东北虎豹国家公园
作者:王天明,葛剑平 来源:东北虎豹多样性国家野外科学观测研究站 2024-05-20
虎与豹,自古以来就是人类文明中具有极高地位的文化精神符号。同时,作为生态系统顶端的物种,野生虎豹在维持森林生态健康和平衡中具有极为重要的作用。由于濒临绝境,野生虎豹的生存和保护在20世纪就已成为国际性议题。对于分布国家而言,保护工作开展得怎么样和研究水平的高与低,具有重大国际影响。
作为亚洲温带针阔混交林旗舰物种的东北虎和东北豹曾广泛分布于中国东北、俄罗斯远东地区和朝鲜半岛的原始森林。但在过去的一个世纪里,东北虎、东北豹种群与分布范围急剧衰退,人为猎杀、猎物匮乏和栖息地退化和丧失是其主要原因。目前,野生东北虎仅有500只左右,主要分布在俄罗斯锡霍特山脉和中俄边境地区,濒临灭绝。野生东北豹则更加濒危,它远不如野生东北虎那么受人关注,长期被忽视甚至被遗忘,21世纪初调查只发现25-35只左右残存于俄罗斯滨海边疆区西南部不足2500平方千米的区域,与虎同域,随时可能有灭绝风险。而且,由于种群和生境缩小、近交衰退,这些残存野生虎豹生存质量仍在持续下降。
东北虎豹已在中俄跨境区域形成种源,为中国虎豹种群恢复和生态修复提供重大机遇
中国东北广袤的温带针阔混交林曾是东北虎、东北豹的故乡,是其最主要的历史分布区,分布面积曾达约30万平方千米,占野生虎豹分布区总面积的60%。20世纪90年代末期,野生虎豹在中国东北基本销声匿迹。21世纪初,中国东北中俄边境开始出现野生虎豹活动的相关报道:然而,这些报道只是基于零星的观测和短期的调查,对于中国东北境内是否还有野生虎豹长期活动、野生虎豹还有无可能在故土重新定居,缺乏科学回答。面对生境的丧失和退化,中国东北虎豹种群恢复和保护需要精确的生态信息,然而在中国,这两个大型猫科动物的基础生态学研究非常匮乏。
为了给中国虎豹恢复提供科学指南,北京师范大学虎豹研究团队自2006年开始,挺进中国东北地区的莽莽林海,目前已经开展长达16年的艰苦调查研究,用双脚丈量崇山峻岭,累计行程数十万千米,围绕东北虎豹生物多样性,产出一系列重要研究成果,最终揭示中国境内野生东北虎和东北豹种群及生存现状,发现虎豹种群面临重返中国故乡的关键机遇。研究成果入选SpringerNature 2017年度“改变世界的180篇杰出论文”。美国《科学》杂志评论说,这将成为未来20年内世界上最成功的老虎保护故事,中国将在虎保护中大放异彩。
北京师范大学虎豹研究团队在国家林业和草原局的支持下 与吉林省林业和草原局、黑龙江省森工总局和边防部队等多家单位组成联合队伍,在中国东北逐步建立了一个全覆盖、全要素、全方位的生物多样性长期定位监测平台。通过长期监测,发现当前东北虎豹已在中俄跨境区域形成种源,为中国虎豹种群恢复和生态系统修复提供了重大机遇。东北虎豹的保护将成为继大熊猫之后中国生物多样性保护的重要标志。
温带针阔混交林支撑和维持着独特和多样的野生动植物区系是全球大型食肉动物分布的中心之一,也是濒危旗舰物种东北虎和东北豹在中国的优先保护和恢复区。摄影/肖诗白
红外相机监测顶级物种生存状况
东北虎豹生物多样性红外相机监测平台始建于2006年,位于黑龙江和吉林两省东部,从中俄边境线开始,根据东北虎豹向中国可能的扩散路径,监测区域逐步向中国内陆扩展。
自2006年7月至今,红外相机监测平台共建立了6个监测点,覆盖长白山支脉老爷岭、张广才岭和完达山,累计投入相机6000余台,拍摄到28种野生兽类,国家一级保护野生动物有东北虎、东北豹、紫貂、原麝和梅花鹿。其中,东北豹被IUCN红色物种名录列为极危物种(CR),东北虎被列为濒危物种(EN)。二级保护野生动物有猞猁、棕熊、黑熊、黄喉貂、水獭、马鹿和獐。獐是近20年来在东北地区被重新发现的物种,红外相机记录的32种野生鸟类中,国家一级重点保护野生动物有白尾海雕,二级保护动物有花尾榛鸡、鸳鸯、秃鹫、松雀鹰、苍鹰、普通鵟和长尾林鸮。
建立东北虎豹国家公园,开启中国虎豹种群复兴之路
2007年6月,研究团队把当时堪称“先进武器”的红外相机布设在最有可能出现虎豹身影的中俄边境,悄然拍下在前面经过的动物真实影像,由此中国第一张自然状态下的野生东北虎照片诞生了;2010年10月,东北虎豹生物多样性红外相机监测平台拍摄到中国历史上第一张东北豹野外活体照片;2012年,记录了中国境内首个东北虎繁殖家庭;2013年11月在距离中俄边界20千米的吉林珲春腹地拍摄到1只雌性东北虎携带4只幼崽活动的影像资料;2014年监测到1只雄性东北虎从俄罗斯豹地国家公园向中国腹地迁移的全过程,这表明东北虎种群向中国内陆扩散的趋势。2012年8月至2014年7月,在中国境内共监测到至少27只东北虎和42只东北豹,并记录了部分个体从成功繁殖到子代成年,然后扩散定居的过程。
东北虎:现存体重最大的肉食性猫科动物,位于食物链顶端
东北虎历史上曾广泛分布于中国东北、俄罗斯远东和朝鲜。在中国东北三省,东北虎曾经“众山皆有之”,它们的足迹遍布温带针阔混交林。目前世界上仅存野生东北虎数量不足500只,被世界自然保护联盟(IUCN) 红色物种名录列为濒危(EN)物种。随着中国天然林保护工程的实施和东北虎豹国家公园的建设,野生东北虎在中国境内的栖息地、森林生态系统大为改善,种群数量在逐步恢复,目前已经超过50只,为种群复壮带来希望。供图/东北虎豹生物多样性国家野外科学观测研究站
2021年10月,习近平主席在《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(COP15)上宣布中国正式设立东北虎豹国家公园。东北虎豹国家公团是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的重大改革,是习近平生态文明思想的生动实践。为支撑东北虎豹国家公园的建设,由北京师范大学主持研发的东北虎豹国家公园“天地空”一体化监测系统成为全球首个实现大面积覆盖的生物多样性实时监测系统,野外安装无线红外相机超过2万台,成功实现东北虎豹国家公园1.41万平方千米全覆盖。该系统集成云存储、人工智能和大数据分析等新技术手段,从野外实时回传东北虎豹、猞猁、梅花鹿、原麝、黑熊和棕熊等珍稀濒危物种的实时影像,完成了从传统人海战术、点线守护向全天候、全区域、精准有效保护的重大跨越,有力支撑了东北虎豹国家公园的建设。截至2020年底,监测到东北虎超过50只、东北豹超过60只,为中国野生东北虎豹种群保护和恢复带来了希望。
东北豹:最濒危的大型猫科动物
东北豹被世界自然保护联盟(IUCN)红色物种名录列为极度濒危(CR)物种,目前仅剩一个孤立种群生存在中俄跨境区域的狭窄范围内,与东北虎同域生活,两者在生境、猎物资源获取方面存在竞争。供图/东北虎豹生物多样性国家野外科学观测研究站
中俄跨境合作铸就野生动物保护国际合作典范
北京师范大学虎豹研究团队与俄罗斯豹地公园的科学家经过长期定位监测,联合确定出中国珲春及周边区域-俄罗斯豹地国家公园这一中俄跨境区域的虎豹种群现状。联合监测结果显示,2014年度在约9000平方千米的中俄边境区域至少存在87只东北豹个体(36只成年雌性,34只成年雄性,8只未知性别成体以及9只亚成体),其中有31只豹个体跨境活动。另外,在该区域还同期分布着至少38只东北虎个体,其中至少14只虎拥有“双重国籍”。监测显示,中国境内东北虎密度显著低于俄罗斯种群的密度。中俄联合监测数据进一步表明部分在中国拍摄的东北豹,其活动中心在俄罗斯。这是有史以来首次摸清了东北豹全球唯一种群的野外真实现状。监测结果也表明,该跨境区战东北豹、东北虎种群已经进入繁殖高峰期和快速增长时期,中俄两国政府和科学家们开展长期野生动物保护获得显著成效。中俄跨境合作研究首次完成了东北豹种群和东北虎一个小种群的生存状态评估,为这两个濒危物种的跨境保护提供了重要的科学基础。
监测数据表明,东北虎豹种群尽管有明显向中国内陆扩散的趋势,但大多数个体主要聚集于中俄边境附近,林下放牧等人类干扰导致猎物短缺,严重制约虎、豹种群向中国内陆的扩散和定居。研究表明,东北虎的生境利用远离高放牧区、居民点和主要道路,随着梅花鹿多度和森林覆盖盖率的增加而增加。东北豹的生境利用也与猎物的多样性显著相关,同时它们会避开道路和居民点特别是避开放牧地区。长期放牧活动已导致有些猎物生境退化,尤其是牛替代了虎豹最主要的猎物--梅花鹿,会导致虎和豹在长期放牧地区广泛缺失。
东北虎豹国家公园繁茂的温带针阔混交林生态系统是众多生物的家园。400多种飞禽走兽栖居于此,在公园内形成了完整的森林生态系统食物链。
黑熊 供图/肖诗白
红外相机揭秘东北虎豹食谱:东北虎偏好野猪,东北豹偏好狍
为了准确获知中国境内东北虎和东北豹的食性,我们应用粪便分析法对采集的虎豹粪便内容物进行分析,确定其食物中猎物组成。同时,结合红外相机技术估计环境中猎物种群多度,确定食性偏好。另外,我们还评估了东北虎与猎物的时空重叠情况,进一步解释东北虎的食物选择机制。研究表明,尽管东北虎豹食性存在不同的季节性变化,但野猪、梅花鹿和狍是对其生物量贡献率最高的猎物。东北虎豹的食物中也包括家养动物狗和牛,这加剧了人兽冲突和疾病传播(如犬瘟热)的风险。
食性偏好分析表明东北虎极度偏好捕食野猪、其次为梅花鹿,对狍无明显偏好,而东北豹偏好狍。东北虎及其主要猎物的时空重叠分析结果显示,尽管梅花鹿与东北虎空间重叠度较高,但两者活动高峰明显错开;而野猪与东北虎虽然空间重叠度较低,但两者活动高峰明显一致。结合食性分析结果,我们认为东北虎与梅花鹿和野猪的这种时空分布模式是其捕食策略的一种权衡。
黄喉貂(上)和西伯利亚狍(下)。供图/东北虎豹多样性国家野外科学观测研究站
虎和豹,它们如何相处?
大型食肉动物种间竞争与共存是保护生物学的核心科学问题。我们应用大尺度红外相机监测数据和野外生境调查数据,首次从空间生态位和时间生态位等方面探究了东北虎豹在人为干扰以及猎物资源驱动下的竞争与共存机制。
双物种占域模型结果表明,东北虎豹在空间上表现出独立的占域关系,并且东北豹广泛利用高海拔和山脊,虎则主要出现在低海拔和频繁利用林中土路,这进一步促进了二者的共存。
时间生态位分析表明,东北虎表现为夜行性以及晨昏活动的节律,而东北豹则以昼行性活动为主,因此时间生态位分化是促进东北虎豹景观共存的重要因素。同时,时空相互作用分析结果也进一步证实了东北虎豹在时空生态位上的分化。
东北虎与人类活动表现出较高的空间生态位重叠,但是东北虎白天活动较少,以此对人类活动产生时间上的规避,东北豹则在空间上明显避开人类活动。放牧活动严重限制了东北虎豹和主要猎物的空间利用,并对东北豹产生较大的空间排除作用。总之,有限的生境面积,以及这两种大型猫科动物对主要有蹄类猎物的竞争,可能加剧二者之间的竟争。
综上所述,东北虎豹的共存与竟争机制受到种间干涉性竞争、猎物资源可获得性、人类以及放牧活动等多重因素影响。
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