基于DDL3数据记录仪的榛睡鼠自动监测系统开发：野生动物保护技术的新突破

《European Journal of Wildlife Research》：Developing a nest box data logger for dormice: a case study of wild hazel dormice (Muscardinus avellanarius)

本研究针对传统巢箱调查对榛睡鼠(Muscardinus avellanarius)造成干扰的难题，开发了第三代睡鼠数据记录仪(DDL3)。该系统集成温度/湿度传感器、称重单元(精度±5g)和红外摄像头(940nm)等模块，通过Arduino平台实现超过70天的连续监测。研究证实DDL3可准确记录体重波动(24.79%的冬眠期体重损失)、蛰伏事件及合作育雏行为，为EU Habitats Directive要求的保护监测提供了非侵入式技术方案。

　　

在德国图林根州的自然保护区里，一种尾巴蓬松的小生灵——榛睡鼠（Muscardinus avellanarius）正面临生存危机。尽管在全球IUCN名录中属于"无危"物种，但在德国红色名录中却被列为"受威胁"物种。更令人担忧的是，英国的研究显示其种群数量在1993-2020年间下降了近80%，平均每年减少约6%。这种夜行性树栖啮齿动物作为生态系统健康的重要指示物种，其保护工作却面临巨大挑战：传统的巢箱监测需要每月开箱检查，不仅会惊扰动物，导致巢穴废弃，还可能增加其能量消耗。

为了解决这一难题，耶拿大学的研究团队开发了第三代睡鼠数据记录仪（DDL3）。这项发表在《European Journal of Wildlife Research》的研究，展示了一种革命性的监测技术。DDL3将多种传感器集成到标准巢箱中，包括1kg量程的称重传感器（Sauter CK 1-0P1）、灵敏度±0.3°C的温度传感器（Sensirion SHT-31）和170度广角红外摄像头（Arducam Mini 2MP Plus），通过ATmega1284p微控制器实现自动化数据采集。系统采用多项节能策略，包括深度睡眠模式和按需唤醒机制，使单节18650锂电池（3500mAh）可维持超过70天的连续工作。

关键技术方法包括：1）基于电容式触摸传感器（TTP223）的入口监测系统，配备5秒阻断机制避免重复计数；2）温度补偿称重算法，通过线性回归校正热膨胀导致的测量误差；3）模块化3D打印结构（GreenTEC Pro材料）实现定制化设计；4）红外成像系统（940nm波长）实现无干扰行为记录。研究在"Spitzenberg-Schie?platz Rothenstein Borntal"自然保护区部署20个巢箱，重点分析了B7号巢箱2024年度的连续监测数据。

活动模式监测

通过入口传感器记录的5,760个30分钟区间数据显示，榛睡鼠活动与巢箱温度呈显著正相关（Spearman's ρ=0.19, p<0.001）。9月份活动最频繁，平均每30分钟记录1.63次通过事件。最具价值的是系统成功捕捉到春季异常早现现象：3月2日20:30，一只尾部残缺的睡鼠（睡鼠1号）提前结束冬眠进入巢箱，体重为21.34g。

蛰伏事件监测

3月12日至27日期间，睡鼠1号大部分时间处于蛰伏状态。体重监测显示其体重从21.34g下降至16.05g，净减5.29g（24.79%），平均每日减少0.84%。4月中旬的寒潮期间（巢箱温度从15日的7.52°C降至23日的-1.89°C），系统再次记录到蛰伏行为，表现为活动骤减（15日5:00至27日3:00仅两次入口记录）和体重稳定。

巢穴建造与第二次蛰伏事件

4月13日，一只长尾睡鼠（15.42g）开始巢材运输，14日5:00-5:30记录到20次入口事件。红外影像显示，睡鼠1号于次日完成巢穴建造，巢材重约10g。4月19日起，两只睡鼠开始共同使用巢箱，呈现规律日活动模式：黎明同归，黄昏共出。

母幼同巢监测

8月30日，系统监测到成年睡鼠（23g）携带幼崽（约8g）入巢。9月2日红外影像确认三只幼崽（体重6.43g、7.61g、8.43g），9月4日拍摄到哺乳行为。幼崽体重在50天内增长约8g（日均增重0.16g），10月下旬陆续离巢。

研究表明，DDL3系统成功实现了对榛睡鼠体重动态、蛰伏模式和社会行为的无损监测。温度补偿算法将称重误差控制在4%以内（与手动称重对比），940nm红外照明未引起动物行为异常。该系统特别适用于记录季节性体重变化（冬眠前增重期）、合作育雏等精细行为，为EU Habitats Directive要求的保护监测提供了技术支撑。研究建议后续改进包括增加RFID识别模块、优化称重盘结构以方便手动检查，这些改进将进一步提升个体识别能力和野外操作效率。