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在国家公园等“大王”巡山!博士生导师在林海雪原追踪虎豹16年

2022年04月09日09:26 | 来源:光明日报
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野生东北虎影像

研究团队成员在测量爪印。

研究团队在野外考察。

【那些曾经濒临灭绝的野生动物们】

2021年10月,在云南昆明举行的联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会上,国家主席习近平宣布我国首批5个国家公园正式设立,东北虎豹国家公园位列其中。

我国为什么要建立东北虎豹国家公园?野生虎如何扩散与繁衍种群?为了保护野生虎种群,科研工作者进行了哪些探索?在《王者归来,中国野生虎的研究和保护经历了什么》(2022年2月26日,09版,光明日报)之后,本版邀请在林海雪原追踪虎豹16年、有“野人教授”之称的北京师范大学生命科学学院副教授、博士生导师冯利民,继续为你讲述中国野生虎“王者归来”的故事……

种群扩散“步步为营”

记者:野生虎种群如何进行繁殖和扩散?

冯利民:根据我们团队10余年的定位观测研究,在野外,成年虎需要拥有自己的领地后才能进行繁殖;同性别成年虎的领地互相不重叠,一只雄虎可占领多只雌虎,领地面积等于其拥有的雌虎领地面积之和;幼虎一般会被母虎抚养到一岁半至两岁,然后离开出生地去建立自己的领地,繁衍后代。

一般来讲,雌虎的扩散模式分为三种:第一种,“女儿”长大两年后离开出生地,在母虎周边建立自己的领地;第二种,母虎把一部分领地让给“女儿”;第三种,母虎把领地让给“女儿”,自己再到邻近区域重建领地。老虎的种群恢复主要依靠雌虎繁衍,上述三种雌虎扩散模式告诉我们,野生虎种群的恢复并非一蹴而就,而是从种源地向外“步步为营”,水波式地向四周扩散,不是一下子就跳跃到几百公里之外。

如果在种源地以外很远的地方有虎出没,那通常是雄虎。雄虎长大后会远离出生地,以避免近亲繁殖——根据雌虎扩散规律,其出生地及附近区域基本上都是自己的近亲。2013年,我们监测到一只出生在俄罗斯豹地国家公园的雄虎,它在长大后进入中国境内,一路向西横穿东北虎豹国家公园,来到位于张广才岭区域的黄泥河、大海林、东京城等地并活动至今,扩散距离超过250公里。

记者:导致野生虎种群不能快速恢复的主要原因是什么?

冯利民:2010年至2016年,我们监测到中国境内共繁殖了9胎24只东北虎幼崽,每胎幼崽数量达到2.7只。这个数据与俄罗斯、尼泊尔等国的野生虎大种群(超过百只以上)繁殖率基本相当,甚至还要高一点,证明我国境内的东北虎种群繁殖能力正常。但是,幼虎成长十分艰难,只有约70%的幼崽存活超过一年,33%的幼崽存活超过两年至成年,这意味着雌虎一胎繁育3只幼虎,只有1只能够最终成功长大。可见,幼崽成年率低是野生虎种群不能快速恢复的主要原因。

为什么大部分东北虎幼崽不能存活至成年?我们知道,老虎的主要食物是大中型有蹄类动物,如果它们的野外分布密度低,母虎就很难捕捉到足够的食物来养活幼虎。林下放牧和大量的人为干扰是造成大中型有蹄类动物野外分布密度低的原因。其中,林下的放牧活动会与虎豹的主要猎物——食草动物产生直接生存竞争,而包括垦殖在内的大量人为干扰则使食物链断裂,威胁繁殖母虎的食物安全,给抚养幼虎长大带来风险。

栖息地要求不一般

记者:东北虎豹的种群要实现稳定繁衍,需要具备哪些条件?

冯利民:一只成年虎,每年需要捕食大约50只大中型食草动物。只有大中型食草动物种群达到500只左右,才能每年产生50只的增长量,供一只老虎捕食,且不会导致整个食草动物种群的逐渐衰退。而500只大中型食草动物种群每年需要消耗大量植物食物资源,这需要良好的植被和健康完整的生态系统来支撑。所以,在人烟稀少的俄罗斯远东地区,一只雌虎的领地面积能达到约300平方公里,主要因为这里的猎物密度较南方地区低。需要强调的是,雌虎的领地大小与食物链的丰富程度密切相关——在保护比较好的区域,生物量高,需要的领地小;而在保护不好的地方,猎物数量少,需要的领地面积就大大增加。

要实现东北虎种群长期稳定繁衍,既需要大面积的连通栖息地和完整的森林景观,又需要健康的植被结构、丰富的生物多样性和完整的食物链,以及不受干扰的繁衍环境——这意味着我们必须从生态系统整体保护、生物多样性整体修复的视角来保护东北虎。只有我国东北地区的广袤森林可持续地保存下来,让处于生态金字塔顶端的“森林之王”回归故乡自由地栖居,才意味着我们真正实现了野生东北虎的保护目的。

记者:当我们对东北虎的野外生存规律有了深入了解后,接下来应该如何推进东北虎保护计划?

冯利民:东北虎的生存要有大面积保护良好的栖息地,因此需要上升到生态系统水平进行保护,这就得综合考虑社会发展、科学研究以及人与野生动物和谐共生等因素,在区域尺度甚至由国家层面来主导。2015年,吉林省规划建设的一条高速公路和一条高速铁路原定横穿东北虎豹向我国内陆扩散的主要栖息地,一旦建成将变成一道难以逾越的屏障,阻断其回归路线。有关专家对此提出建议后,吉林省高度重视,将规划中的高速公路取消,高铁改道,很好地维持了虎豹关键栖息地的完整性和扩散路线的畅通性。

此后,东北虎豹的保护进程以远超我们预期的速度向前推进。2015年5月,以我们团队10余年科研成果为基础形成的《关于实施中国东北虎和东北豹恢复与保护重大生态工程的建议》,通过中国民主同盟中央委员会提交至中央。2016年12月,中央全面深化改革领导小组第三十次会议审议通过《东北虎豹国家公园体制试点方案》。我国决定设立的东北虎豹国家公园面积达1.46万平方公里,是世界上最大的野生虎保护区。遵循种群恢复的自然科学规律,东北虎豹国家公园在保证栖息地联通性、协调性、完整性的基础上,将实现整体保护、系统修复。从此,我国野生东北虎的命运迎来真正转机。

科技“武装”,保护升级

记者:在面积如此大的国家公园内恢复虎豹种群、修复生态系统,监测和管理上使用了哪些先进方法?

冯利民:新时代国家公园建设标志着我国自然保护进入全新阶段。过去,我国大多数自然保护地分布零散且面积不大,通常只有几十、几百平方公里。如今,国家公园可以保护大面积重要生态系统,通常为几千甚至数万平方公里,保护重点也由物种抢救性保护上升到大生态系统水平修复,强调生态过程的完整性,包括食物链、生物多样性乃至整个生态要素的恢复。这对科研监测与保护管理的精准衔接和匹配提出更高要求。

国家公园所在区域多为崇山峻岭,地理位置偏远,交通基础设施薄弱。“通信靠吼,巡护靠走,防寒靠抖”,正是过去我国自然保护管理落后的真实写照。传统的科研监测方法、理论体系和保护实践,很难跟上国家公园建设的实际需要。如果不能实现国家公园的现代化建设,大面积区域的管理只能继续以粗犷和低效率的方式进行。

在信息化、智能化领域,现代科技的高速发展和多学科交叉融合,为新时代国家公园的现代化建设提供了良好基础和契机。北京师范大学虎豹研究团队在葛剑平教授的带领下开始了新的探索,研究如何用现代科技“武装”东北虎豹国家公园。经过数年的试验和论证,我们融合现代通信、云计算、人工智能、大数据分析等技术,形成东北虎豹国家公园天地空一体化监测系统。这套监测系统不仅能远距离、大面积实时监测东北虎豹等野生动物的活动状态,还可以实时获取生物多样性、各类生态要素和人类活动信息。每天,大量的监测数据通过现代通信网络实时传输到后台,再利用人工智能进行大数据分析,科研人员和国家公园管理者根据获得的各类精准数据直接实施管理,真正实现了“看得见,管得住,建得好”。2018年,该系统小试获得成功后,经过专家论证和建议,国家林草局很快向整个东北虎豹国家公园推广。目前,这个监测系统已在东北虎豹国家公园大面积覆盖,共获得3万次虎豹、超过1000万次野生动物、人类活动及栖息地的视频数据,让科研人员实时了解研究对象的动态,也让管理者实时精准管理着1.46万平方公里的园区。

在短短4年体制试点期内,东北虎豹国家公园发生了巨大变化,具体包括:生态系统质量进一步提升,放牧等人为干扰活动持续减少,梅花鹿等食草动物种群数量快速增加,食物链得到快速恢复,东北虎幼崽成年率由试点前的33%提高到目前的50%以上;虎豹种群分布范围和数量快速增长,目前国家公园范围内超过50%的区域有虎豹种群稳定活动,国家公园核心区内的珲春地区更是呈现“众山皆有虎”的历史盛况。上述变化,见证了我们开展科学保护的创新和实践。

为继续夯实国家公园的科技支撑,国家林草局、科技部批准在北京师范大学设立东北虎豹监测与研究中心等机构。如今,“一个综合研究平台、一套监测系统、一座野外科研基地”的科学支撑平台已经形成,不仅能长期采集东北虎豹及生物多样性的科学数据,支撑国家公园的日常管理,还可以为我国自然保护领域的科技创新与人才培养提供平台。同时,东北虎豹生物多样性科研平台已成为全国科普教育基地,致力于开展青少年生态教育,让公众参与和体验,助力当地社区可持续发展,探索实现国家公园全民共享。

东北虎豹国家公园,更多精彩正在上演……

(责编:孙竞、熊旭)

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