基于远程相机技术优化驼鹿(Alces alces)种群参数估算时机的生态学研究

本研究针对野生动物管理中驼鹿种群参数估算的时序难题，创新性地利用运动触发相机系统，通过分析2020-2021年密歇根州皇家岛国家公园156个监测点的数据，揭示了最佳调查窗口期（夏季6月中旬-7月中旬和冬季12月初-1月初）及25天调查周期可显著提高幼崽:母鹿比和公鹿:母鹿比的估算精度。研究证实相机密度≥4台/km2结合步道内外混合布设方案能优化相对丰度指数（ISE模型估算2.2头/km2），为《荒野法案》约束下的保护地管理提供了创新监测范式。

　　

在野生动物保护领域，准确获取种群参数犹如医生掌握病人的生命体征。然而对于体型庞大的驼鹿(Alces alces)而言，传统调查方法面临诸多困境：航空调查受限于冬季恶劣天气，猎人观测集中在发情期易产生性别偏差，而雪地足迹调查又难以区分个体特征。更棘手的是，在受《荒野法案》保护的皇家岛国家公园这类区域，机动设备使用受到严格限制。这些挑战使得科研人员亟需开发既符合保护法规，又能精准反映种群动态的创新监测技术。

密歇根州立大学联合国家公园管理局的研究团队开展了一项开创性研究，他们巧妙利用运动触发相机网络，系统分析了驼鹿生命史事件与检测率的关系。研究发现驼鹿不同性别年龄组的行为节律存在显著差异：公鹿在9-10月发情期活动激增，母鹿产后活动受限，而冬季所有个体都表现出相似的觅食行为。这种周期性行为变化直接影响传统调查方法的准确性，就像试图用不同刻度的尺子测量物体长度。

为解决这一难题，研究人员在544 km²的皇家岛布设了156台红外相机（98台步道旁+58台步道外50米），采用空间瞬时采样估计(Instantaneous Sampling Estimation, ISE)模型分析2020-2021年的监测数据。研究特别关注三个关键问题：何时调查能获得最可靠的参数？需要多长的调查周期？相机布设方案如何影响结果精度？

主要技术方法包括：1）构建覆盖14种生态类型的相机网络（间距350-1600米）；2）采用10分钟间隔的图像序列处理技术区分个体；3）应用ISE模型计算相对丰度指数（60天调查窗口）；4）通过亚采样分析（5至1台/km²）评估相机密度效应；5）采用25天移动窗口法计算性别年龄比。

研究结果揭示了一系列重要发现：
【检测率】所有性别年龄组的检测率在6月初-7月中旬（产后活动期）和11月中-1月初（冬季觅食期）出现双峰 pattern。公鹿在9-10月发情期出现独立峰值，验证了行为节律假说。步道旁相机的检测率显著高于步道外（+38%），但后者数据变异系数更低。

【相对丰度指数】ISE模型显示12月启动的60天调查窗口结果最稳定（2020年2.2头/km²，95%CI=1.8-2.7）。相机密度降至<3台/km²时，置信区间显著扩大，证实高密度布设的必要性。

【性别年龄比】25天调查窗口在6月中旬-7月中旬和12月初-1月初产生的幼崽:母鹿比（夏季0.39-0.50，冬季0.23-0.26）和公鹿:母鹿比（夏季0.81-0.87，冬季0.64-0.76）变异最小。冬季数据更精确，特别是步道外相机获得的公鹿:母鹿比。

讨论部分强调了三大科学价值：首先，研究首次量化了生命史事件与检测概率的耦合关系，为优化调查时序提供理论框架。其次，提出的25天调查窗口平衡了数据稳定性与操作可行性，较传统冬季调查能获取更全面的种群参数。最后，证实4-5台/km²的混合布设方案既可满足《荒野法案》要求，又能保证参数精度，为保护地管理树立了新标杆。

该研究发表于《Scientific Reports》的创新之处在于将行为生态学原理融入调查设计，解决了长期困扰保护生物学的"何时看"与"如何看"难题。正如通讯作者Hailey Boone指出，这种方法可推广至其他有蹄类动物监测，特别是在法规严格的保护区域。研究不仅为皇家岛狼-鹿生态系统恢复提供关键数据支持，更重新定义了现代野生动物监测的技术标准。