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在國家公園等“大王”巡山!博士生導師在林海雪原追蹤虎豹16年

2022年04月09日09:26 | 來源:光明日報
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野生東北虎影像

研究團隊成員在測量爪印。

研究團隊在野外考察。

【那些曾經瀕臨滅絕的野生動物們】

2021年10月,在云南昆明舉行的聯合國《生物多樣性公約》第十五次締約方大會上,國家主席習近平宣布我國首批5個國家公園正式設立,東北虎豹國家公園位列其中。

我國為什么要建立東北虎豹國家公園?野生虎如何擴散與繁衍種群?為了保護野生虎種群,科研工作者進行了哪些探索?在《王者歸來,中國野生虎的研究和保護經歷了什么》(2022年2月26日,09版,光明日報)之后,本版邀請在林海雪原追蹤虎豹16年、有“野人教授”之稱的北京師范大學生命科學學院副教授、博士生導師馮利民,繼續為你講述中國野生虎“王者歸來”的故事……

種群擴散“步步為營”

記者:野生虎種群如何進行繁殖和擴散?

馮利民:根據我們團隊10余年的定位觀測研究,在野外,成年虎需要擁有自己的領地后才能進行繁殖;同性別成年虎的領地互相不重疊,一只雄虎可占領多只雌虎,領地面積等于其擁有的雌虎領地面積之和;幼虎一般會被母虎撫養到一歲半至兩歲,然后離開出生地去建立自己的領地,繁衍后代。

一般來講,雌虎的擴散模式分為三種:第一種,“女兒”長大兩年后離開出生地,在母虎周邊建立自己的領地;第二種,母虎把一部分領地讓給“女兒”;第三種,母虎把領地讓給“女兒”,自己再到鄰近區域重建領地。老虎的種群恢復主要依靠雌虎繁衍,上述三種雌虎擴散模式告訴我們,野生虎種群的恢復并非一蹴而就,而是從種源地向外“步步為營”,水波式地向四周擴散,不是一下子就跳躍到幾百公里之外。

如果在種源地以外很遠的地方有虎出沒,那通常是雄虎。雄虎長大后會遠離出生地,以避免近親繁殖——根據雌虎擴散規律,其出生地及附近區域基本上都是自己的近親。2013年,我們監測到一只出生在俄羅斯豹地國家公園的雄虎,它在長大后進入中國境內,一路向西橫穿東北虎豹國家公園,來到位于張廣才嶺區域的黃泥河、大海林、東京城等地并活動至今,擴散距離超過250公里。

記者:導致野生虎種群不能快速恢復的主要原因是什么?

馮利民:2010年至2016年,我們監測到中國境內共繁殖了9胎24只東北虎幼崽,每胎幼崽數量達到2.7只。這個數據與俄羅斯、尼泊爾等國的野生虎大種群(超過百只以上)繁殖率基本相當,甚至還要高一點,證明我國境內的東北虎種群繁殖能力正常。但是,幼虎成長十分艱難,只有約70%的幼崽存活超過一年,33%的幼崽存活超過兩年至成年,這意味著雌虎一胎繁育3只幼虎,只有1只能夠最終成功長大。可見,幼崽成年率低是野生虎種群不能快速恢復的主要原因。

為什么大部分東北虎幼崽不能存活至成年?我們知道,老虎的主要食物是大中型有蹄類動物,如果它們的野外分布密度低,母虎就很難捕捉到足夠的食物來養活幼虎。林下放牧和大量的人為干擾是造成大中型有蹄類動物野外分布密度低的原因。其中,林下的放牧活動會與虎豹的主要獵物——食草動物產生直接生存競爭,而包括墾殖在內的大量人為干擾則使食物鏈斷裂,威脅繁殖母虎的食物安全,給撫養幼虎長大帶來風險。

棲息地要求不一般

記者:東北虎豹的種群要實現穩定繁衍,需要具備哪些條件?

馮利民:一只成年虎,每年需要捕食大約50只大中型食草動物。只有大中型食草動物種群達到500只左右,才能每年產生50只的增長量,供一只老虎捕食,且不會導致整個食草動物種群的逐漸衰退。而500只大中型食草動物種群每年需要消耗大量植物食物資源,這需要良好的植被和健康完整的生態系統來支撐。所以,在人煙稀少的俄羅斯遠東地區,一只雌虎的領地面積能達到約300平方公里,主要因為這里的獵物密度較南方地區低。需要強調的是,雌虎的領地大小與食物鏈的豐富程度密切相關——在保護比較好的區域,生物量高,需要的領地小;而在保護不好的地方,獵物數量少,需要的領地面積就大大增加。

要實現東北虎種群長期穩定繁衍,既需要大面積的連通棲息地和完整的森林景觀,又需要健康的植被結構、豐富的生物多樣性和完整的食物鏈,以及不受干擾的繁衍環境——這意味著我們必須從生態系統整體保護、生物多樣性整體修復的視角來保護東北虎。只有我國東北地區的廣袤森林可持續地保存下來,讓處于生態金字塔頂端的“森林之王”回歸故鄉自由地棲居,才意味著我們真正實現了野生東北虎的保護目的。

記者:當我們對東北虎的野外生存規律有了深入了解后,接下來應該如何推進東北虎保護計劃?

馮利民:東北虎的生存要有大面積保護良好的棲息地,因此需要上升到生態系統水平進行保護,這就得綜合考慮社會發展、科學研究以及人與野生動物和諧共生等因素,在區域尺度甚至由國家層面來主導。2015年,吉林省規劃建設的一條高速公路和一條高速鐵路原定橫穿東北虎豹向我國內陸擴散的主要棲息地,一旦建成將變成一道難以逾越的屏障,阻斷其回歸路線。有關專家對此提出建議后,吉林省高度重視,將規劃中的高速公路取消,高鐵改道,很好地維持了虎豹關鍵棲息地的完整性和擴散路線的暢通性。

此后,東北虎豹的保護進程以遠超我們預期的速度向前推進。2015年5月,以我們團隊10余年科研成果為基礎形成的《關于實施中國東北虎和東北豹恢復與保護重大生態工程的建議》,通過中國民主同盟中央委員會提交至中央。2016年12月,中央全面深化改革領導小組第三十次會議審議通過《東北虎豹國家公園體制試點方案》。我國決定設立的東北虎豹國家公園面積達1.46萬平方公里,是世界上最大的野生虎保護區。遵循種群恢復的自然科學規律,東北虎豹國家公園在保證棲息地聯通性、協調性、完整性的基礎上,將實現整體保護、系統修復。從此,我國野生東北虎的命運迎來真正轉機。

科技“武裝”,保護升級

記者:在面積如此大的國家公園內恢復虎豹種群、修復生態系統,監測和管理上使用了哪些先進方法?

馮利民:新時代國家公園建設標志著我國自然保護進入全新階段。過去,我國大多數自然保護地分布零散且面積不大,通常只有幾十、幾百平方公里。如今,國家公園可以保護大面積重要生態系統,通常為幾千甚至數萬平方公里,保護重點也由物種搶救性保護上升到大生態系統水平修復,強調生態過程的完整性,包括食物鏈、生物多樣性乃至整個生態要素的恢復。這對科研監測與保護管理的精準銜接和匹配提出更高要求。

國家公園所在區域多為崇山峻嶺,地理位置偏遠,交通基礎設施薄弱。“通信靠吼,巡護靠走,防寒靠抖”,正是過去我國自然保護管理落后的真實寫照。傳統的科研監測方法、理論體系和保護實踐,很難跟上國家公園建設的實際需要。如果不能實現國家公園的現代化建設,大面積區域的管理只能繼續以粗獷和低效率的方式進行。

在信息化、智能化領域,現代科技的高速發展和多學科交叉融合,為新時代國家公園的現代化建設提供了良好基礎和契機。北京師范大學虎豹研究團隊在葛劍平教授的帶領下開始了新的探索,研究如何用現代科技“武裝”東北虎豹國家公園。經過數年的試驗和論證,我們融合現代通信、云計算、人工智能、大數據分析等技術,形成東北虎豹國家公園天地空一體化監測系統。這套監測系統不僅能遠距離、大面積實時監測東北虎豹等野生動物的活動狀態,還可以實時獲取生物多樣性、各類生態要素和人類活動信息。每天,大量的監測數據通過現代通信網絡實時傳輸到后臺,再利用人工智能進行大數據分析,科研人員和國家公園管理者根據獲得的各類精準數據直接實施管理,真正實現了“看得見,管得住,建得好”。2018年,該系統小試獲得成功后,經過專家論證和建議,國家林草局很快向整個東北虎豹國家公園推廣。目前,這個監測系統已在東北虎豹國家公園大面積覆蓋,共獲得3萬次虎豹、超過1000萬次野生動物、人類活動及棲息地的視頻數據,讓科研人員實時了解研究對象的動態,也讓管理者實時精準管理著1.46萬平方公里的園區。

在短短4年體制試點期內,東北虎豹國家公園發生了巨大變化,具體包括:生態系統質量進一步提升,放牧等人為干擾活動持續減少,梅花鹿等食草動物種群數量快速增加,食物鏈得到快速恢復,東北虎幼崽成年率由試點前的33%提高到目前的50%以上;虎豹種群分布范圍和數量快速增長,目前國家公園范圍內超過50%的區域有虎豹種群穩定活動,國家公園核心區內的琿春地區更是呈現“眾山皆有虎”的歷史盛況。上述變化,見證了我們開展科學保護的創新和實踐。

為繼續夯實國家公園的科技支撐,國家林草局、科技部批準在北京師范大學設立東北虎豹監測與研究中心等機構。如今,“一個綜合研究平臺、一套監測系統、一座野外科研基地”的科學支撐平臺已經形成,不僅能長期采集東北虎豹及生物多樣性的科學數據,支撐國家公園的日常管理,還可以為我國自然保護領域的科技創新與人才培養提供平臺。同時,東北虎豹生物多樣性科研平臺已成為全國科普教育基地,致力于開展青少年生態教育,讓公眾參與和體驗,助力當地社區可持續發展,探索實現國家公園全民共享。

東北虎豹國家公園,更多精彩正在上演……

(責編:孫競、熊旭)

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