精细尺度的无人机监测在人象冲突缓解与野生亚洲象行为研究中的应用
掌握高时空分辨率下的大型兽类行为动态,是开展动物行为研究以及缓解人兽矛盾的重要前提。然而,鉴于大型兽类常常隐匿于难以涉足的密林深处,针对其行为的长期观测,至今依旧是制约相关研究推进的关键技术难题。
近年新兴的无人机与红外热成像技术,凭借其控制距离远、监测过程惊扰少的特性,为野生大型兽类的行为学监测提供了新的途径。2021年5月至6月,由17头野生亚洲象(Elephas maximus)组成的象群在迁徙途中进入并停留在云南省勐腊县勐仑镇的中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)内。研究人员借助这一难得的停留契机,测试了配备红外热成像仪的小型无人机以高时空分辨率在靠近人类活动区域的热带森林中监测野生动物行为动态的可行性与有效性。
在连续20天的监测期间,运用无人机对象群位置展开全天逐时定位,并记录其行为。基于无人机的监测在定位象群方面取得了62.7%的成功率,其中夜间定位成功率最高(午夜时可达95%)。广义线性模型结果显示,气温、降雨量和太阳辐射升高会致使定位成功率降低,而相对湿度和能见度增加则有助于提升定位成功率。在全天的时间分配上,象群将45.9%的时间用于觅食,27.2%用于休息,19.9%用于移动,7%用于饮水。步选择函数(step - selection functions)分析表明,象群倾向于选择靠近水源且坡度较缓的生境活动,而林冠结构的影响几乎可忽略不计。
研究结果证实,依托无人机与红外热成像技术的监测手段,能够在复杂的野外环境中对亚洲象进行有效追踪。这充分彰显了无人机在强化野生动物监测以及助力人象冲突有效管理方面的潜力,同时也为其他大型兽类的长期监测实践提供了具有可行性的定量方法参考。结合实践过程中所发现的问题,建议在实际操作时,优先安排无人机进行夜间飞行,因为此时定位成功率最高;要充分把握短暂的晴好天气时机,避开强降雨和高强度太阳辐射时段。在对亚洲象进行监测时,可将搜索重点聚焦于象群最有可能出现的水源周边以及缓坡地带。
相关研究成果以“Effective fine-scale drone monitoring of wild Asian elephants for conflict mitigation and ecological research”为题,发表于保护生物学一区期刊Journal of Applied Ecology上。版纳植物园邓云和袁盛东为该论文共同第一作者,Ahimsa Campos-Arceiz和罗康为共同通讯作者。该研究得到云南省基础研究专项、版纳植物园“十四五”规划项目、中国科学院东南亚生物多样性研究中心项目、云南省外国专家项目、国家自然科学基金项目和国家外国专家项目的共同资助,监测工作得到云南西双版纳森林生态系统国家野外科学观测研究站和云南西双版纳国家级自然保护区勐仑管护所的大力支持,在此一并致谢。
