适用于公民科学生物监测小型哺乳动物的最适非侵入式相机陷阱（Camera Trap）诱捕箱选型研究

《Mammal Research》：Which non-invasive camera trap housing is best suited for citizen science monitoring of small mammals?

　　

摘要：监测小型哺乳动物（small mammals，<100 g）种群可为生态系统健康状况提供重要依据，但传统调查方法耗时费力且常涉及活捕（live trapping）。红外触发相机（trail camera / camera trap）正日益被用于小型哺乳动物监测，可非侵入性地收集田鼠属（voles）、小鼠属（mice）及鼩鼱属（shrews）等物种数据。研究人员比较了两种相机陷阱诱捕箱设计——Littlewood Box（自拍式影像，selfie-style images）与新型BucketBuddy（俯视式影像，top-down images）——于英国林肯郡一处再野化（rewilding）样地、在黏土与砂质土壤上连续5周（共720个陷阱日，trap days）的监测表现。结果表明，BucketBuddy诱捕箱在各物种类群中均产生高于预期的检测数，其中田鼠和鼩鼱检测数显著更高，而小鼠检测分布均匀。土壤类型单独对检测数无显著影响，但Littlewood Box在砂土上表现优于预期。砂质土壤支持更高的Shannon及Simpson多样性指数，BucketBuddy配砂土组合多样性最高，BucketBuddy配黏土组合总计数最高。两种设计均适用于公民科学（citizen science），但应根据监测目标选用；若以田鼠与鼩鼱为焦点类群，推荐采用BucketBuddy。上述发现支持将相机陷阱作为英国公民科学生物监测小型哺乳动物的实用低成本方法。

论文解读：《Mammal Research》——适用于公民科学生物监测小型哺乳动物的最适非侵入式相机陷阱诱捕箱选型研究

一、研究背景与目的

小型哺乳动物（small mammals，体质量＜100 g），如林姬鼠（Apodemus sylvaticus，木鼠 wood mouse）、堤岸田鼠（Myodes glareolus，bank vole）及普通鼩鼱（Sorex araneus，common shrew），在生态系统中承担种子传播、昆虫控制和作为顶级捕食者猎物的关键功能，其种群动态是反映生境条件的敏感指标（bottom-up food-web effects）。然而由于体型小、行动迅速及隐蔽性强，小型哺乳动物较难调查，传统活捕法（live-trapping）需捕捉许可证、专业人员、频繁查笼（出于动物福利）且耗时耗力，对公民科学项目不友好，活捕还易导致鼩鼱高死亡率。现有间接方法（毛发管 hair tubes、食茧分析 owl-pellet analysis、DNA取样）存在取样偏差且仅能提供存在/缺失（presence/absence）而非相对多度或群落结构信息。虽已有美国与澳洲的相机陷阱（camera trap）改装设计，但是否适用于英国本土小型哺乳动物群落尚缺乏证据。因此，研究人员开展此项研究，在英国再野化样地对比两种低成本非侵入式相机陷阱诱捕箱——Littlewood Box与新型BucketBuddy——在黏土与砂质土壤上对小型哺乳动物检测效能的差异，评估其在公民科学监测中的适用性。

二、主要关键技术方法概述

研究于2025年6月16日至7月25日在英国林肯郡Wilder Doddington再野化样地（53°13′08″N，0°39′14″W）开展，选取相邻黏土与砂质土壤草地各一块，沿 hedgegrow 边缘交替布设5个 Littlewood Box 与5个 BucketBuddy（共20台/周，连续5周，总计720 trap days）。Littlewood Box 为木质改装带PVC盖与内部诱饵皿，取自拍视角（selfie-style）；BucketBuddy 为25 L聚丙烯桶两侧钻64 mm入口孔，内置红外相机取俯视视角（top-down）。相机设为30 s录像、零触发延迟（trigger delay），每周一与周四以黄粉虫与雀类混合种饵料补饵，陷阱每周消毒。独立观察者回看录像，同种个体同一次观测窗口设为30 min去重，物种归为田鼠（voles：堤岸田鼠+草甸田鼠 Microtus agrestis）、鼩鼱（shrews：普通鼩鼱+侏鼩鼱 Sorex minutus）、小鼠（mice：木鼠 Apodemus sylvaticus）、其他（褐家鼠 Rattus norvegicus、灰松鼠 Sciurus carolinensis）。使用 R v4.5.2 拟合负二项广义线性混合模型（Negative Binomial GLMM，glmmTMB 包），以周次、陷阱ID及样地ID为随机效应，检验诱捕箱类型×物种类群及诱捕箱类型×土壤类型交互作用；以 Simpson 优势度指数（D）与 Shannon-Wiener 多样性指数（H）计算 α 多样性。因SD卡故障丢失部分数据，分析前剔除缺失记录。

三、研究结果

Results（结果）

研究人员经5周监测，BucketBuddy 有效录制8304 h（96.1%），Littlewood Box 7968 h（92.2%）；共捕获28216段视频，其中含小型哺乳动物独立检测2309段（8.2%）——BucketBuddy 1525段（66.1%），Littlewood Box 784段（33.9%）。总体检测数以田鼠最多（n=1204），尤见于黏土上 BucketBuddy；小鼠在砂土略多但两诱捕箱差异不显著；鼩鼱更多出现于黏土上 BucketBuddy。负二项 GLMM 显示：田鼠检测概率显著高于小鼠（约2.6倍），田鼠与鼩鼱在 Littlewood Box 中检测显著低于 BucketBuddy（p＜0.05），小鼠在两诱捕箱中无显著差异。土壤类型本身对检测率无显著影响，但 Littlewood Box 在砂土上表现显著优于其在黏土上的表现。多样性分析表明 BucketBuddy+砂土组合 Shannon（H≈1.05）与 Simpson（D≈0.617）指数最高，Littlewood Box+黏土组合最低；砂质土壤整体多样性高于黏土。

四、讨论与结论总结

讨论指出，BucketBuddy 因地面水平入口更易被低矮型物种（田鼠、鼩鼱）利用，故检测数显著更高（田鼠约2.6倍提升），适合以田鼠与鼩鼱为目标的监测；Littlewood Box 木质基底可能吸附雄鼠尿液信息素（darcin），对小鼠具一定吸引偏向，适合以小鼠为主或兼顾多样性的简易监测。BucketBuddy 组装更快（15 min vs 40 min）、材料更省（￡9.65 vs ￡12.50）、相机安装便捷，但桶内易积尿较难清洁；Littlewood Box 带把手便携但较易被大型动物破坏。两者均为非侵入式、无活捕致伤风险，适合公民科学大规模部署。土壤类型影响群落组成与多样性（砂土多样性更高）但不单独决定检测率；黏土上 BucketBuddy 获最高绝对计数，可能与田鼠偏好坚实土壤筑巢有关。研究局限含单季节、单地理区域未控微气候及天敌因素，且相机陷阱无法在无标记—重捕前提下估算绝对种群密度。

研究结论（翻译）：

两种相机陷阱诱捕箱设计均适用于公民科学生物监测小型哺乳动物，选择应依据监测目标——若聚焦于田鼠与鼩鼱监测，推荐使用 BucketBuddy（俯视式桶型诱捕箱）；若关注小鼠或需较简便装置亦可考虑 Littlewood Box（自拍式木箱）。相机陷阱可作为英国小型哺乳动物多样性评估及公民科学保护监测的有效替代手段，尤其在无法开展活捕—标记—重捕（mark-recapture）之情境下具重要推广价值。