树冠相机陷阱与遗传标记技术在濒危灵长类（北绒毛蛛猴）种群评估中的创新应用与成本效益分析

《Remote Sensing in Ecology and Conservation》：Assessing group size and the demographic composition of a canopy-dwelling primate, the northern muriqui (Brachyteles hypoxanthus), using arboreal camera trapping and genetic tagging

　　本文创新性地结合树冠相机陷阱（arboreal camera trapping）和遗传标记（genetic tagging）两种非侵入性技术，对巴西卡帕拉奥国家公园内极度濒危的北绒毛蛛猴（Brachyteles hypoxanthus）的种群规模和 demographic composition 进行了系统评估。研究不仅验证了这两种方法在树栖灵长类监测中的可行性，还通过成本效益分析为未来保护项目的技术选择提供了实证依据，对热带森林冠层物种的长期监测具有重要参考价值。

　　

1 引言

人为活动正导致全球灵长类面临日益严重的威胁，约75%的灵长类物种种群数量下降，亟需实施有效的保护策略。准确评估种群数量和 demographic composition 是制定保护措施和评估其成效的基础，然而对冠层栖居物种的监测一直存在挑战。传统依赖 habituated groups 的直接观察方法耗时费力、成本高昂，且存在疾病传播和盗猎风险。近年来，树冠相机陷阱和遗传标记等非侵入性生物监测技术为灵长类种群研究提供了新的解决方案。

2 材料与方法

2.1 研究地点

研究在巴西卡帕拉奥国家公园（PNC）进行，该保护区位于米纳斯吉拉斯州和圣埃斯皮里图州交界处，总面积31,853公顷，是北绒毛蛛猴的最高海拔分布区。研究聚焦于公园东西两侧的两个未习惯化群体：西侧的Aleixo组（VA）和东侧的Santa Marta组（VSM），两地被山脉分隔，无个体交流。

2.2 树冠相机陷阱部署

在12个月（2017年1月至12月）期间，每个研究地点沿2公里线性阵列部署8台红外相机陷阱（Bushnell Trophy Cam），平均间距255.7米，安装高度平均11米。相机设置为混合模式，触发后拍摄两张连续照片（8MP）和一段30秒高清视频（1280×720像素）。

2.3 相机陷阱数据分析

采用时间事件单元分析数据：将15分钟内同一相机位点的记录定义为一个事件，避免重复计数。事件间独立性通过时间和空间距离（≥10分钟或不同相机）判断。仅统计单向移动个体，防止重复计数。

2.4 群体规模与 demographic composition 识别

根据体型、 genitalia 特征和行为（如婴儿被母亲 ventral 或 dorsal 携带）将个体划分为不同年龄性别等级：依赖型幼体（0–2岁）、独立型幼体（2–5岁）、亚成年（~5–8岁）和成年（>8岁）。通过最大亚组规模和各类别最大个体数叠加估算群体规模和组成。

2.5 遗传采样与基因分型

每月进行1周的系统粪便样本采集，共获得60份样本（VA:46, VSM:14）。样本用RNALater保存，提取DNA后通过线粒体控制区测序和14个微卫星位点进行基因分型。基因型重复测定三次以确保准确性，计算个体识别概率（PI_ave和PI_sibs）评估标记分辨能力。

2.6 遗传标记群体规模估算

基于线粒体单倍型和微卫星基因型区分个体，重复样本通过时空距离（同一天且<3479米视为重复）排除。采用保守计数法确定最小群体规模。

2.7 调查方法成本计算

对比树冠相机陷阱和遗传标记的总购置成本、人力支出、数据处理和现场物流成本，按2018年英国价格计算，排除主导研究者时间成本。

3 结果

3.1 相机陷阱监测结果

累计2613相机日获得948条北绒毛蛛猴记录，对应148个时间事件（VA:95, VSM:53）。VA站点最大亚组规模为36只（单事件），累计识别40个个体；VSM站点最大亚组7只，累计识别23只。 demographic composition 分析显示VA组成年个体21只（雄12,雌6,未识别3），VSM组16只（雄11,雌2,未识别3）。监测到至少3只VA雌性和2只VSM雌性携带依赖型幼体，其中VSM组在2017年7月记录到一只新生儿。

3.2 遗传标记结果

基因分型成功率83.4%，PI_ave<0.001，具备高区分能力。VA组46样本识别42个个体，VSM组14样本识别13个个体。发现2例重复样本（同一天近距离采集）。

3.3 方法对比与成本分析

群体规模估算：VA组相机陷阱（40只）与遗传标记（42只）高度一致；VSM组遗传标记（13只）显著低于相机陷阱（23只），可能与样本量少和幼体粪便难以收集有关。成本方面：树冠相机陷阱初始投入高（￡9,774）但长期成本效益更佳；遗传标记数据收集设备成本低但实验室消耗品和处理费用高（￡11,402）。

4 讨论

树冠相机陷阱和遗传标记均为未习惯化树栖灵长类种群评估的有效工具。相机陷阱能提供详细的 demographic composition 和行为数据，但受群体 fission-fusion 动态影响可能低估群体规模；遗传标记提供精确个体计数但依赖样本数量和质量，易低估幼体比例。 dry season（5–6月）两个站点均未记录到相机事件，但粪便样本证实个体仍在活动，表明相机部署策略需优化（如网格状分布）。成本效益分析显示相机陷阱更适合长期监测，而遗传标记适用于快速评估。结合两种方法可互补优势，为濒危灵长类保护提供更全面数据支撑。本研究首次报道了PNC内两个北绒毛蛛猴群体的最小规模和 demographic structure，为该物种的保护管理提供了关键基线数据。