足迹隧道相较于长期巢箱监测在榛睡鼠与园睡鼠检测中的有效性评估

《European Journal of Wildlife Research》:Assessing the effectiveness of footprint tunnels compared to long-term nest box monitoring for hazel and garden dormice

【字体: 时间:2026年05月22日 来源:European Journal of Wildlife Research 2

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  监测隐蔽性强、种群密度低的物种,需要兼具效率与成本效益的方法,在保证可靠检出的同时尽量减少人力投入。本研究评估了足迹隧道相对于长期巢箱监测在检测榛睡鼠(Muscardinus avellanarius)与园睡鼠(Eliomys quercinus)中的有效性。

  
监测隐蔽性强、种群密度低的物种,需要兼具效率与成本效益的方法,在保证可靠检出的同时尽量减少人力投入。本研究评估了足迹隧道相对于长期巢箱监测在检测榛睡鼠(Muscardinus avellanarius)与园睡鼠(Eliomys quercinus)中的有效性。2022年,研究人员在西阿尔卑斯山区6个区域(海拔1,200–1,966 m)开展了15次监测,使用217组配对设置的巢箱和足迹隧道,共收集2,015张足迹卡,并在巢箱中记录到126只榛睡鼠和27只园睡鼠。纳入“方法”作为观测层级协变量(observation-level covariate)的单季占域模型(single-season occupancy models)显示,足迹隧道在榛睡鼠和园睡鼠的检测中均持续优于巢箱。对于榛睡鼠,无论是在7月下半月至9月下半月的活动高峰期,还是在其余采样时段,使用足迹隧道获得的检测概率均约为巢箱的8倍;而对园睡鼠,这一优势更为显著。此外,足迹隧道在5月至12月期间获得了稳定的出现频率,而巢箱则表现出延迟出现或较低出现率。尽管足迹隧道可能易受环境干扰,但其对动物干扰较低且所需投入更少,因此更适合大尺度睡鼠检出。尽管巢箱在有无调查(presence/absence surveys)中的效率较低,但在涉及动物处理的种群统计学研究中仍属必要。研究结果表明,足迹隧道提供了一种可靠、低投入且符合伦理的替代方案,可为监测实践提供支持;这一点也已被既往研究证实。同时,该方法有助于强化对欧盟《栖息地指令》(EU Habitats Directive)的遵循,从而依照替代(Replacement)、减少(Reduction)与优化(Refinement)原则推进睡鼠保护成效。
该研究发表于《European Journal of Wildlife Research》,聚焦隐蔽性强、低密度小型哺乳动物的监测方法学优化问题。物种分布监测是制定保护策略、评估管理成效和识别栖息地需求的基础,但在实际调查中,“未检出”并不等同于“真实缺失”,尤其对于夜行性、树栖性且活动隐蔽的睡鼠类群,监测结果极易受到不完全检测(imperfect detectability)的影响。榛睡鼠(Muscardinus avellanarius)是欧盟《栖息地指令》列管物种,需要成员国开展定期监测;园睡鼠(Eliomys quercinus)则因近年分布范围显著缩减而被世界自然保护联盟列为易危物种。传统上,巢箱因可模拟天然树洞而广泛用于睡鼠监测与种群学研究,但巢箱仅能反映利用人工巢位的那部分个体,且动物对新设巢箱的适应存在时间滞后,因此其在有无调查中的检出能力可能受限。相较之下,足迹隧道只需动物单次通过即可留下痕迹,理论上更适于快速、低干扰地确认物种出现。基于此,研究人员以已连续放置3年以上的巢箱为比较对象,系统评估足迹隧道对榛睡鼠和园睡鼠的检出效能,并进一步比较两种方法对季节性活动格局的表征能力,以为山地环境中睡鼠监测方案优化提供依据。

在技术方法上,研究于意大利西阿尔卑斯格兰帕拉迪索国家公园内两条山谷的6个样区开展,样地海拔覆盖1,200–1,966 m。2019年冬季布设217个巢箱,2022年在每个巢箱附近约2 m处增设足迹隧道,5月至12月每15天检查一次,共15轮。研究人员记录巢箱内个体信息,并采集足迹卡进行实验室鉴定;同时调查样点10 × 10 m范围内的环境变量。统计上构建单季占域模型(single-season occupancy model),将“方法”作为观测层协变量,分别对3个生物学时段进行建模,并以AICc筛选最优模型;样本来源包括6个样区全部榛睡鼠样点,以及园睡鼠出现较稳定的2个低海拔样区。

研究结果显示,足迹隧道在总体检出数量和检出稳定性上均明显优于巢箱。全年15次监测中,巢箱共记录榛睡鼠126只、园睡鼠27只;足迹隧道共回收2,015张足迹卡,其中728张识别为榛睡鼠,573张识别为园睡鼠。对榛睡鼠而言,在两种方法的比较观察中,双方同时检出的情况为86次,仅足迹隧道检出608次,仅巢箱检出9次,显示足迹隧道对物种出现极为敏感。按出现频率看,足迹隧道在各样区都呈现更高且更稳定的检出,尤其在活动季后期的10月至11月优势更突出;部分区域中,足迹隧道比巢箱可额外延长至少1个、最多4个监测时段的检出窗口。对园睡鼠而言,双方同时检出18次,仅足迹隧道检出554次,仅巢箱检出1次;而且足迹隧道还能在中海拔区域检出园睡鼠,而巢箱未能记录到其出现,表明该方法对园睡鼠空间分布边界的识别能力更强。

“Comparison of hazel dormice detection between the two methods”部分表明,榛睡鼠在足迹隧道中的出现频率整体高于巢箱,最高值出现在R1948区域9月上旬,足迹隧道达到0.91 ± 0.06,而巢箱最高仅为0.32 ± 0.10。研究据此认为,足迹隧道不仅提高了检出率,也更能连续表征活跃季内的活动持续性,尤其适用于低活动水平或季末阶段的监测。

“The best-fitting occupancy model for hazel dormouse”部分显示,榛睡鼠最优占域模型中,检测概率(p)受监测方法与样区共同影响,且3个季节中两种方法差异均极显著(p < 0.001)。足迹隧道在季节1、2、3中的平均检测概率分别为0.599 ± 0.068、0.743 ± 0.048和0.143 ± 0.062;巢箱分别仅为0.101 ± 0.035、0.089 ± 0.026和0.004 ± 0.002。说明无论在越冬后、繁殖期还是冬眠前阶段,足迹隧道都具有压倒性优势。占域组分(ψ)方面,海拔仅在季节3对占域产生显著负效应,表明高海拔限制主要体现在冬眠前阶段;1 m高度灌木存在以及总体灌木覆盖度在全部季节均表现为显著正效应,且二者交互项也显著为正,说明榛睡鼠更倾向于使用具有连续性灌丛结构的样点。季节2中,巢箱记录到的园睡鼠数量对榛睡鼠占域呈显著负效应,提示两种睡鼠在共享人工巢位时可能存在干扰或回避关系。

“For the garden dormouse”部分显示,园睡鼠的最优模型中,检测概率始终主要受监测方法影响,且3个季节内方法差异均极显著(p < 0.001)。足迹隧道在季节1、2、3中的检测概率分别为0.638 ± 0.030、0.850 ± 0.020和0.301 ± 0.032,而巢箱仅为0.022 ± 0.009、0.030 ± 0.009和0.008 ± 0.005,显示足迹隧道对园睡鼠的优势甚至强于榛睡鼠。占域组分中,季节1和2的最优模型纳入了海拔,但研究并未发现清晰稳定的海拔限制信号,作者指出这可能与分析仅限于两个低海拔样区、海拔梯度较窄有关。

讨论部分指出,尽管巢箱长期以来是睡鼠研究的标准工具,尤其适合获取个体标记、体重、繁殖和存活等种群统计学参数,但其在“是否存在”的监测任务中检出效率偏低,尤其在秋季活动后段,动物可能仍在环境中活动,却不再使用巢箱。足迹隧道则能持续记录动物活动痕迹,更好反映整个活跃季的出现动态。研究同时强调,局地种群密度可能影响巢箱效果,在高海拔榛睡鼠密度较高区域,巢箱检出表现相对较好,但总体仍不及足迹隧道。对于园睡鼠,地面活动习性及对岩隙、地面空腔等天然庇护所的利用,可能进一步降低其进入巢箱的概率,这也解释了足迹隧道的明显优势。研究还指出,虽然两种方法在同一样点同时部署,理论上可能存在条件依赖,但两者差异幅度极大,因此这一问题不足以改变总体结论。

从应用意义看,该研究明确支持在榛睡鼠和园睡鼠的大尺度分布监测、占域调查和长期保护评估中优先采用足迹隧道。该方法不仅检测概率高、所需人力低,而且干扰更小,更符合动物实验伦理中的3R原则,即替代(Replacement)、减少(Reduction)和优化(Refinement)。同时,高检出率也有助于提升占域估计的可靠性,避免因检测概率过低而混淆“未发现”与“确实不存在”。对于欧盟《栖息地指令》要求的物种监测工作而言,这一方法学优化具有直接管理价值。不过,研究人员也明确指出,对于需要捕捉、测量、标记个体并估计存活、繁殖成功和身体状况等关键参数的种群统计学研究,巢箱目前仍不可替代。

研究结论部分可译为:总之,尽管足迹隧道可能因天气或动物干扰而存在少量记录丢失风险,但本研究中此类问题可以忽略,表明该方法即使在海拔中高、气候较严酷的条件下也具有可行性。鉴于其成本效益高、采样投入有限,且这一点已在既往研究中得到支持,研究人员建议在检测睡鼠等敏感且隐蔽物种时采用足迹隧道,而无需像巢箱那样进行长期设备布设。该方法与3R伦理原则高度一致,能够在降低干扰和风险的同时,以更低成本和更少采样工作量获得高质量数据。然而,对于旨在研究物种种群统计学特征的工作,巢箱仍然是必要且当前不可替代的,因为其支持直接处理、测量和个体标记,这些程序对于估计存活率、繁殖成功、身体状况和动物移动模式等关键种群参数至关重要。
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