夜校回顾 | 野生动物调查方法系列（一）
应质兰伙伴们的需求，质兰夜校开辟了野生动物调查方法系列分享，第一期，我们请到中科院动物所的李欣海老师分享了《野生动物数量调查的基本概念》，四川农业大学的倪庆永老师分享了《灵长类种群数量与分布调查方法》。两位老师带来了很多干货，我们也特地整理了速记精华，以备大家更好地学习参考！该系列，大家还期待收听到什么议题，也欢迎后台私信我们。
野外是一个非常大的空间,我们只能从中调查一部分区域，因此，野生动物调查的本质是通过抽样调查了解野生动物的总体数量和变化趋势，而调查结果的准确性取决于样本（样线和样方等）是否可以反映总体。
需要做到利用有限的时间和经费，进行高效的、标准化的调查，建立数据库，为更大尺度的分析服务。同时，充分地应用模型，尽可能准确地估计动物的分布和数量。调查中最重要的是了解动物变化的趋势，所以在同样的区域开展重复调查，会具有更大的价值。
01
抽样调查原则
Principle
需要具有科学性、统一性、可操作性以及安全性。
/ 空间角度/
首先要调查动物最丰富的区域
再抽样调查所有区域;
/ 时间角度/
首先在动物最活跃的时候开展调查
再抽样调查其他时间的情况；
无论是空间还是时间上的抽样，都要有平衡性，不能仅集中于某一特殊情况。调查方案（样线/样方的位置与时间安排）则需要固定化处理，保证长期可用，以便不同的时间的抽样数据具有可比性。
图片来源：分享人
02
抽样调查的方法
Method
/ 随机抽样/
指从总体中随机选择一个总体单位，直到获得一组大小为“n”的样本，其特点为机会均等，即在每一个选择过程中，剩余的单位个体都有相同的机会被选中。
该方法在理论上虽然最简单，但实际操作起来并不方便。在野外的实际测量中，我们一般会关心动物的总体个数（所有样方中动物的总和数量）、均值（每公里的动物数量）、百分率（密度概念）以及比例（某类个体占总体的百分比）等参数，这些参数可以根据样本信息进行计算。
图片来源：分享人
/ 分层抽样/
指按照资源比例从不同层（子集）中随机抽取个体的方法。在一些调查中可基于动物栖息的不同植被类型或水深或海拔，按照面积比例分配样方。
优势：根据不同生境的权重进行比例分配，确保每层（如某种动物栖息的不同森林类型）都有合适的抽样比例，面积小的层（如偶尔分布的湿地）不会被忽略，其样本量会更具代表性，抽样误差也会比较小；
缺点：分层需要更多的基础信息，例如植被类型、地区海拔或是河流深度等等，抽样过程会更为繁杂。
图片来源：分享人
/ 系统/机械抽样/
又称等间距抽样，即以完全相等的时间或空间的间距进行概率抽样（间距=总量/样本量）。
优点：简单易行，同时避免了不均匀抽样导致的误差。
缺点：如果动物的分布和数量在空间或时间上存在周期性变化，取样便可能存在偏差（如啮齿类在草地上的分布可能呈现疏密的周期变化，等间距抽样若只抽到高密度区域的样），从而降低了样本的代表性。因此，当总体的时空分布具有周期性时，则不能采用系统抽样的方法。
图片来源：分享人
/ 集群抽样/
当调查对象呈集群分布，这些集群一般而言是自然形成的区域或阶层，每个集群中又包含多个个体。随机抽取集群（取样单元），然后对抽样到的集群中的所有个体再进行抽样的方法。
例如在做入户调查时，农户以社区的形式集中分布，如果随机抽取不同社区的样本，交通和人力成本很大。改为随机抽取社区，集中调查所抽取到的社区内的所有农户，则调查效率就能提高。若要提高集群抽样的准确性，需要减少集群间的差异，增大集群内的差异。例如调查居民收入时，若社区间存在较大贫富差异，集群抽样的方式便无法充分代表整体情况。
/ 多阶抽样/
相当于上述四种抽样方法的混合。例如，对于不易被发现、数量较少的猛禽或猛兽，可以先用系统抽样或分层抽样的方法发现分布点后，再在其周边进行取样，这种也被称为适应性集群抽样。
03
抽样调查方法选择流程
flow
具体抽样方法的选择，取决于研究对象在空间和时间上的分布特点和模式。
图片来源：分享人，翻译自质兰
04
抽样调查的准确性
accuracy
图片来源：分享人
/ 抽样强度/
几乎所有的动物都是集群分布，即使调查强度很高，要准确估计数量也十分困难，因为不同样线之间的方差越大，对样线的数量要求也随之增多。
/ 规范调查/
要提高野生动物监测的数据质量，我们需要做到：
（1）细化通用的调查规范；
（2）对每个物种制定特定的调查规范；
（3）充分利用手机APP降低工作量；
（4）开发软件包估计种群密度。
在撰写调查和监测报告时需要确保：
（1）调查和监测的目的和背景要清楚；（2）保证有过程（日志、kml文件、GPX文件）和元文件（metadata）（参见野生动物调查国家标准）；（3）对结果的不确定性要进行评估。参考资料：《Ecological Methodology》——“生态学里的圣经”，书中强调了野生动物调查有很多方法，可至作者Krebs, Charles J个人网站上免费获取PDF版本。
图片来源：分享人
案例
以懒猴调查为例介绍灵长类种群数量与分布调查
1
调查方法选择
通过实践，在分析了懒猴的特点与各类调查方法的优缺点后发现样线是相对合适的调查方法。
图片来源：分享人
2
开展样线调查
前期准备——访问调查：
样线布设：
根据倭蜂猴和蜂猴都喜欢靠近林区边缘活动的习性，将主要样线都布设在靠近林区边缘地带。
开展实地调查：
调查的方式主要通过头灯，尤其是红光灯（大多数动物对于红光不太敏感，或者说红光造成的伤害性很小）不停扫射周边的林区，因蜂猴的眼睛非常大，能够反出比较明显的光，可以根据光来寻找倭蜂猴和蜂猴的个体。
3
调查要点
相关知识分享：非人灵长类种群数量调查方法
逐个计数法
适用范围或者类群是相对比较有限的，通常用于大型集群活动物种的调查，如猕猴、金丝猴、叶猴等。该方法的优点是简单直接、投入少且数量准确。但前提是需要在前期确定群体数量及位置，因此不适宜短周期及大范围的调查。
样线法
样线法是调查中常用的方法之一，使用样线法需要满足三个假设条件：
（1）样线上的个体都能被看到并记录；
（2）记录距离时个体未移动；
（3）距离测量要准确：密度的计算需要对动物至样线之间的垂直距离进行估计。
灵长类的分布相对来说非常不均匀，使用系统抽样得到的准确性并不高，因此在样线法中还需要注意几个要点：首先是随机设置样线或采用分层取样，其次动物的新鲜粪便、睡眠点等可替代个体记录，并可使用Distance软件估算。
大部分类群都可以用样线法，它的优点在于可得出精确估计，也可同时针对不同类群。缺点则是要求较多，容易出现偏差，样线设置会受到很多限制。
鸣声调查法
常用于声音较大且较频繁的种类。在短时间内可以获得很多的分布数据，周期短，对群体数量估计较准确，并且可通过叫声回放辅助调查。然而，鸣声常常受季节、个体、地形等多方面影响，因此难以对个体数量进行估计。
红外相机调查法
遗传调查法
无人机与热成像技术调查法
精彩问答分享
Q：监测与调查的区别是什么？
A：调查通常是一次性的，监测则是用同样的方法进行重复调查，强调日常性和延续性。如每年四月在同一地点持续开展该区域的鸟类监测。监测需要保证时间、空间、调查方法的一致性，以确保监测的数据具有可比性。
Q：如何才能制定出标准规范的调查方法？
A：首先还是要明确调查的目的，不同的目的会用不同的方法。其次要积累足够的先验知识。例如我们要了解目标物种的栖息地选择，也就是其分布受哪些环境因子的影响，还要比较全面的掌握其基本生物学和生态学知识。这样才能制定出一个比较好的调查方法。
比如调查藏野驴，要确定在什么地方调查，走哪些样线，样线上调查的时候它的伴生物种也是特别重要的信息。牛羊的数量对藏野驴的数量影响非常大，这些也需要纳入调查内容。在雪豹的调查中，岩羊的信息对雪豹就特别重要。调查一些猛禽时，啮齿类的密度也是特别重要的信息。也就是影响物种数量的天敌、猎物和伴生物种可能都是要调查的内容。许多鸟类有明显的三个周期：繁殖期、迁徙期和越冬期。繁殖期一般来说分布得很分散。鸟类的调查多数在越冬期进行的，因为那时很多鸟是集群的，比较好数，如大型的湿地鸟类（如鹤类）。但也有些物种反而是越冬期比较分散，繁殖期更容易调查。如果要通过模型来推测物种的总数量，由于繁殖期、越冬期和迁徙期的生境需求和选择完全不一样，所以还要用不同模型，不能把不同的点，比如迁徙的点跟繁殖的点混在一块来做。
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