Advances in Environmental Protection
Vol. 10  No. 02 ( 2020 ), Article ID: 34899 , 9 pages
10.12677/AEP.2020.102014

Satellite Tracking of the Natal Dispersion of Grey Heron Chicks in Taihu National Wetland Park

Guangyu Liu1, Wen Peng1, Qingming Wu1, Peng Xie1, Xingbo Cui2, Xiaomin Li1*

1College of Wildlife & Nature Protected Areas, Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang

2Heilongjiang Naolihe Nature Reserve Administration, Shuangyashan Heilongjiang

Received: Mar. 6th, 2020; accepted: Mar. 27th, 2020; published: Apr. 3rd, 2020

ABSTRACT

Five grey heron chicks were ringed by GPS/GSM bird trackers at Taihu National Wetland Park of Heilongjiang Province in June 2018. Three grey heron chicks died at the beginning of the dispersion, so only two grey heron chicks successfully completed the natal dispersion. Therefore, in the same year, the grey heron chicks numbered NEFU-03 and NEFU-04 respectively, were monitored at different times for their activity distance, activity area, flight speed, flight height, range of activity, etc. The two grey heron chicks flied out of the nests during the early dispersion period, and the average activity area per day was 0.06367 km2 and 0.0599 km2 respectively. The average activity distance per day was 0.7706 km and 0.7987 km respectively. The flight speed was 38 km/h and 12.6 km/h respectively, and the maximum flight height was 224m and 545 m respectively. The grey heron chicks left their nests during the medium dispersion period and the average activity area per day was 220.6683 km2 and 9.1174 km2, respectively. The average activity distance per day is 25.06846 km and12.8771 km respectively. The flight speed was 50.6 and 123 m/h, and the maximum flight height was 215 and 525 m. During the late dispersion period, the average activity area per day was 4.2989 km2 and 14.2428 km2, respectively. The average activity distance per day is 9.2322 km and 5.744 km respectively. The flight speed was 46.7 km/h and 51.5 km/h, and the maximum flight height was 46.7 km/h and 51.5 km/h. The result showed that the activity area, activity distance, flight height, and activity time for grey heron chicks increased with the day age.

Keywords:Grey Heron Chicks, Satellite Tracking, Natal Dispersion, Taihu National Wetland Park

卫星跟踪泰湖国家湿地公园苍鹭幼鸟出生扩散

刘光宇1,彭文1,吴庆明1,谢鹏1,崔兴波2,李晓民1

1东北林业大学野生动物与自然保护地学院,黑龙江 哈尔滨

2黑龙江挠力河自然保护区管理局,黑龙江 双鸭山

收稿日期:2020年3月6日;录用日期:2020年3月27日;发布日期:2020年4月3日

摘 要

2018年6月,在泰湖国家湿地公园对5只苍鹭幼鸟进行了环志并佩戴GPS/GSM鸟类跟踪器。其中3只苍鹭幼鸟在扩散初期死亡,因此只有2只苍鹭幼鸟成功完成出生扩散。故同年对编号为苍鹭NEFU-03、苍鹭NEFU-04的苍鹭幼鸟不同时间的活动距离、活动面积以及飞行速度、飞行高度、活动区域等进行监测。2只苍鹭扩散初期每天飞出巢外活动,日均活动面积分别为0.06367 km和0.0599 km2,日均活动距离分别为0.7706 km和0.7987 km;飞行速度分别为38 km/h和12.6 km/h,最大飞行高度分别为224 m和545 m。扩散中期幼鸟离开繁殖地到其它湿地活动,不再归巢,日均活动面积分别为220.6683 km2和9.1174 km2,日均活动距离分别为25.06846 km和12.8771 km;飞行速度分别为50.6 km/h和123 km/h,飞行高度分别达215 m和525 m。扩散后期日均活动面积分别为4.2989 km2和14.2428 km2,日均活动距离分别为9.2322 km和5.744 km;飞行速度分别已达46.7 km/h和51.5 km/h,飞行高度分别为2792 m和303 m。研究结果表明,苍鹭幼鸟的活动面积、活动距离、飞行高度、活动时间均随日龄增长而增长。

关键词 :苍鹭幼鸟,卫星跟踪,出生扩散,泰湖国家湿地公园

Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

苍鹭(Ardea cinerea)隶属于鹈形目(Pelecaniformes)鹭科(Ardeidae)鹭属(Ardea),数量较多,分布较广,是沼泽湿地生境优势鸟类,栖息于江河湖泊及沼泽湿地,中型涉禽,食物以鱼类为主 [1]。

迄今,苍鹭的研究主要集中在种群动态、生态与习性、繁殖生物学、巢址选择等研究,而在苍鹭幼鸟出生扩散研究中未见报道 [2] - [15]。将GPS/GSM鸟类跟踪器作为苍鹭幼鸟初步研究的跟踪器,目的为了了解苍鹭幼鸟的飞行能力及活动区域,并总结规律。本文主要是对苍鹭幼体的出生扩散进行研究,其意义是为了对栖息地进行最优选择,获得更丰富的食物,促进机体的生长发育,并为迁徙到越冬地做准备。

随着卫星跟踪技术的发展,让更多的学者能够对动物运动模式进行更深入的研究。从1995年到2005年,日本研究人员用这种技术来跟踪鸟类,如白枕鹤(Grus vipio)、黑鹳(Ciconia nigra)的迁徙。虽然卫星跟踪技术有准确的定位和全球的覆盖范围,但是租赁卫星频道的费用高,致使该技术在中国没有被广泛使用 [16] - [22]。

到了21世纪初期,跟踪技术发展到利用GMS + GPS双模块跟踪定位,并在交通设备的定位与跟踪上得到广泛的应用。现在的发射装置大多都集成了GPS模块,使得动物的地理坐标可以被精准定位,另外它还设置了太阳能锂电池,大大提高了设备的使用寿命。该跟踪技术的具备成本低、跟踪距离长的优越性,但必须设置相应的收发机获取信号,而目前移动基站数量来,覆盖范围广。GMS + GPS跟踪技术就完美替代了卫星跟踪技术。本文主要是利用GMS + GPS跟踪技术来精确地跟踪和定位苍鹭的扩散。GMS + GPS跟踪器的实时点位传送使本研究更加科学 [23] [24]。

2. 研究地概括和研究方法

2.1. 研究地概况

黑龙江省齐齐哈尔市泰来县泰湖国家湿地公园是黑龙江省为数不多毗邻城区、生态环保的国家湿地公园之一。占地总面积1365 hm2,其中水域面积7 km2,位于北纬46˚22'57、东经123˚26'38。湿地公园共有鱼类7科31种,鸟类34科162种,其中有白琵鹭(Platalea leucorodia)、丹顶鹤(Grus japonensis)、大天鹅(Cygnus cygnus)等21种重点保护动物。湿地公园由草甸、林地、沼泽、湖泡等景观组成。苍鹭是此湿地公园的优势种群 [24] [25] [26]。

2.2. 跟踪器的佩戴

本研究利用的卫星跟踪器型号为HQBG5037S,重量40 g,为湖南环球信士公司产品,防水等级IP68,防水深度10 m,工作温度−40~70℃,定位精度5 m,定位方式GPS/BeiDou/GLONASS,定位数据周期1 h,体积50 mm × 35 mm × 65 mm,跟踪器总工作时长约3年。该跟踪器完全具备本研究的目的与要求。于泰湖湿地公园寻找苍鹭大群繁殖区域若干个,在湿地公园工作人员的协助下,捕捉苍鹭幼鸟5只将跟踪器通过背负式附着苍鹭幼鸟体上固定。

2.3. 数据采集与分析方法

通过数据管理平台来接收幼鸟的定位数据,定位信息的发送频率为1次/h,由时间、经纬度、速度、海拔高度、温度、定位精度等来组成整体的定位数据。定位精度设置A、B、C、D四个等级,精度偏差是5 m、10 m、20 m、100 m,精度逐级递减。在本文中,将D级数据从分析数据中剔除,并且A,B和C精度的数据被选择为有效点位。将苍鹭幼鸟活动能力和活动区域作为研究时间段的划分依据,共分为3个时期,分别为扩散初期、扩散中期、扩散后期。

苍鹭的活动区域面积是用软件ARCGIS 10.5来显示定位的点位和飞行的方向,然后用MCP (Minium Convex Polygon)最小凸多边形法来计算活动区域面积。MCP最小凸多边形法,是根据外围的锚点圈成的一个多边形,此多边型代表着苍鹭的活动区域。再用软件ARCGIS来计算出苍鹭每个小时的活动距离。在苍鹭幼鸟的活动分析方面,总共分为4个方向:活动区域、活动面积、活动距离、飞行的高度和速度。

2.4. 扩散行为定义

1) 扩散初期:幼鸟因飞行能力不足,日常活动主要以离巢距离不超过2 km的短距离滑翔为主;

2) 扩散中期:幼鸟具备较长时间飞行能力,主要以到距繁殖地不超过50 km附近的湿地活动为主;

3) 扩散后期:幼鸟已经具备长距离飞行能力,距离繁殖地超过100 km;

4) 单次最远活动距离(km);统计相邻时间定位点的距离,并取该时间段内的最大值;

5) 最大日活动距离(km):是指该扩散时期内日活动距离的最大值;

6) 最小日活动距离(km):是指该扩散时期内日活动距离的最小值;

7) 日均活动距离(km):是指该扩散时期内,幼鸟累计活动距离除以该时期天数;

8) 飞行速度(km/h):是指该幼鸟当前时间运动的速度;

9) 飞行高度(m):是指该幼鸟当前时间运动的海拔高度。

3. 研究结果

本次研究共环志5只苍鹭幼体,其中苍鹭幼鸟NEFU-01、NEFU-02分别于7月12日、7月1日在巢内死亡。苍鹭幼鸟NEFU-05于9月9日在黑龙江省哈尔滨市阿城区西泉眼水库死亡,之后在回收跟踪器时发现其死亡原因是鸟脚插入渔网被困而死。为确保本研究的科学性,故本文只讨论NEFU-03、NEFU-04两只苍鹭幼鸟扩散活动数据。NEFU-03、NEFU-04两只苍鹭幼鸟分别于同年10月22日、12月5日离开吉林省开始向南迁徙,扩散时期分别持续124 d和168 d,根据研究飞行时间阶段划为扩散初期、扩散中期和扩散后期三个阶段(表1)。

Table 1. Dispersion time of grey heron chicks after leaving nests

表1. 苍鹭幼鸟离巢后的扩散时间

3.1. 苍鹭幼鸟活动区域及停留时间

通过跟踪器信息,苍鹭NEFU-03在其扩散时期研究的124 d中共获得有效点2930个,苍鹭NEFU-04在183 d中共获得有效点位2886个。从位置信息中看出,2只苍鹭扩散初期均在泰湖国家湿地公园活动,苍鹭NEFU-03在同年7月27日离开繁殖地,该幼鸟在其繁殖地停留37 d,占总记录时间的29.8%。而苍鹭NEFU-04较苍鹭NEFU-03早12 d离开繁殖地(同年7月14日),在繁殖地停留25 d,占其总记录时间的13.58%。在扩散中期2只苍鹭分别向不同区域开始扩散,苍鹭NEFU-03在吉林省大安市月亮泡镇月亮泡水库附近湿地活动,停留时间86 d,占总记录时间的69%。其余时间在扩散途中沿途休息1 d。而苍鹭NEFU-04向吉林省白城市镇赉县莫莫格国家级自然保护区扩散,停留时间85 d,占总记录时间的46.45%。该幼鸟在扩散后期又向大安市月亮泡水库附近湿地扩散,在其附近湿地停留时间59 d,占总记录时间32.24% (图1)。

3.2. 活动面积

在扩散初期幼鸟具有初步试飞能力,但飞行能力不完善,仍不能进行长距离飞行。在此扩散阶段2只幼鸟日活动面积差异不大,NEFU-03在扩散初期获得有效定位点864个,日活动范围均值为0.06367 km2。NEFU-04获得有效定位点514个。此阶段幼鸟日活动范围均值为0.0599 km2。随后在扩散中期NEFU-03获得有效定位点215个,此阶段幼鸟日活动面积均值25.06846 km²。NEFU-04获得有效定位点1993个,此阶段幼鸟日活动面积均值12.8771 km2。在扩散后期NEFU-03获得有效定位点数1843个。日均值为4.29889 km2。10月22日该幼鸟飞离吉林省,开始向南迁徙。NEFU-04获得有效定位点数1378个。日均值为14.2428 km2。12月5日该幼鸟飞离吉林省,开始向南迁徙(表2图2)。

通过以上数据分析可以看出苍鹭在扩散初期活动范围较小,NEFU-03在该时期内日活动最大、最小面积分别为1.93501 km2和0.00038 km2。NEFU-04在扩散初期最大、最小日活动面积分别为0.47241 km2和0.00005 km2。这是因为在扩散的初期阶段,苍鹭处于试飞期间,不具备长期飞行的能力。随着苍鹭身体的发育,飞行能力的不断增强,幼鸟的活动范围才会变大,这样扩散才会更有效率。

Figure 1. Areas of activity and flight paths for grey heron chicks

图1. 苍鹭幼鸟的活动区域和飞行路线

Table 2. The areas of activity for grey heron chicks (NEFU-03/NEFU-04) in different period

表2. 不同时期苍鹭幼鸟(NEFU-03/NEFU-04)活动面积

3.3. 活动距离

在扩散初期,NEFU-03共活动37 d,累计活动28.1786 km,日平均活动0.7706 km,日最大、最小活动距离分别为6.1249 km和0.1455 km,单次最远活动距离2.2473 km。NEFU-04在扩散初期共持续25 d,累计活动19.1742 km,平均每日活动0.7987 km,最大和最小的日活动距离分别为2.6013 km和0.0434

注:95%MCP方法估算的活动区域涵括了大部分的更为集中的坐标点。

Figure 2. The map of daily activities for three periods

图2. 三个阶段日活动面积示意图

km,单次最远活动距离0.781 km。从数据中可以看出,2只幼鸟在扩散初期的活动能力相差不大,活动能力都比较弱,只能进行短距离的活动。NEFU-03在扩散中期的9 d时间内共活动225.6161 km,日平均活动25.0685 km,最大、最小日活动距离分别为94.3667 km和4.3316 km,单次最远的活动距离为32.9608 km。NEFU-04在扩散中期85 d的时间内共活动1094.57 km,日平均活动12.8771 km,最大、最小日活动距离分别为128.7376 km和4.3362 km,单次最远的活动距离为123.412 km。从数据中看出,幼鸟在具有飞行能力时便离开繁殖地,向周围湿地开始扩散,在扩散中期不断的完善自己的飞行能力,基本达到了成鸟的水平。在扩散后期NEFU-03持续了78 d,累计活动距离720.1247 km,日平均活动9.2322 km,日最大、最小活动距离分别为39.6711 km和0.5131 km,最远单次活动距离12.0775 km。NEFU-04在扩散后期持续59 d,累计活动338.9711 km,日平均活动5.744 km,日最大、最小活动距离分别为63.246 km和1.1928 km,最远单次活动距离25.4214 km。在扩散后期,幼鸟很少进行长距离飞行,每天往返觅食地和栖息地,活动的距离和时间都很规律,此时是为南迁做能量的储备,在日常的生活中飞行能力得到进一步增强。2只幼鸟随后和苍鹭集群飞离吉林省,向南迁徙(表3)。

3.4. 飞行高度与速度

在扩散初期2只幼鸟最快飞行速度分别为38 km/h和12.6 km/h,最大飞行高度分别为224 m和545 m。在扩散初期幼鸟都是在进行试飞活动,飞行能力较弱。随着身体的发育,在扩散中期的幼鸟基本能够保持50.6 km/h和123 km/h的最快飞行速度,而最大飞行高度变化不大,分别是215 m和525 m。扩散后期的幼鸟飞行高度有较大的增强,飞行高度分别达到2792 m和303 m,飞行最快的速度为46.7 km/h和51.5 km/h (表4)。

Table 3. The activity distance of grey heron chicks (NEFU-03/NEFU-04) in different period

表3. 不同时期苍鹭幼鸟(NEFU-03/NEFU-04)活动距离

Table 4. The maximum flight speed and height of grey heron chicks (NEFU-03/NEFU-04)

表4. 苍鹭幼鸟(NEFU-03/NEFU-04)飞行速度和飞行高度

注:*高度为海拔高度。

通过分析可以得出幼鸟在不同时期,飞行高度逐步提高,其中从扩散初期的224 m逐步增加至扩散后期的2792 m,同时随着扩散时间的增加,飞行速度也逐渐变快,由扩散初期的12.6 km/h 逐步增加至扩散后期的55.6 km/h。其中苍鹭NEFU-04在扩散中期2018年9月6日单次最远活动距离123.412 m,可以分析出其幼鸟在这段时间内最快速度应大于123 km/h,可见在幼鸟扩散中期飞行速度就得到了较大改善。结果表明,在扩散初期至扩散后期,幼鸟的飞行高度和飞行速度逐渐增加。随着日龄的增加,幼鸟的飞行能力逐渐增强,其飞行能力与日龄成正比。

3.5. 苍鹭幼鸟活动时间

因苍鹭幼鸟扩散初期阶段都在巢区附近活动,故只统计扩散中期和扩散后期的每天来往觅食地与夜栖地的时间规律。幼鸟在扩散中期,通常每天4:00开始觅食活动,19:00飞回夜栖地。扩散后期幼鸟每天5:00飞到觅食地,20:00回到夜栖地,其中最晚12:00回到夜栖地,最早3:00飞到觅食地。通常人们认为苍鹭在夜栖地休息的时候是静止不动的,但本文通过数据分析苍鹭幼鸟在夜栖地休息时每小时都有活动迹象,夜晚休息时每小时的活动范围大多数小于30 m,当夜晚休息的时候,仍存在少量活动。

4. 讨论

4.1. 苍鹭幼鸟活动能力变化

通过位置的追踪我们发现,在巢区的幼鸟每次飞行基本在50 m的范围内,飞行距离很短。在扩散的初期,飞行能力逐渐增强,日出时,幼鸟进行试飞。在鸟巢附近活动,夜间返回鸟巢。2只幼鸟在扩散初期最大日活动面积分别为1.93501 km2和0.472408 km2。幼鸟的飞行能力增强是在扩散中期,幼鸟开始离开繁殖地生活,不再回到繁殖地。NEFU-03在7月30日至8月2日这4 d的时间活动188.0779 km。NEFU-04在9月6日单次最远活动距离达到123.412 m,具有成鸟的飞行能力。从数据中可以看出幼鸟在扩散中期结束之前基本具有成鸟的飞行能力。到扩散后期,2只幼鸟每天正常往返夜栖地和觅食地之间,很少有长距离飞行,为冬季迁徙做好能量储备。

4.2. 活动面积变化

幼鸟的活动区域与活动距离密切相关。距离与面积呈正相关。幼鸟在活动能力弱的扩散初期,飞行距离和活动面积数值都较小,日平均活动面积分别为0.06367 km2和0.0599 km2。幼鸟飞行能力在扩散中期增强,日均活动面积分别为220.668 km2和9.1174 km2。之所以NEFU-03日均面积和NEFU-04相差较大,是因为NEFU-03,7月31日的日活动距离是94.3667 km,且活动点位分布较分散,故产生此现象。在扩散后期,2只苍鹭日均日活动面积分别为4.2989 km2 和14.2428 km2,达到正常水平。

4.3. 飞行高度和速度变化

扩散初期的幼鸟常进行试飞活动,飞行能力较弱,2只幼鸟的最大飞行速度仅为38 km/h和12.6 km/h,最大飞行高度仅为224 m和545 m。到了扩散中期,幼鸟的身体发育完善,在飞行能力上的了较大的改善,在速度上明显可以看出,两只幼鸟分别达到50.6 km/h和123 km/h,基本达到了成鸟水平,但在飞行高度上没有较大提升。在扩散后期,飞行高度上2只幼鸟提升较大,分别达到2792 m和303 m。这样幼鸟可以飞得更高,让它们利用上升气流飞行,从而在飞行过程中节省能量,使它们能够飞到更广阔的地区,获得更多的食物,并为冬季迁徙储存更多的能量。

4.4. 卫星跟踪器的使用

卫星跟踪器在鸟类环志中应用较多,研究发现不同的鸟种需要佩戴不同型号的跟踪器,首先跟踪器的电池使用期限一定满足研究时间的需求;其次需要通过前期观察,选择体质健壮的幼鸟来佩戴,同时跟踪器的质量不能太大,否则会影响幼鸟的日常活动 [16];由于环志的幼鸟体型在不断发育,所以对于捆绑绳的佩戴不宜过紧或过松,应选择适当松紧度,以不影响幼鸟体型正常发育和日常活动。

5. 结论

研究发现,苍鹭幼鸟其身体器官的发育随着日龄的增加不断完善,因此其扩散的范围也随着飞行能力的不断增强,在逐渐变大,距离繁殖地越来越远,在扩散中期和扩散后期不断完善其飞行能力,找到食物充足的区域,补充能量。便准备随着苍鹭种群一起进行迁徙。

随着日龄增长,苍鹭幼鸟的活动面积不断增大。苍鹭幼鸟在扩散初期的飞行能力弱,日活动面积小,扩散中期随着幼鸟的生长发育,它们的活动能力也随之增强,其体力和飞行能力基本与成鸟相似,已经具有长距离飞行的能力,飞行速度和高度也在不断增加。扩散后期的幼鸟每日活动规律,日出时去觅食地觅食,到日落之前回到栖息地,很少进行长距离高速飞行,本次研究发现苍鹭幼鸟在夜栖地休息时每小时都有活动迹象,夜晚休息时每小时的活动范围大多数小于30 m,当夜晚休息的时候,仍存在少量活动。

文章引用

刘光宇,彭 文,吴庆明,谢 鹏,崔兴波,李晓民. 卫星跟踪泰湖国家湿地公园苍鹭幼鸟出生扩散
Satellite Tracking of the Natal Dispersion of Grey Heron Chicks in Taihu National Wetland Park[J]. 环境保护前沿, 2020, 10(02): 126-134. https://doi.org/10.12677/AEP.2020.102014

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  27. NOTES

    *通讯作者。

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