变态啊？！装这么多红外相机，就是为了偷窥动物的生活吗？！
民间野生猫科动物保护联盟43分钟前
说到红外相机，大家应该不陌生，我盟拍摄到的海量豹豹大片就是红外相机的杰作。
但是我们辛苦跑山装相机，就只是为了搞几张照片而已吗？并不是。
事实上，红外相机的背后，是数据、是预测，甚至我们可以用它窥探整个自然。
此前，来自复旦大学的王放研究员在猫盟月捐群里进行了一次线上交流，以我们合作的六盘山为例，分享了关于红外相机调查的一些内容和思考，他喜欢称自己为“自然测量员”。
因为红外相机，在他看来，就是一个用镜头和数据丈量世界的故事。
本文图片除注明外，均来自讲座ppt
可能不少朋友都有这么一个疑惑：保护生物学是个什么学科？
要说教的是保护，那恢复森林打击盗猎就行了，感觉都不用学；要说讲的是生物，去动物园里找几个也能做得风生水起……
为什么保护还要做研究？为什么我们还需要爬山安这么多红外相机？为什么我们还要在电脑上面模拟动物？
六盘山野外工作照
2012年我刚拿到动物学博士学位的时候就非常困惑，从此之后再没有一个导师能够告诉我，你将来做什么。
后来我开始自己带团队，再后来18年我入职复旦大学的时候，这种困惑变得更强：
因为中国的土地上的事情是无穷无尽的，还有那么那么多的物种缺乏研究。
所以搞保护，我觉得，不仅是要找到感兴趣的问题，同时也应该找到在一些生态上具有代表性的关键区域。
六盘山大团队合照
01
六盘山，关键区域
所以这也是为什么我们选择了六盘山（2020年，六盘山林业局、复旦、猫盟在阿拉善SEE塞上江南中心的支持下开展调查保护合作）。
六盘山是一条挺有特色的山脉，跟陕西的秦岭很近，越过秦岭之后就是大巴山和横断山边缘。
中国的山脉 图源网络
它是东南-西北走向的，越走越窄，越走越矮，最终走到平原地带。这个平原里有草地，有荒漠，还有西北的更干旱的气候景观——
我想即便是不熟悉自然地理，即便是不熟悉这个地方的人，你都会第一时间觉得这是某种交界地带。
我还记得2019年的秋天，我和巧巧已经六盘山的王双贵局长在深圳一个会场外边儿的台阶席地而坐聊天，聊完之后，我们认为六盘山是个值得一探的地方。
第一，六盘山是一个关键区域，它是古北界和东洋界交界区域，也是很多物种的分布边缘。
第二，六盘山藏着的问题，其实也是其他更广阔的区域藏着的问题。
先说说关键区域这一点：六盘山是华北豹的一个边缘分布区。
从单物种的保护的角度来看，边缘分布区很重要，一个物种不管是恢复扩散还是消失，也是先从边缘分布区扩散出去，或者也是从边缘分布区最先消失。
但是当我们真的去探索六盘山这个区域的时候，我们发现除华北豹的边缘分布区之外，还有一些有意思的现象——我们国家荒野中野生动物的急剧变化。
我们简单粗略地看六盘山的动物组成：林麝非常多。
林麝这个物种在我们整个国家的范围内，从中部到西南山地，数量在急剧退缩中。
然而六盘山却保留下来了大量的林麝，也是林麝的边缘分布区。
IUCN上林麝的分布区域
而在林麝之外，以前没有记录的毛冠鹿、小麂，也在最近十年的时间内突然出现在了这个区域。
所以当我们第一次到达六盘山踩点的时候，我们的想法就得到了进一步印证：
这个区域，实际上因为气候变化和快速的环境变化，动物也在迅速改变。
IUCN上毛冠鹿和小麂的分布区域
以及，我们在这个区域进行了一些简单的夜巡之后，我们发现黄脚渔鸮，这是宁夏回族自治区的新纪录；
我们还发现了此前这个地方没有记载过的豪猪；我们还看到有大量的竹林，这个区域很可能是我国竹林分布的北界……
由此我们猜测，很可能是因为环境、特别是降水和气温的变化，在最近一二十年的时间里，这些物种迅速地扩散。
而黄腿渔鸮也好，不断向北推进的竹林也好，新记录到的豪猪、鬣羚也好，这些动物的飞速变化，背后的原因可能就是随着气候变暖，整个中国的动物正处于北移的过程之中。
而连着秦岭的六盘山，恰恰是动物们关键的迁移扩散通道之一。
六盘山的黄腿渔鸮
再接下来就是问题的广泛性。
不管是在北美洲中南美洲，还是在印度次大陆，甚至于在欧洲的一些小的区域，我们会看到，随着对自然的保护、栖息地的恢复，猫科动物便可能会有种群的回升。
当大型猫科动物种群回升后，最先发生的事儿就是人兽冲突。
我们知道在印度虎豹有伤人的现象，这样的事情是否可能在中国发生？
六盘山的华北豹会不会伤人呢？
不过比起伤人，栖息地方面的冲突显然是一个更严峻的问题。
六盘山包括从东南到西北延伸出去的两道山脊，这两条中间的山谷，里边有居民点、有农田、有牧场，还有高速公路，这个保护区本身就是一个被分割成两个区域的保护区。
那在六盘山这个区域生活的豹子能不能在保护区内部自由迁移扩散呢？
六盘山的华北豹，离居民点只有200米
它是会选择沿着U型的山谷走几百公里完成扩散呢，还是穿过二三十公里的中间谷地，直接通过居民区、通过住宅和农田的办法完成扩散呢？
再或者在不同的季节，又或者当我们保护的力度增加，当这个豹的种群逐渐丧失对人的恐惧之后，它们的迁移扩散会不会又有改变呢？
这些问题其实在其它地方也是一样的。
再比如说野猪的增长让六盘山周围社区的百姓产生了很多怨言，野猪到底有多少只？野猪的增长会不会通过猪瘟通过豹或者通过其他的自然的因素能够控制？
六盘山的野猪、狍子、中华鬣羚、中华斑羚
这些相关的评估也是在六盘山可以去探索，可以去做的一件事情。
还有我们在六盘山第一次考察就发现了漫山遍野游荡的家马，这里头的很多家马已经永远的离开了农户，变成了山里边的野马——
家马变野马，家养动物自己建成了种群，自己形成了社会结构。
当家马入侵之后，它的取食模式跟这里的原生动物不一样，它的两颗大门牙可以把小灌丛和草从根部一直揪到顶部，可能会影响到这里原生植被的构成；
它会带有家养动物的传染病、细菌和病毒；而它的出现实际上对豹、对各种食肉动物也是一种风险和挑战。
总结一下我们最终选择六盘山的理由：一个是六盘山国家级自然保护区有支很坚强、很投入的队伍；二是这是个研究气候变化和其他环境变化对动物影响的好地方。
最后是，这里发生的事情、产生的冲突，可能是我国荒野面临的共同问题。
02
物种与世界的关系，需要测量
整体来讲，如果我们去六盘山的时间能够早个十年，我们可能会亲眼看到这个保护区出现了第一只从秦岭越过甘肃的陇山，然后一直进入到宁夏六盘山的毛冠鹿；
六盘山的毛冠鹿
也许我们会见到第一只从陕西的紫柏山，越过甘肃的林场，之后进入到宁夏六盘山的豪猪以及中华鬣羚；
我们也许会看到竹子在过去十年的时间里向北继续推进了200米，我们也许也会看到很多新物种的在六盘山出现。
所以这也是我们想用红外相机做的事情：
第一件事，是用比较定量的方式搞清楚动物跟环境的关系，简单一点讲就是数动物；
第二件事，是在动物跟环境的基础上看一看动物怎么跑怎么动，动物迁移和扩展的行为模式是怎样的。
六盘山冬季的灌丛竹林
我们在秦岭研究大熊猫走廊带时，有个地区叫湑水河，这个地方30多年前就被认为是秦岭最重要的3条大熊猫走廊带之一，需要格外被关注和保护。
但是这条河沿河都是村庄、公路、农田，像以前就用一个箭头，或者是一个多边形、大矩形，说那个地方就是熊猫走廊带，你们就好好保护吧，这种描述是不可行的。
因为我们不可能在地图上一画（如上图）保护几千平方公里的河谷，你也不可能真的把人搬出去。
怎么办呢？2010年，我们第一次尝试用红外相机追踪大熊猫的走廊带和迁移扩散通道，我们专门追着那些没有熊猫、熊猫分布非常边缘的地方做调查，捕捉熊猫与边缘栖息地的关系。
我们选取了三块不同的区域来采样，一块是最好的熊猫栖息地，第二块是个小种群，第三个则是也许50年前曾有熊猫，但最近都再没有见过的地区。
我们在这三个代表性区域里设置了取样方格，然后再根据海拔、森林状况和人类活动强度的不同，花上几年的时间来监测，尽可能地保证我们的调查可以完整覆盖不同的层次。
我们得到了很多有趣的调查结果。比如以前人们觉得这个区域熊猫喜欢在高山上活动，不太会使用河谷，恢复熊猫走廊带也会非常难。
但我们把四年的数据集中起来之后发现，实际上在大量的区域里，熊猫非常偏好低海拔。甚至可以说海拔低的地方，熊猫出现的概率呈现显著增加的趋势。
影响大熊猫分布的协变量和它们的关系
之所以熊猫没有跑到湑水河的河谷，不是因为海拔，而是这个地方沿河的居民点、村庄和农田对熊猫产生了显著的负相关关系。
除了能识别出居民点、农田、公路对于熊猫有负相关外，更关键的是这种方法能够定量地去评估这种负面的相关的关系到底有多强——
在大居民点4公里以内，熊猫的出现概率接近于零，而8公里，是另外一个关键值，在8公里以外，大居民点对熊猫几乎没有影响。
因此，4~8公里的地区正是关键区。
这就意味着，如果在一个熊猫关键的栖息地，我们要建一个大工程、要开一个旅游景点，无论如何都不应该在熊猫核心栖息地4公里的范围以内。
同样，如果这个工程在6公里，或者6~8公里，那我们需要想很多办法来减缓它对于熊猫的干扰……
大熊猫 供图：王放 版权：北京大学/ 四川王朗自然保护区
我们对公路的影响也做了同样的定量评估。
我们发现公路的影响更加线性，同样是在4~6公里之后，公路的影响对熊猫逐渐降低，因此看起来4公里是一个神奇的阈值。
而这样的阈值通过红外相机数据建立的占域模型，能够帮助我们直接测量动物跟环境的关系。
在这样测量的基础上，我们实际上把秦岭区域从一块地变成了一座由方格和方格拼接起来的、数字化的山谷，整个河谷变得非常精细化。
而在精细化之后，我们选用了一个叫“电流模型”的工具。
秦岭区域代入的电流模型
这是一个源于物理学的工具，把熊猫模拟成电子，把大地模拟成电阻。
森林竹林好的地方，熊猫就可以自由自在地移动；森林和竹林不好的地方，熊猫就遇到非常大的阻力。
通过计算，我们形成了两条非常清晰的迁移扩散通道——一条通道有20多公里长在南边儿，但熊猫不会走太远；
另一条通道则只有十几公里在北边，所以这十几公里的通道看起来是最有希望的——
很快全省的熊猫调查证明了我们预测的这条通道存在的可能。
所以红外相机所得的数据和模型也可以用来指导生态修复。
比如我们还发现，对于大熊猫而言，有一些关键区域，对于公路的改造是有用的；
而其它很多区域，如果大张旗鼓地去搞移民，或者兴师动众把很多资源放在废弃农田上，很可能花费非常大的行政成本，但是并没有帮助到大熊猫。
如果方法得当，我们可以利用红外相机对保护行动的有效性可以进行预测和测量。如果有足够多的数据，制定不同物种的保护政策的时候就不用拍脑袋，而是能使用更好的方法。
不同物种应该制定不同的保护措施 ©猫盟
这也是为什么我喜欢自称“自然测量员”，因为这是我对自己疑惑的回答——世界为什么需要研究保护生物学的科学工作者？
我们需要了解和测量物种跟世界的关系，一旦我们的测量变得逐渐精确，我们的规划、行动才会更合理、更友好。
03
照片背后，是人与自然的关系
回到六盘山，我们也在六盘山设置了方格，希望得到尽可能多的豹子数据。
而得到豹子的数据之后，我们会做类似的事情，第一步是建立占域模型来模拟豹跟环境之间的关系；
第二步我们会把六盘山的这些山谷地形也变成方格，来看看六盘山内部、六盘山跟甘肃、六盘山跟陕西秦岭之间动物迁移扩散通道的形成和分布。
六盘山的网格
我们研究动物，是放个相机就走吗？不是的，是我们要建立一个长期的监测样地。
我们需要有春夏秋冬的数据，需要有母豹子、小豹子、成年公豹和年轻公豹的数据，需要有不同季节放牧的数据，也需要有旅游旺季和旅游淡季的数据……
在评估一个地区生态和物种多样性时，红外相机也是一个特别好的工具，因为它能够同时获得大量不同动物的照片和记录。
六盘山的物种记录
我们在陕西和四川利用红外相机数据评估过15个物种的模型。举例来说，熊猫喜欢竹子，但事实上并不是所有动物都喜欢竹子。
比如当竹林过于茂盛的时候，小麂的数量会下降，这很可能是因为茂盛的竹林能够让小麂的捕食者，比如豹，非常轻松地能隐蔽在斑驳的竹林里面；我们还发现豹猫也在某种程度上回避竹林。
可能大家普遍觉得居民点对动物不是好事，我们的确发现熊猫跟羚牛会回避居民点，但我们也同样发现，像小麂、黄喉貂这些中小型的兽类对居民点有正相关关系。
脸超黑的黄喉貂！
再举例说熊猫喜欢平缓的坡地，但是斑羚还有黄喉貂都大量的选择地形起伏比较大的区域。
所以对于海拔、森林、竹子、公路，几乎所有我们能够想到的东西，动物之间都有非常复杂的异同。
当我们在六盘山开始尝试建立这个长期监测的网络的时候，红外相机将会是我们最重要的工具。
六盘山红外相机拍到的豹猫、黄鼬、黄喉貂、猪獾
而除了以上这些，我一直都跟大家反复提到：
不管是野猪、人、马、豹乃至流浪猫狗，其实都处在特别广泛的冲突和共存之中，而红外相机刚好就是这么一种可以同时去评估人和动物和环境的工具。
冲突到底是由什么而起？是人类的活动，还是由野猪的数量还是由对栖息地的改变呢？
同样是农田，什么样的农田对于居民、野猪才更加的安全？这种精确的、小的调查，也就是我们生物学里边的微生境调查。
由此我再认真回应一下之前的问题：为什么保护要做研究？为什么我们还需要爬山安这么多红外相机？为什么我们还要在电脑上面模拟动物？
因为只有实实在在地研究，我们才能先于别人看到这个世界的变化，看到未来有可能出现的威胁和危险。
安装红外相机绝不是想拍几张照片这么简单，在大量的数据背后，我们得以通过模型去了解一个区域的气候、资源、物种的变化甚至是动物之间的种间关系，还有动物和人之间的关系。
六盘山雪地潜行的母豹
如果我们拥有了足够成熟的模型和方案，那就可以将其推广到更多其他的地方去，凭借科学的指导做出规划，在合理地利用改造自然的同时，完成行之有效的生态修复。
在红外相机的背后，是我们对整个动物群落长远维持的关注。