让刺猬通过“足迹隧道”，估算种群密度｜鼓励非侵入式的种群密度估计方法｜前沿
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种群密度估计对野生动物的保护和管理至关重要。密度是评估种群状况、以及比较不同时间和空间的种群的理想指标[1][2]。在城市生态学中，种群密度有助于更深入地了解动物种群在城市地区的分布情况，以及人为因素如何影响这种分布。
在过去的几十年里，人们热衷于采用侵入性技术来收集种群密度数据。尽管这些方法可以提供大量数据以及动物范围和分布信息，但越来越多的证据表明，这些技术会通过急性和慢性压力的广泛生理影响，以及直接或间接的伤害或行动能力受损，导致动物福利问题[3]。例如，使用陷阱捕获动物以通过标记重捕法估算种群密度时，如果没有及时检查陷阱（如在夜间），可能导致动物健康受损甚至死亡。对大型野生动物进行标记通常需要使用麻醉剂，这可能会给操作员和动物带来相当大的风险[3]。非捕获性的调查方法造成的影响更小，但仍存在对栖息地、当地生态系统和动物种群的潜在影响。
目前有许多研究对相应的方法进行了改进，并且提出了多种非侵入式的种群密度估计方法，以降低研究过程对动物种群和当地生态系统的负面影响。例如，在一项针对刺猬种群密度的研究中，采用了一种被称为“足迹隧道（Footprint Tunnel）”的装置。简单来说，该装置由三部分组成：隧道入口处有一条蘸满无毒油墨的胶带，隧道中间是一张纸，用于记录刺猬的足迹，末端放置食物诱饵，以鼓励刺猬进入。当一只刺猬穿过隧道到达食物诱饵时，它的爪子上沾满了墨水，它离开时的脚印被记录在纸上。并且，在刺猬通过纸张后，脚上带有的墨迹基本已经消失，因此不存在将其行踪暴露给捕食者的风险[4]。
红外相机技术(camera trapping)在过去十几年里快速发展, 提供了非侵入性的种群密度检测手段, 也使获取隐蔽环境中稀有物种的信息成为可能。一系列模型，如占域模型(occupancy model)、随机相遇模型(random encounter model, REM)、以及红外相机距离取样(camera trap distance sampling, CTDS)等被用于从红外相机捕获的照片中估计种群密度[5]。此外还有遥感影像直接计数法以及基于如航空数据、DNA数据、声音计数数据等的新型方法用于密度估算。
斑鹿(Axis axis) 图源：Kong
不仅是动物种群密度估计方法中存在一定的伦理问题，种群密度估计的结果就更加应该审慎对待了。通常，对种群密度的评估是为了解当地种群状况，以制定相应的保护策略。错误的估计，尤其是对种群密度的高估，可能导致严峻的后果。这对濒临灭绝的物种或种群造成的影响尤其显著。
总之，在进行种群密度估算的相关研究时，应定期评估监测技术的负面影响和准确度，尽量采取非侵入的可靠方法，这对动物和保护科学的成效都有着积极意义。
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文 | 孔垂澜
审 | 赵玉萍&橡树
编 | LYJ
本文参考资料
[1]. Scott, D.M., Baker, R., Charman, N., Karlsson, H., Yarnell, R.W., Mill, A.C., Smith, G.C. & Tolhurst, B.A. (2018). A citizen science based survey method for estimating the density of urban carnivores. PloS One 13, e0197445.
[2]. Morin, D. J., Boulanger, J., Bischof, R., Lee, D. C., Ngoprasert, D., Fuller, A. K., ... & Karanth, U. (2022). Comparison of methods for estimating density and population trends for low-density Asian bears. Global Ecology and Conservation, 35, e02058.
[3]. Jewell, Z. O. E. (2013). Effect of monitoring technique on quality of conservation science. Conservation Biology, 27(3), 501-508.
[4]. MCIEEM, R. Y., Williams, B., Thomas, E., & Baker, P. (2015). Hedgehogs in Tunnels: Footprint Tracking Tunnels as a Method for Detecting Hedgehog Populations. Monitoring and Measuring Mitigation Success, 38.
[5]. 李珍珍,杜梦甜,朱原辛,王大伟,李治霖 & 王天明.(2023).基于红外相机的不可个体识别动物种群密度估算方法. 生物多样性(03),173-189.
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