《Ecological Solutions and Evidence》：Integration of camera traps with direct observation surveys in monitoring of birds under unequal temporal coverage
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专业术语翻译（摘要部分）
相机陷阱（Camera Traps，CT）日益被认为是生物多样性监测的有效工具，但其在鸟类群落研究中的方法学表现仍知之甚少。研究人员利用韩国济州岛一处山地湿地及附近四个小岛为期6年（2018–2023年）的数据集，评估了CT与传统直接
专业术语翻译（摘要部分）
相机陷阱（Camera Traps，CT）日益被认为是生物多样性监测的有效工具，但其在鸟类群落研究中的方法学表现仍知之甚少。研究人员利用韩国济州岛一处山地湿地及附近四个小岛为期6年（2018–2023年）的数据集，评估了CT与传统直接观测（Direct Observation，DO）调查之间的互补性。在五个样地中，30台CT累计产生18,780个相机工作日（camera-station days）。
研究人员考察了在时间覆盖不均条件下CT与DO之间的共有和各自特有检出情况、基于CT记录的昼夜群落结构、基于稀疏化（rarefaction）方法的季节性方法特异性物种丰富度累积，以及相机站点配置和鸟类至相机检测距离对CT丰富度估算的影响。
CT记录到65种鸟类，DO记录到85种，其中41种为两种方法共有，44种仅由DO检出，24种仅由CT检出，使总物种丰富度增至109种。McNemar检验确认了显著的检出不平衡（χ2 = 5.31，p = 0.021），昼夜分析表明存在微弱但显著的群落更替（R2 = 0.0061，p < 0.01）。季节性稀疏化分析显示，春季和夏季CT与DO的丰富度估算值相近，而秋季和冬季DO记录的丰富度更高。
枝干安装相机记录到最高的平均日丰富度，地面站点和水域站点的值显著较低，而飞行通道站点与枝干站点之间无显著差异。单位面积的物种丰富度随鸟类至相机距离的增加而下降。
实践意义：CT通过扩展时间覆盖范围和检出基于观测者调查中易被遗漏的物种来补充DO。整合相机布设、工作量标准化指标和距离感知建模，为将CT纳入长期鸟类监测计划以及在野外条件下改进基于可检测性的生物多样性指标提供了可迁移的框架。
论文解读文章
一、研究背景与问题
鸟类群落监测是生物多样性评估、生态系统评价和保护规划的基础。在岛屿海岸线和山地火山盆地等环境条件全年波动剧烈的区域，调查设计必须捕捉季节性动态，才能产生可靠且与决策相关的指标。传统基于观测者的方法，如点计数和样线法，仍然不可或缺，但其时间覆盖有限：调查时间短暂、以昼间为主，且常受后勤和可达性制约。因此，鸟类活动的大部分时段落在观测窗口之外，由此产生的推断可能同样依赖于调查时机而非潜在的生态格局。
运动触发的相机陷阱（Camera Traps，CT）可提供连续、非侵入性和可重复的动物出现与活动记录。尽管CT最初主要应用于哺乳动物，现已越来越多地用于鸟类研究，包括湿地鸟类、林下鸟类、穴居海鸟等。然而，CT用于鸟类监测也存在重要局限：相机视野受限，检出依赖于鸟类进入传感器区域，小型、快速移动、冠层活动或飞行中的鸟类可能检出不佳。反之，害羞但鸣声显著的物种可能在DO中被记录但未被CT检出。这些方法学差异意味着CT和DO不太可能采样到鸟类群落的相同组分。尽管如此，在现实野外条件下定量评估相机检出与传统观测调查之间一致性或互补性的研究仍然相对较少，尤其是在两种方法时间覆盖天然不均的情况下。
济州岛及其周边小岛为评估这些方法学问题提供了合适的场所。该区域包括火山山地盆地、内陆湿地、海岸小岛、岩石海岸线、草地和灌木为主的栖息地，且面积相对较小。季节性季风降雨、台风、温和冬季以及近海小岛的可达性差异，对重复观测者调查构成了强烈的季节性和后勤限制。实践中，CT和DO很少在时间上同步。CT可全天24小时运行，而DO调查通常限于短时、主要在白昼时段。这种时间差异使两种方法的直接比较复杂化，必须在提出可靠建议之前加以考虑。
为此，研究人员分析了济州岛及周边五个样地2018–2023年共6年的数据集，将全天候CT布设与实地考察期间开展的常规DO样线调查相结合。研究目标包括：（i）量化时间覆盖不均条件下CT与DO的共有和各自特有检出，评估其对物种编目和长期监测的意义；（ii）利用CT记录评估昼夜群落结构，并在标准化采样努力下比较季节性方法特异性丰富度累积；（iii）确定相机站点配置和相机至鸟类检测距离如何影响基于CT的物种丰富度估算，为调查设计和解释提供依据。
二、主要技术方法
研究在韩国济州岛周边五个样地开展：Soejilmot湿地（5,118.5 m2）、Cheongdo岛（240,860 m2）、Jikgudo岛（240,318 m2）、Heukgeomdo岛（244,266 m2）和Sasudo岛（223,000 m2）。共部署30台ROBOT D30 CT（被动红外触发<0.2 s，850 nm红外照明），每样地6台，累计18,780个相机工作日。相机以混合模式运行，每次触发拍摄3张照片（20 MP）后录制10秒1080p视频，触发间隔30秒。站点配置分为枝干（Branch）、飞行通道（Flight）、地面（Ground）和水域（Water）四类，有效检测半径定义为5 m。DO调查采用固定样线法，样线长0.6–0.9 km，以约1 km/h速度在白昼（06:00–17:00）步行，记录样线50 m范围内所有看到或听到的鸟类。统计分析包括：McNemar检验评估方法间检出不平衡；基于iNEXT包的稀疏化与外推分析比较标准化努力下的丰富度；基于Bray–Curtis距离的PERMANOVA和距离冗余分析（dbRDA）评估昼夜群落结构；泊松广义线性模型（GLM）和广义线性混合模型（GLMM）评估站点配置对日丰富度的影响；负二项广义线性模型评估检测距离对单位面积丰富度的影响。
三、主要研究结果
3.1 直接观测与相机陷阱的方法比较
在2,190张含鸟CT图像中，1,526张（69.7%）被可靠鉴定到物种水平。全部调查共记录109种鸟类，其中41种两种方法均检出，44种仅由DO检出，24种仅由CT检出。DO共检出85种，CT检出65种。不一致检出显著偏向DO（McNemar χ2 = 5.31，df = 1，p = 0.021）。稀疏化分析显示，在匹配至100个检出事件时，春季和夏季两种方法的平均物种丰富度几乎相同（Δ < 1种），而秋季DO超出CT 1.9种，冬季超出4.1种。在Soejilmot样地的33个同日配对日期中，DO平均日丰富度为15.76种，CT为1.61种（平均配对差 = 14.15种，SD = 7.00），对应Cohen's d = 2.02，事后检验功效>0.99。
3.2 昼夜检出差异与群落结构
基于CT记录的昼夜分析中，昼间样本含1,480条检出记录和58种，晨昏样本含22条记录和13种，夜间样本含24条记录和14种。昼夜特有物种数为昼间43种、晨昏2种、夜间6种。以昼夜时段为唯一因素的PERMANOVA显示组间存在显著差异（F = 3.06，R2 = 0.0061，p < 0.01）。调整模型纳入站点配置和季节并以样地作为置换分层后结果相似（F = 2.88，R2 = 0.0055，p < 0.01）。多元离散度在各昼夜组间无显著差异（betadisper p = 0.089）。dbRDA排序显示昼夜类别间存在微弱但统计上可检出的分离，但解释方差很低，表明时段对整体群落变异贡献有限。
3.3 相机站点类型对物种丰富度的影响
在979个分析用相机工作日中，枝干站点675个、地面222个、水域51个、飞行通道31个。平均日物种丰富度（±SE）以枝干站点最高（1.43 ± 0.05），其次为地面（1.15 ± 0.07）、水域（1.08 ± 0.14）和飞行通道（1.06 ± 0.19）。以枝干为参照的泊松GLM显示，地面站点（β = ?0.221，SE = 0.070，95% CI = ?0.359至?0.083）和水域站点（β = ?0.284，SE = 0.139，95% CI = ?0.556至?0.012）的日丰富度显著较低，而飞行通道站点与枝干无显著差异（β = ?0.297，SE = 0.177，95% CI = ?0.644至0.050）。模型诊断未显示过度离散（Pearson χ2/df = 0.351；残差偏差/df = 0.270）。以样地为随机截距的GLMM估计方差为4.684 × 10?17（SD = 6.844 × 10?9），产生奇异拟合，GLM与GLMM固定效应估计的最大绝对差为2.438 × 10?7，表明样地间差异可忽略。
3.4 检测距离对物种丰富度的影响
单位面积物种丰富度在1 m处最高，随距相机距离增加而下降。负二项模型估计距离对单位面积丰富度有显著负效应（β = ?0.845，SE = 0.136，95% CI = ?1.111至?0.579，p < 0.001）。这一强负相关表明CT的功能检测范围远窄于其几何视野，鸟类即使出现在画面内，若距离过远、体型过小、停留过短或与热背景差异不足，仍可能未被检出。
四、讨论总结与研究结论
讨论部分指出，CT与DO应被视为互补而非可互换的方法。DO在整体物种数和广域日丰富度评估方面更有效，因为观测者可在实地访问期间通过视觉和听觉在更广范围内实时检出鸟类；而CT通过持续标准化部署扩展时间覆盖，可检出观测者遗漏的地面活动、隐蔽、羞怯或晨昏活动的物种。24种仅由CT检出的物种证明相机部署提高了合并物种编目的完整性。
在昼夜节律方面，CT记录强烈集中于昼间时段，晨昏和夜间检出稀少。这既可能反映鸟类群落本身以昼间活动为主，也可能与晨昏时段采样窗口较短、低热对比条件下被动红外触发效率降低、红外图像分类分辨率较低等因素有关。全天候部署应被理解为减少时间遗漏的手段，而非各昼夜时段采样效率相同的证据。
站点配置对CT日丰富度估算有明确影响。枝干站点记录到最高平均丰富度，可能因为抬高的安装位置扩大了无遮挡视野、减少了低层植被干扰，并使传感器更一致地与鸟类移动路径相交。研究结果支持多高度布设以改善结构复杂生境中的覆盖度。
检测距离分析表明，镜头角度或标称检测范围不应定义CT的有效采样空间。忽略距离相关的检出下降可能高估采样面积，从而低估站点间或生境间可检测性的变异。CT布设应优先考虑明确定义的焦点区域而非最大化的广角视野。
研究结论强调：CT与DO并非鸟类丰富度的等效度量，但两者的整合可提高鸟类群落评估的完整性。CT应被理解为观测者调查的补充方法而非替代品。相机站点配置和检测距离强烈影响观测到的丰富度，传感器布设、有效检测范围和空间排列必须在调查设计和分析中予以明确考虑。CT可为鸟类监测提供标准化互补框架，尤其在观测者可达性受限的环境中提供连续时间覆盖和可重复的传感器记录。未来工作应聚焦于将CT与声学记录器、测距方法和低光或热成像等互补工具整合，以改善跨类群和跨昼夜时段的检出能力。
