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運用紅外線熱像儀進行蝙蝠類調查與研究

文‧圖 / 特有生物研究保育中心 張育誠、周政翰、黃光隆、鄭錫奇

  紅外線熱像儀可透過檢知器偵測被測物體放射的紅外線輻射,將之轉換成電氣訊號,而電氣訊號經過運算及影像處理後以不同顏色區別溫度的熱成像。國內已廣泛運用紅外線熱像儀於國防軍事、消防救災、醫療診斷及海關檢疫等方面,卻鮮見運用於野生動物研究調查上。行政院農業委員會特有生物研究保育中心 ( 特生中心 ) 多年來專注於蝙蝠類研究,深知野外蝙蝠個體或棲所搜尋相當不易,因此添購紅外線熱像儀 R300 (NEC, JAPAN)(圖 1),嘗試運用紅外線熱像儀進行霜毛蝠(Asian parti-colored bat, Vespertilio sinensis)(圖 2)和臺灣葉鼻蝠(Taiwan leaf-nosed bat, Hipposideros armiger terasensis)(圖 3)的調查與研究。

  霜毛蝠分布於高緯度寒帶地區,臺灣可能是其分布的最南界,目前所知全臺灣僅有一處霜毛蝠繁殖育幼棲所但並未整年棲息利用,至少自 1968 年起就會飛來棲息約 7 個月後漸次飛離,每年造訪的情形迄今未曾中斷。蝙蝠類在繁殖育幼時會以群體聚集的方式來提升群集和棲所的溫度,藉此提高仔蝠基礎代謝率來加速其成長發育。因此,希望透過紅外線熱像儀來瞭解這全臺唯一群的霜毛蝠繁殖群集體表溫度狀況。熱成像資料顯示,霜毛蝠母蝠仔蝠共棲群集個體最高溫度 38.46 ℃,最低溫度 29.38 ℃,平均溫度 33.78 ℃(圖 4)。另外,測量單純仔蝠群集溫度,結果顯示兩仔蝠群個體最高溫度 34.76 ℃,最低溫度 28.68 ℃,兩群集平均溫度 31.84 ℃(圖 5)。因此可知霜毛蝠母蝠仔蝠共棲群集較單純仔蝠群集平均溫度高出 1.94 ℃,支持霜毛蝠在繁殖育幼時,母蝠會以群聚方式提升群集溫度加速仔蝠成長發育速度。

  臺灣葉鼻蝠為臺灣食蟲性蝙蝠中體型最大的物種,主要棲息在天然洞穴、廢棄坑道、隧道等人工建築內,是穴居性蝙蝠的典型代表。為瞭解不同棲所臺灣葉鼻蝠體溫表現,以及其族群數量大小是否影響其溫度表現;特生中心選擇南投縣水里鄉及中寮鄉境內海拔高度 300 公尺以下的兩處臺灣葉鼻蝠棲所(圖 6),並以紅外線熱像儀進行蝙蝠體表溫度測量。此兩處棲所於每年 5~7 月間的生殖季,均有臺灣葉鼻蝠母蝠聚集於此生產幼蝠並哺育之。水里鄉棲所內數量較少僅 42 隻,個體均已產仔並正哺育仔蝠中;而中寮鄉棲所群集數量較多,約 630 隻,多數個體亦已產仔並正哺育仔蝠中。以兩處棲所棲息之蝙蝠群集各選出的 20 個高溫個體的水里鄉棲所群集,最高溫為 34.09 ℃,最低為 26.84 ℃,高低溫個體溫差至少 7.25 ℃,該 20 點的溫度平均則為 30.48 ℃(圖 7)。中寮鄉棲所群集前 20 個高溫點,最高溫為 34.30 ℃,最低至少為 29.68 ℃,溫差至少 4.62 ℃,該 20 點的溫度平均為 31.77 ℃(圖 8)。熱成像資料顯示,臺灣葉鼻蝠停棲休眠狀態不同個體的體表溫度並不一致,最大溫差可達 7.25 ℃,且中寮鄉棲所族群平均溫度高出水里鄉棲所至少有 1.29 ℃。

  利用紅外線熱像儀的輔助,研究人員不僅可以在零光源的狀況下,發現蝙蝠棲息位置,藉由蝙蝠個體較高體溫與較低環境溫度之反差估算數量,並可同時且全面性地瞭解族群數量達數百隻蝙蝠族群的溫度表現。近年來紅外線熱像技術的提升,不僅儀器設備體積減小便於攜帶和手持操作,且解析度增加提高測量精確度,促進紅外線熱像儀運用於野外環境的調查研究或尋找隱棲動物的可行性。

圖 1. 紅外線熱像儀( NEC R300 )架設於霜毛蝠棲息棲所情形。(攝影 / 張育誠)

圖 1. 紅外線熱像儀( NEC R300 )架設於霜毛蝠棲息棲所情形。(攝影 / 張育誠)

圖 2. 霜毛蝠(攝影 / 張育誠)

圖 2. 霜毛蝠(攝影 / 張育誠)

圖 3. 臺灣葉鼻蝠(攝影 / 鄭錫奇)

圖 3. 臺灣葉鼻蝠(攝影 / 鄭錫奇)

圖 4. 霜毛蝠成蝠仔蝠群集體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。左圖熱成像以藍色多邊形框出一群集(方框藍底紅字 1 ),最高測溫點 38.46 ℃(紅色數值),最低 29.38 ℃(黑色數值)。蝙蝠放射率修正為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 4. 霜毛蝠成蝠仔蝠群集體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。左圖熱成像以藍色多邊形框出一群集(方框藍底紅字 1 ),最高測溫點 38.46 ℃(紅色數值),最低 29.38 ℃(黑色數值)。蝙蝠放射率修正為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 5. 霜毛蝠仔蝠群集體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。紅外線熱成像以藍色多邊形框出兩群集(方框藍底紅字 1 和 2 ),群集 1 最高測溫點 34.76 ℃(紅色數值),最低 28.68 ℃(黑色數值);群集 2 最高 33.03 ℃(紅色數值),最低 29.74 ℃(黑色數值)。蝙蝠放射率修正為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 5. 霜毛蝠仔蝠群集體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。紅外線熱成像以藍色多邊形框出兩群集(方框藍底紅字 1 和 2 ),群集 1 最高測溫點 34.76 ℃(紅色數值),最低 28.68 ℃(黑色數值);群集 2 最高 33.03 ℃(紅色數值),最低 29.74 ℃(黑色數值)。蝙蝠放射率修正為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 6. 兩處臺灣葉鼻蝠群集棲息之棲所外觀。(提供 / 張育誠)

圖 6. 兩處臺灣葉鼻蝠群集棲息之棲所外觀。(提供 / 張育誠)

圖 7. 水里鄉棲所臺灣葉鼻蝠個體體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。熱成像資料 p1~p20 為前 20 個較高測溫點,後接數字為該點溫度(℃),蝙蝠放射率設定為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 7. 水里鄉棲所臺灣葉鼻蝠個體體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。熱成像資料 p1~p20 為前 20 個較高測溫點,後接數字為該點溫度(℃),蝙蝠放射率設定為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 8. 中寮鄉棲所臺灣葉鼻蝠個體體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。熱成像資料 p1~p20 為前 20 個較高測溫點,後接數字為該點溫度(℃),蝙蝠放射率設定為 0.98 。(提供 / 張育誠)

圖 8. 中寮鄉棲所臺灣葉鼻蝠個體體表溫度,左為紅外線熱成像資料,右為數位相機拍攝照片。熱成像資料 p1~p20 為前 20 個較高測溫點,後接數字為該點溫度(℃),蝙蝠放射率設定為 0.98 。(提供 / 張育誠)

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