寻踪觅影为哪般——卫星导航定位技术在野生动物保护中的应用

□ 徐菁 周小琴

大山包自然保护区里的黑颈鹤

当你观看电视中播放的动物世界节目时，你可能注意到这样的镜头：动物研究人员为某种野生动物戴上一种特制的项圈，然后把它们放归大自然。可别小瞧这个项圈，它是利用卫星导航定位技术研制的卫星定位项圈（或称“卫星定位跟踪器”），在野生动物保护中正发挥着非常重要的作用。

小项圈的大作用

野生动物不仅是一种自然资源，更是重要的生态资源，是自然生态系统中不可替代的重要组成部分。保护野生动物，尤其是保护濒临灭绝的野生动物，就是保护人类自己，对于保护生物多样性，维护生态平衡，促进可持续发展，以及预防和控制疫病传播、保护人类身体健康具有十分重要的意义。由于环境的恶化，人类的乱捕滥猎，各种野生动物的生存正在面临着各种各样的威胁，因此如何更有效地研究和保护野生动物成为动物学家们迫切需要解决的课题。

随着导航卫星的出现，给野生动物戴上卫星定位项圈来进行跟踪与研究，就像是为动物学家们安上了一双“千里眼”，它具有覆盖范围广、精度高的优势，不受时间、地点、气候、地理环境等限制，无论被跟踪的动物生活环境多么险峻，行为多么隐蔽，卫星定位项圈基本上不会受到影响。这种跟踪手段在为动物学家们提供有用研究数据的同时，还不会对野生动物及其生存环境造成损害，既能达到原位监测的目的，又不妨碍野生动物活动的自由度，从而实现了远程原位监测的效果，也克服了动物学家实地科学考察难度，减轻了工作强度。

利用卫星导航定位技术研制的卫星定位项圈主要由两部分组成：一是导航卫星接收器，能实时获取动物的位置、速度和时间信息；二是无线电发射器，能将导航卫星接收器和动物数据采集器的数据发送给地面接收设备。有的动物跟踪器上集成了动物数据采集器，用于采集动物学家们关心的动物相关数据，包括动物的心跳、体温，以及动物所处环境的温度、湿度等。卫星定位项圈一般都具有定时自动脱落功能，这样既能够不影响野生动物的生长发育，又有利于研究人员回收数据。

回收卫星定位项圈数据的方式有三种：第一种是项圈将整个跟踪过程获得的信息存储起来，待跟踪过程结束之后，研究人员取出这些信息，并输入计算机，然后运行预先编好的程序就能得到他们想知道的有关数据。第二种是项圈存储信息后，每隔一段时间，研究人员到发射器信号覆盖区内接收，实现定时回传。第三种是项圈将获取的信息立即发送给研究人员携带的地面接收设备，从而实现实时回传。

现在，卫星导航定位技术已成为人类研究野生动物，保护地球生物多样化的有效手段，广泛应用于野生动物保护领域，天上的候鸟，陆地上的濒危动物如大熊猫、金丝猴、雪豹、北极狼、野生骆驼等，尤其是在研究野生动物群体迁徙行为方面，更是重要的研究手段。

行踪不定的滇金丝猴——原始森林里的追踪

金丝猴是中国特有的珍贵动物，目前只有约3000只，主要生活在四川、陕西、贵州、云南、西藏等人类很难接近的原始森林和高山峡谷中。实地研究金丝猴的最大难点就在于发现它们和对它们进行跟踪观察。“以往，要想看到一群猴的踪影，我们甚至要等上两三个月。”动物学家魏辅文说：“而且，用原来的传统方法我们得不到金丝猴的详细资料，得不到它们的活动规律，我们就没办法揭示金丝猴生活的奥秘，也就没有办法采取强有力的保护措施。”而采用卫星定位技术这种高科技手段成为突破这一难点的根本途径。

2003年12月，中科院动物研究所实施了老君山滇金丝猴考察项目，这是滇金丝猴的保护行动当中最重要的活动之一，根本目标是进一步弄清滇金丝猴的保护需求, 使科学家的保护行动更具针对性。这次考察中最关键的一个环节就是在云南老君山上首次利用卫星定位技术跟踪滇金丝猴群，对这些可爱好动的金丝猴进行了行为生态学研究，这也是我国动物专家第一次在陆生林栖野生动物上使用卫星导航定位技术。

在经历了半个多月的耐心等待和搜索之后，12月17日研究人员终于在老君山的一个沟谷里发现了猴群，并成功抓到了4只滇金丝猴。研究人员赶紧为其中的两只成年公猴分别戴上了重700克的卫星定位项圈，这种项圈具有自动脱落功能，能最大限度地保护动物的自由生活。这两个项圈还有所区别：一个只能通过无线电进行跟踪，可以每天定时多次记录猴子或猴群的地理空间数据，并存储在项圈上，工作10 个月后便自动脱落，因此必须经回收才能把数据下载下来；另一个具有无线电跟踪和卫星定位两种功能, 能定时把项圈所记录的地理空间数据传给研究人员，它可以连续工作两年。

通过导航卫星对滇金丝猴的跟踪定位，获取了各种空间数据，使研究人员初步了解到所跟踪的滇金丝猴群的约70平方千米活动范围的准确位置。同时，这些数据在已经初步建立起来的老君山地区信息管理平台上集成和分析，使科学家能够掌握滇金丝猴活动习性和栖息地利用规律，从而为制定针对性保护和管理计划 提供切实可靠的依据。这在我国陆生林栖野生动物研究、保护和管理历史上写下了新的篇章。

与黑颈鹤同行——空中迁徙的追踪

在许多具有季节性迁徙习性的动物中，鸟类的迁徙最能引起人们的兴趣。20世纪90年代，国外研究人员就开始利用导航卫星来追踪迁徙的候鸟。

世界上约有15种鹤，我国分布和记录到其中9种。在这9种鹤类中，最为特别的当属黑颈鹤，这不仅因为它是我国最晚被发现的一种鹤类，也是生存环境最恶劣的一种鹤。黑颈鹤生活在青藏高原和与之临近的云贵高原之间海拔2200米到5000米，且常年低温、气候寒冷的地区。每年夏季，黑颈鹤在高纬度的青藏高原繁殖，冬天就到低纬度的云贵高原越冬。出壳后的幼鸟在4个月内就必须完成从成长到迁飞的适应过程，否则就会被自然淘汰。黑颈鹤如何适应严酷环境下的迁徙，自然就成了一个让鸟类学家迫切想了解的问题。

2005年春季，中国科学院昆明动物研究所与国际鹤类基金会、云南省林业厅、国家林业局鸟类环志中心和云南师范大学一起，在云南省大山包黑颈鹤国家级自然保护区进行了黑颈鹤的卫星跟踪和社区环境教育研究，这是我国科学家首次利用卫星导航定位技术进行候鸟迁徙的研究。研究人员在黑颈鹤的背上安装了重70克的卫星定位跟踪器，它能将所在地点的经纬度、海拔高度等信息传给鸟类学家，鸟类学家们通过监测整个迁徙季节黑颈鹤位置的变化，就能了解到黑颈鹤的迁徙路线状况，比如在哪些地点停留，停留的时间等。最后，结合黑颈鹤的生物学资料，就可以确定它们的越冬区域、中途停留地点和繁殖区域等生态学信息。

2005年 4月 4、6、9和 30日，带有卫星定位跟踪器的4只黑颈鹤先后迁离大山包。根据卫星定位跟踪器传回的数据判断，黑颈鹤选择了从昭通飞过金沙江，在四川境内的金阳县略作停留，然后直上美姑县，经汉源县后，穿越四川中部的城市区到达阿坝藏族羌族自治州的繁殖地的迁徙路线。在迁徙过程中，有两只黑颈鹤的信号在汉源县消失，另外两只飞到了阿坝州的若尔盖湿地，并一直在若尔盖湿地内活动且保持相对稳定。

2005年5月底到6月，研究人员沿着卫星跟踪的黑颈鹤迁徙路线进行了实地考察，共穿越云南、四川等18个市县，行程约4000千米。实地考察中获得的大量第一手资料为我国鹤类保护行动计划的制订提供了依据。现在，卫星跟踪黑颈鹤的迁徙研究仍在继续，研究人员希望能够了解整个黑颈鹤越冬种群的迁徙，并制订黑颈鹤种群的保护计划，从而唤起更多人对黑颈鹤的关注与保护！

国宝大熊猫放归之路——野化放归实验的追踪

2005年8月8日，戴着GPS定位项圈的大熊猫盛林一号走出笼子，被放归到都江堰龙溪虹口国家自然保护区。盛林一号是世界上第一只佩戴GPS定位项圈的野生大熊猫，它的放归标志着我国大熊猫研究工作从注重人工圈养到注重野外放归实验的开始。

这事还要从半个多月前说起。2005年7月16日凌晨，一只野生大熊猫无意中闯入都江堰闹市区，并爬上岷江边的一棵梧桐树上。在被获救后，保护区工作人员立即将这只野生大熊猫送往卧龙自然保护区治疗。动物专家估计，它是由于长大后被大熊猫妈妈赶出，寻找及建立自己领地的过程中误闯市区的。这只野生大熊猫是雌性，当时的年龄大约5岁，体重60多千克，患有炎症和轻度贫血，在保护区专家的精心治疗和护理下，大熊猫各项身体指标基本恢复正常。根据这只大熊猫的年龄和性别，动物专家认为它是非常好的实验对象，而且身体恢复程度符合国家规定的野外放归标准，于是决定启动大熊猫放归野外实验，并给这只顽皮的大熊猫取名为“盛林一号”。

放归后，为了让已受过惊吓的盛林一号尽快建立自己的巢域，同时避免人为的干扰导致获得的数据资料失去价值，工作人员每天都通过无线电和卫星定位系统对大熊猫的行踪进行跟踪，但并没有接近这只野生大熊猫。通过对盛林一号跟踪获得的数据，有助于科学家进一步了解和掌握大熊猫野外生活习性和活动规律，对加快我国实施人工圈养大熊猫野化放归的目标提供良好的借鉴和经验积累。

2005年10月，在盛林一号放归两个月后，一支由动物学家和当地林业保护人员组成的30多人的科考队对盛林一号的放归地——400平方千米的龙溪虹口自然保护区展开调查。科考队在分析GPS项圈发回的数据的基础上，首次深入盛林一号的活动区域，在不影响它的正常活动下，对它的活动范围及活动规律进行深入的考察，从而获得野生大熊猫活动规律及范围等重要的基础数据。根据GPS项圈一年多来发回的跟踪数据和科考队的实地考察结果表明，大熊猫盛林一号在野外生活得很好，已经融入大熊猫种群，并有可能发生了交配。

2006年4月28日，在四川卧龙自然保护区出生的圈养大熊猫祥祥，经过了近3年的野化训练，并且在2005年冬经历了邛崃山10年来最大的暴雪考验后，佩戴着GPS定位项圈从圈养场走了出去。它一路小跑，头也不回地消失在卧龙自然保护区“五一棚”附近的山林中。这是一次史无前例的实验，世界上第一只经野化训练的圈养大熊猫祥祥进入了完全野化放归研究阶段，独自面对自然界的挑战。

大熊猫祥祥的放归地点位于卧龙自然保护区的核心区域，距大熊猫保护研究中心10多千米。根据第三次全国野外大熊猫调查显示，这一地区有4只野生大熊猫。“地头蛇”会怎么对待祥祥这个“新人”？在野外，祥祥只有自己保护自己。研究人员通过祥祥佩戴的GPS定位项圈，并结合无线电信号跟踪监测祥祥活动状况，定期较近距离直接观察祥祥的行为和健康状况，对它栖息地选择、采食规律及种内种间交流等进行了进一步的放归研究。大半年过去了，祥祥的监测信号一直正常。

给野生动物佩戴卫星定位项圈

佩戴GPS项圈的盛林一号被放回野外

2006年12月13日，跟踪器显示大熊猫祥祥出现了突然性的长距离移动。研究人员推测祥祥活动异常，加强了监测工作，每天都尽最大努力去接近它。经过多次不懈努力，终于在12月22日发现了正在竹林中取食的祥祥，通过近距离观察，发现祥祥背部、后肢掌部等多处受伤。23日，救护小组和科研人员设法将受伤的祥祥麻醉，并冒险从雪地安全运回“五一棚”，对它进行治疗和护理。经过近一个星期的治疗，祥祥主要伤情恢复，精神、食欲也基本恢复正常。12月30日，大熊猫祥祥被再次放到“五一棚”白岩区域，它继续过着自食其力的独立生活。

2007年1月7日，祥祥佩戴的GPS项圈信号很微弱，不久信号消失，科研人员推测GPS项圈出现了问题。经过一个多月的搜寻，2月19日下午，搜寻人员终于在茫茫大雪覆盖下的“转经沟”雪地上发现了祥祥的尸体，GPS项圈已损坏。研究人员从祥祥的解剖结果推测，祥祥在第二次返回野外生活后，又与野生大熊猫发生过打斗，在慌忙逃逸过程中曾经从高处摔落，祥祥终因严重内外伤痛、惊恐、衰弱导致休克、死亡。

对于盛林一号和祥祥这两只大熊猫野化放归“一生一死”的结果，大熊猫研究专家分析认为，大熊猫在野外的生活习性是“天马行空”，独来独往，不是群居性动物。盛林一号熟悉野外生存规律，它很懂“规矩”，能够很快融入放归地大熊猫种群，生活乐逍遥；然而，圈养大熊猫祥祥因为“不懂事”，侵犯了别的大熊猫领地，最终没能生存下来。

“只有回归野外，大熊猫才能摆脱濒危境地。”大熊猫野化放归之路不会因挫折而终止。在祥祥意外死亡5年之后，淘淘成为第二只野化放归的圈养大熊猫。

研究人员汲取了大熊猫盛林一号和祥祥野化放归的经验及教训，对淘淘采取了半野外产仔和一出生就开始野化训练的新方法。淘淘从2010年出生后就跟妈妈草草一起在野化培训圈内生活，研究人员在卧龙自然保护区的山上为草草和淘淘准备了3个野化培训圈，分别对应3个野化阶段，培训圈的面积越来越大，海拔也越来越高，越来越接近野生大熊猫的生存环境。在26个月的野化培训过程中，淘淘没见过人，比一般圈养的大熊猫更具警惕性和活力，能识别天敌和伴生动物，基本具备觅食、空间利用和栖息地选择等野外生存能力，。

2012年10月11日，大熊猫淘淘从四川卧龙启程，前往放归地雅安石棉县栗子坪自然保护区。放归之前，中国保护大熊猫研究中心给淘淘体内注入了液体芯片，并戴上了GPS项圈，意味着淘淘拥有了全世界唯一的身份证。淘淘的GPS项圈有65厘米长，项圈必须有一定的宽松度，不能影响淘淘的呼吸、活动和生长发育，同时又不能掉下来。给淘淘佩戴的项圈重500克，而当时淘淘的体重是40千克，项圈相当于体重的80分之一，这是目前大熊猫戴过的最小的GPS项圈。在GPS项圈上有个自动脱落装置，几个月之后这个项圈会自动脱落，从而不影响淘淘的生长发育。

在淘淘野化放归后不久，研究工作组根据GPS项圈发回的数据进行不定期的实地跟踪监测。到2013年5月，大熊猫淘淘已回归大自然7个月，中国保护大熊猫研究中心向媒体公布，淘淘已能适应野外生存，可以和野生大熊猫正常接触交流。

未来，将有越来越多的圈养大熊猫沿着淘淘的足迹前进，回归自然家园。中国保护大熊猫的目标不仅是要让圈养大熊猫放归自然，存活下来，而且还能够建立自己稳定的巢域，逐渐融入野生大熊猫的核心社会，并最终繁育后代。总之，就是要实现大熊猫个体放归、种群放归、繁殖野生种群。

为了人类的生存和发展，动物学家们会在野生动物保护的道路上一直走下去。科学技术的应用使得这条道路越来越平坦，而卫星导航定位技术更是成为了野生动物保护中不可或缺的手段。