按照抽样原则要求布设红外相机，根据红外相机获取的影像进行分析，获取野生动物种类、数量、行为和生境利用等信息的调查方法。有效照 片 valid image 通过相机正常拍摄而形成的，含有野生动物、人或家禽家畜等的照片或视频。如因曝光过度、曝光不足等造成，缺少上述有效信息的照片或视频的则为无效照片。独立有 效照 片 independent image 根据固定的时间间隔，将时间间隔内某种动物或人在同一相机位点附近持续出现（活动）被相机拍摄到的一组有效照片或视频记为一张独立有效照片。根据大多数动物的停留时间，目前大部分研究所使用的时间间隔为30分钟。DB44/T 24702024 2 总相机 日 total camera days 某个相机位点的一台相机正常连续工作24小时为一个相机有效工作日，简称相机日。在某个抽样时段内目标保护地内所有相机位点上的相机有效工作日的总和为总相机日。公里网 络 Km-Grid 抽样的基本单元，一般面积为1 km2。根据目标区域（保护地）面积大小，确定合适公里网格单元面积，大于或小于面积为1 km2也可以考虑在内。相机阵 列 camera array 某调查区域（保护地）内所有调查的网格单元中，采用标准的网格化布设的所有监测相机所构成的监测网络，监测数据采取统一数据结构与数据库结构。相对多 度指 数 Relative abundance index，RAI 某一调查区域内，某物种在100个相机日内被所有相机位点上的相机拍摄到的独立影像数。网格占 有率 grid occurrence 指某调查区域内，被拍到的某物种缩在网格单元数或相机位点数分别占相机正常工作的网格单元总数或相机位点数的百分率。占域率 occupancy rate 在野外开展重复的“探测到-未探测到”调查，记录目标物种是否被探测到（探测到记为1，未探测到记为0），以此构建每个抽样单元的调查历史(MacKenzie 2006)，即根据重复采样的次数，将调查数据转化为以采样单元为行名，以重复调查次数为列名的01(未探测到探测到)格式的数据。建立占域模型分析占域率。占域率作为评估目标物种的空间分布和栖息地相关因素之间相互关系的指标。数值为0 1，0表示没有分布，1表示在所有调查点均有分布。单纯随 机抽 样 Simple sampling 某一调查区域内，某物种在100个相机日内被所有相机位点上的相机拍摄到的独立影像数。系统抽 样 Systematic sampling 也称为等距抽样、机械抽样、SYS抽样。指将某调查区域（保护地）平均分为n个网格单元，按照系统抽样的技术要求，机械等距地选取网格单元进行抽样调查。分层抽 样 Stratified sampling 将某一调查区域（保护地）内所有网格单元按照对野生动物影响较大的某些特征（如海拔、植被、人类活动等）进行分类，然后每个类型按系统抽样或随机抽样选取一定数量的网格单元以形成调查样方进行抽样调查。4 监测评 估对 象 以陆生大中型兽类、地栖性鸟类等作为自然保护地野生动物调查的主要对象。主要包括：a)列入国家和省重点保护名录的物种；DB44/T 24702024 3 b)列入自然保护地主要保护对象的物种；c)列入IUCN红色名录易危等级（VU）以上的物种；d)列入CITES附录 I、II和III 的物种；e)其他具有区域或保护地特色，但未列入上述名录的物种。5 调查方 法 监测区 域布 设 5.1.1 制定监 测和 评估 方案 通过公里网络抽样方法和红外相机采样技术来构建自然保护地野生动物监测和评估方案。5.1.2 选择抽 样方 案 以整个自然保护地为实施单元，根据保护地面积大小选择系统抽样或分层抽样方案。a)系统抽样方案。适用于面积小于 300 km的保护地。将保护地所有网格单元按照机械抽样（全部网格）、等距抽样或随机抽样选取网格单元，其中等距抽样或随机抽样根据面积大小需覆盖不少于保护地面积的 1/2，但面积小于200 km的自然保护地则建议对全部网格单元进行抽样调查（即全境调查），确保 90%以上的保护地目标物种被记录到。b)分层抽样方案。适用于面积大于 300 km的保护地。将保护地所有网格单元按照根据海拔、植被、人为活动等进行分类，然后每个类型按系统抽样或随机抽样选取一定数量的网格单元以形成调查样方，保证每个类型的调查样方所选取的网格单元数量能获得具有代表性的调查样本。面积超过300 km的保护地可选择采用面积为 1 km4 km或更大一些的网格单元。每个调查样方通常应包括 10 个30 个网格单元，以保证抽样评估的最小要求，也同时满足调查任务协调安排。累计抽样的网格单元占到整个保护地面积的 1/2（小于600 km）到 1/6（大于 600 km以上）。同时需要考虑每个调查网格所需要的最少调查时间或最小网格数量（当网格调查时间相同时），尽可能保证 90%以上的保护地目标物种被记录到。自然环境条件许可和人力物力资源充足的自然保护地也建议采用全境调查制作成公里网格地图（网格大小为 1 km）。需对所有调查网格进行统一编号，每个网格布设1个相机位点（即1 台红外相机）。以广东车八岭国家级自然保护区为例，抽样的公里网格图参见附件 A。5.1.3 抽样 在自然保护地外可设置抽样网格作为对照比较，按照抽样要求，需要对不少于自然保护地内25%的网格数进行抽样。相机布 设 5.2.1 相机位 点选 择 选择动物痕迹（粪便、足迹和遗落物等）较多的地点（兽径、水源点等处）作为相机位点，每台相机之间距离不小于300 m。相机功能参数见附录B。5.2.2 相机前 方要 求 宜选择地势平坦、开阔的位置布设相机，地面灌草较少；相机前不应有叶片大的植物，避开阳光直射的地方；可设置障碍，延长动物通过相机前的时间，但应预留动物的通道。DB44/T 24702024 4 5.2.3 相机位 点高 度 在树干0.3 m0.5 m的位置处捆绑相机，下坡稍低，上坡稍高。5.2.4 白板照 片 安装和取卡（或回收）时，均需拍摄1张写有相机位点信息（安装人、相机位点编号、日期和具体时间）的“白板照片”,以记录相机是否正常工作。监测时 间 每隔3个月5个月采集1批数据，即每年共3批次采集数据，更换电池和SD卡。数据管 理 通过以上抽样方案所采集的图像数据和相机位点信息（见附录C）由专人负责管理，及时归档整理和数据备份，上传到指定的数据库。在图像数据采集回来后1个月内上传照片到网络数据库并备份，且在1个月2个月内完成每批数据的物种鉴定工作，其中图像所记录的主要数据有物种、日期和时间、分布、拍摄照片数、行为（见附录D）、生境（植被、海拔等）。图像鉴定后的数据（见附录E）进行统计分析和评估报告撰写，并用于分析野生动物在保护地内的种群、群落等基本特征。数据使用时应有详细登记，在公开发表时应提供数据库编号便于查询和共享利用。监测培 训 根据外业任务成立野外工作小组，每个小组2人3人，确定小组长。培训和学习内容有监测方案，监测位点的分布位置、相机布设和数据采集要领、工作日程、工作纪律、野外安全、必备工具使用、后勤保障（食物、水、交通工具）和记录表格等。相机布设或数据采集结束后应及时总结经验，并提交工作总结。调查工 具 红外相机、卫星定位导航仪、指南针、电池、砍刀、背包、记号笔、铅笔、标签、通讯工具、地图、地形图、预设相机位点地图等。信息采 集 对相机情况和相机位点信息采用纸质表格进行记录。数据记 录 每次相机布设或数据采集结束时需整理如下数据，并形成电子数据表：a)相机位点信息表；b)地形图；c)相机布设地图；d)图像数据及备份；e)外业调查总结。6 评估指 标 DB44/T 24702024 5 评估指标包括：物种种群特征、群落特征和人类活动等三个大类，具体内容见表1。表1 自然保 护地 野生 动物 评估 指标及 获取 方法 评估内容 评估指标 监测指标 获取方法 指标精度 动物种群 物种种群特征 相对多度指数（RAI）、种群密度 红外相机监测 1 km/年 网格占有率、栖息地占域率 红外相机监测 1 km/年 种群结构（性别、成幼）、繁殖、集群大小、日活动节律等 红外相机监测 1 km/年 动物群落 群落特征 濒危物种数和特有物种数 红外相机监测 1 km/年 时间和空间重叠度 红外相机监测 1 km/年 物种丰度 红外相机监测 1 km/年 干扰因素 人类活动 旅游、道路、放牧、砍伐、盗猎等 地面调查、遥感解译 1 km/年 7 评估方 法 抽样评 估 利用 R 语言 vegan 程序包中的 specaccum 函数和iNEXT包对自然保护地陆生脊椎动物群落进行稀疏化曲线分析，以此拟合物种-抽样强度之间的关系。稀疏化分析中的抽样单位为1个相机日，或者1个网格大小为1 km的单元。通过稀疏化曲线来评估并确定在固定调查网格数量情况下的最小调查时间以及固定调查时间下的最小网格数量，并确保保护地内期望物种数的90%95%时被记录到。种群和 群落 特征 评估 7.2.1 相对多 度指 数RAI 相对多度指数RAI见公式（1）：=1=1 100(1)式中：目标物种在第i个位点的独立有效照片数；第i个位点的有效相机日。7.2.2 网格占 有率 网格占有率见公式（2）：网络占有率=100%(2)式中：物种i被记录到的相机位点数或网格单元数；为所有正常工作的网格单元数或相机位点数。7.2.3 占域率 占有率见公式（3）：DB44/T 24702024 6(3)式中：样本单元被占据的概率；被占据的样本单元数量；s 样本单元数量。根据实际情况确定并提取影响占域率和探测率的协变量信息。将可能造成占域率在空间上分布不均的环境因子作为影响占域的协变量，如森林类型、海拔等。在空间或时间上导致探测率异质性的因素作为探测率的协变量，如架设位置、相机型号、调查时间等信息。7.2.4 物种间 日活 动节 律重 叠度 7.2.4.1 分析步 骤 基于红外相机数据，某物种的日活动节律分析采用核密度估计方法，主要涉及R软件的overlap包(Meredith&Ridout 2014)和activity包(Rowcliffe,2016)。具体的数据分析步骤包括前期的图像数据鉴定与预处理以及基于R软件进行日活动节律数据分析2个主要步骤：a)图像数据鉴定与预处理：每个物种所拍摄照片数不能直接用于进行动物活动节律分析，应先计算为独立有效照片数；b)基于R软件进行日活动节律数据分析。7.2.4.2 分析流 程 按以下流程进行：a)将独立有效照片的时间转化为弧度数据，首先由“时：分：秒”数据格式转为小数(数值范围01)，再转化为弧度数据；b)导入 overlap 包，用 densityPlot()函数绘制单物种核密度曲线图，密度曲线的平滑度由densityPlot函数的adjust 参数调整(adjust=1为默认值；adjust1为默认值，绘制平滑曲线；adjust1，绘制螺旋曲线)，调整adjust参数会影响活动节律重叠度的计算结果；c)用overlapEst()函数计算重叠系数。根据两种动物的最小样本数，选取合适的重叠系数，判断重叠程度；d)平滑自主抽样（smoothedbootstrap），核密度曲线拟合原始观察值，然后随机取样模拟观察值，采用平滑自主抽样计算重叠系数的置信区间；e)活动节律的重叠度是纯描述性的，没有提供一个阈值验证物种的活动节律差异显著。activity包的compareCkern()函数可以对同一分布的循环观察值进行概率检验(Rowcliffe,2016)。8 监测评 估报 告 报告主要包括以下内容：a)自然保护地重要物种的种群数量、空间分布及其影响因素；b)自然保护地野生动物的物种丰度、组成和变化趋势；c)自然保护地野生动物及其栖息地保护成效评估，含保护现状及其受威胁因素；d)制图：对调查样点（样线）和物种分布数据等通过ArcGIS进行制图。DB44/T 24702024 7 9 质量控 制 样地设 置质 量控 制 清查前应对自然保护地及调查对象进行初步调查，严格按照抽样方案和相关要求来确定调查时间、调查强度。对相机位点的选择应确保设置时的随机性和代表性。调查人员要及时、完整地记录调查过程，如时间、地点、天气、调查人（记录人）及使用的仪器设备和调查方法，对数据记录要注意有效数字。调查人要按时完成调查任务，同时采取必要的管理和保护措施，确保较长时间外业工作的顺利完成。外业调 查的 质量 控制 要求调查人员掌握和明确清查技术规范的基本要求和相关技术方法，根据所制定的抽样设计，按时、按质、按量完成各项外业调查任务。调查数 据质 量控 制 9.3.1 数据记 录 9.3.1.1 严格按记录表格规范地填写各项调查数据。记录表格一般要设计成记录本的格式，页码和内容齐全，用铅笔填写详实，字迹要清楚；需要更正时，应在错误数据（文字）上划一横线，在其上方写上正确内容，并在所划横线上加盖修改者名章或签字以示负责。9.3.1.2 记录测量数据要采用法定的记录单位，只保留一位可疑数字，有效数字的位数应根据计量器具的示值确定，不得随意增添或删除。9.3.1.3 原始记录及数据整理过程记录都需要建立档案并存档。将各种数据转换成电子文档，录入计算机管理系统或上传到指定网络数据库，并进行必要的备份。9.3.1.4 图像数据采用以下目录分级进行存储备份，采用 4 级目录结构进行分类存储，具体存储结构定义如下（以车八岭自然保护区为例）：示例：监测样区编号（车八岭）：CBL 相机布设年月：201809 网格编号：A15 照片编号：IMAG0001.JPG 9.3.2 数据运 算 有效数字的计算按GB 8170执行。取样、计算失误造成的离群数据和异常值的判断和处理按GB 4883执行。在整个清查过程中要注意数据的质量控制。在严格按照规范进行外业调查、观察、记录和分析的前提下，注意采取各种措施对数据的质量进行检验和有效控制。调查人要及时完成调查数据的内业分析。应先建立完善的数据管理制度，对野外记录的数据进行复核，对野外调查数据的主题质量进行评价；对可疑数据要分析原因，必要时进行复测；原始数据要及时备份保存。最后，将原始数据和分析结果上交主管和归档，借阅使用要登记说明。10 档案管 理 档案内 容 包含监测方案、相机点位信息、图像数据、物种鉴定记录和监测评估结果等资料。DB44/T 24702024 8 管理要 求 监测评估全过程的档案应归档保存，以电子和纸质形式保存，专人保管。DB44/T 24702024 9 A A 附录A（资料 性）公里网 格地 图 图A.1 给出了广东车八岭国家级自然保护区野生动物红外相机全境清查公里网络的位置。图A.1 广东车 八岭 国家 级自 然保 护区野 生动 物红 外相 机全 境清查 公里 网格 地图 DB44/T 24702024 10 B B 附录B（资料 性）红外相 机基 本性 能及 使用 说明 B.1 红外相 机基 本性 能要 求 e)待机时间30 天 f)储存卡容量32G及以上 g)探测距离5 m（对于中大型动物）h)分辨率：照片500万像素；录像1024960 i)触发速度0.5 s j)运行温度：在-20可正常运行 k)防尘防水性能：达到 IP66级别及以上。B.2 红外相 机参 数调 试 a)当前日期与时间：*调准非常重要；b)拍摄模式：可选用照片、照片+录像、录像等3 种模式，建议采用“照片1张+录像 10 s”模式；c)存贮卡格式化：新 SD 卡或已用 SD 卡在相机启动拍摄前均需要进行格式化处理；d)时间间隔：调为“1 s”；e)连拍：通常设置为1张；f)录像长度：10 s，但通常不超过 20 s;g)照片编号：启用，如 0001；h)密码设置：启用；i)灵敏度：设置为“中”；j)声音：可选开或关，建议选择“开”；k)定时：设置为关；也可设置每天固定时间拍照，如中午 12 点（该选项可“照片+录像”模式时使用）。上述参数可以通过厂家提供的设置软件进行一次性修改，将修改后的参数存入SD卡，再插入相机，即可更新相机的相关参数（见图B.1）。相机参数设置由2人进行调试，1人负责设置，另一人负责核对。DB44/T 24702024 11 图B.1 某品牌 相机 相关 技术 参数 的设置 软件 DB44/T 24702024 12 C C 附录C（规范 性）红外相 机位 点信 息表 表 C.1 规定了红外相机位点记录内容。表C.1 红外相 机位 点信 息表 自然保护地名称：表格页码：调查样区：省 区 市（县）乡 镇 村 小地名:网格号/相机位点：相机编号：相机型号：经度：纬度：海拔：m 日期 相机状态 布设/记录人 布设日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 检查日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 检查日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 检查日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 检查日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 检查日期：202 年 月 日 时 分 正常 停止工作 损坏 丢失 布设点生境特点：人路/兽路/山坡/山脊/垭口/林间开阔地/溪边/水塘/石洞旁/倒木其它 地形：山脊/上部/中部/下部/沟谷/平地 坡向：东/东北/东南/南/西南/西/西北/北；坡度：水源地距离：100 m 水源类型：溪流/水库/蓄水塘/河流 植被 类型 常绿阔叶林/常绿、落叶阔叶混交林/落叶阔叶林/针阔混交林/针叶林/竹林/灌丛/荒漠/草原/草甸/其它:；相机高度：cm。乔木a 平均高度（m）：5 9；10 19；2029；30 森林类型：原始 次生 人工 胸径（cm）：1（）；2（）；3（）；4（）；5（）优势树种：密度：密/稀疏/开阔 灌木 高度（m）：0 1；1 3；3 5；5 盖度：0 24%25%49%50%74%75%100%类型：常绿/落叶/竹丛/混合/其他 优势物种：草本 盖度：0 24%；25%49%；50%74%；75%100%类型：禾本为主/非禾本为主 人为干扰类型(距离相机位点 50 m 半径内)：打猎/放夹/砍树/砍柴/开山/旅游/放牧/采药/其它:备注 注：a 以相机为中心、10 m半径范围内，找胸径最大的5棵树进行测量。DB44/T 24702024 13 D G 附录D（资料 性）动物行 为类 型识 别 D.1 觅食：动物获取生存所需食物的行为，可标注食物种类。D.2 饮水：在水边（溪流、水塘）有饮水动作。D.3 捕食：为掠食动物的行为，可确认猎物种类。D.4 交配：雄性动物表现为对雌性动物爬跨行为等。D.5 打斗：同种间的斗殴行为。D.6 防御：动物为保卫自身生存或减少受到伤害行为。D.7 争食：同种或异种间的争抢食物行为。D.8 驱赶：某一动物对另一动物表现为驱赶的行为。D.9 嬉戏：同种动物之间的亲昵行为。D.10 奔跑：在地面快速移动，常为有蹄类动物。D.11 爬树：在树干、树枝上爬行。D.12 休息：动物静卧于地面或停于某处未动超过3分钟。D.13 警戒：动物对环境潜在危险的行为反应。不同动物有不同的警戒行为。DB44/T 24702024 14 附录E（资料 性）图像鉴 定后 用于 分析 的数 据示例 表 E.1 给出了图像鉴定后用于分析的数据。表 E.1 图 像鉴 定后 用于 分 析的数 据示 例（以广 东车 八岭国 家级 自然 保护 区为 例）保护地代码 相机 位点 经度 纬度 海拔 目 科 物种 学名 集群大小 雌雄 年月日 24 时间 CBL A01 114.24331 24.72954 592 食肉目 鼬科 鼬獾 Melogale moschata 1 未知 2015/01/13 19:58:36 CBL A01 114.24331 24.72954 592 偶蹄目 鹿科 小麂 Muntiacus reevesi 1 未知 2015/02/04 17:50:15 CBL A02 114.24331 24.72954 653 鸡形目 雉科 白鹇 Lophura nycthemera 2 1 雌1 雄 2015/02/04 17:53:14 CBL A03 114.24331 24.72954 620 食肉目 鼬科 鼬獾 Melogale moschata 1 未知 2015/02/16 05:56:44 CBL A03 114.24331 24.72954 620 雀形目 鹟科 虎斑地鸫 Zoothera dauma 1 未知 2015/03/12 10:58:08 DB44/T 24702024 15 参考文 献 1 MacKenzie DI(2006)Occupancy estimation and modeling:inferring patterns and dynamics of species occurrence.Academic Press.2 TEAM Network(2008)Terrestrial vertebrate(camera trap)protocol implementation manual,v.3.0.Tropical ecology,assessment and monitoring network,Center for Applied Biodiversity Science,Conservation International,Arlington,VA,USA.3 Meredith M,Ridout M(2014)overlap:Estimates of coefficient of overlapping for animal activity patterns.R package version 0.2,4.4 Rowcliffe M(2016)activity:Animal Activity Statistics.R package version 1.1.5 肖治术（主编）（2019）自然保护地野生动物及栖息地综合调查与评估研究广东车八岭国家级自然保护区案例研究.北京：中国林业出版社。6 肖治术,李欣海,王学志,周岐海,权锐昌,申小莉,李晟(2014)探讨我国森林野生动物红外相机监测规范.生物多样性,22(6):704-711.7 肖治术,李欣海,王学志(2014)野生动物多样性监测图像数据管理系统CameraData介绍.生物多样性,22(6):712-716.8 国家林业局调查规划设计院，中国科学院动物研究所等（2017）全国陆生野生动物资源调查自动相机法调查技术细则（试行）.DB44/T 24702024 16 广东省地方标准 自然保护地野生动物红外监测与评估技术规范 DB44/T 24702024*广东省标准化研究院组织印刷 广州市海珠区南田路563号 1304 室 邮政编码：510220 电话：020-84250337 DB44/T 2470 2024