哺乳动物观测方法

1.       观测准备

1.1        确定观测目标

观测目标为掌握区域内哺乳动物的种类组成、分布和种群动态，并评价其栖息地质量；或评估各种威胁因素对哺乳动物产生的影响；或分析哺乳动物保护措施和政策的有效性，并提出适应性管理措施。在确定观测目标后应明确观测区域。

1.2        确定并了解观测对象

一般应从具有不同生态需求和生活史的类群中选择观测对象。在考虑物种多样性观测的同时，应重点考虑：

a）受威胁物种、国家重点保护物种和特有物种；

b）国家保护的有益的或有重要经济、研究价值的物种；

c）对维持生态系统结构和过程有重要作用的物种；

d）对环境或气候变化反应敏感的物种。观测前应充分了解观测对象的生态学及行为特征，必要的情况下可对观测对象进行小范围调查，同时了解观测区域的自然和社会经济状况。

1.3        提出观测计划

观测计划应包括：样地设置，样方/样线设置，野外观测方法，观测内容和指标，观测时间和频次，数据分析和报告，质量控制和安全管理等。

1.4        观测仪器和工具

根据观测对象和观测方法的要求，选择合适的观测仪器和工具。一般包括地图、全球定位系统（GPS）定位仪、对讲机、卫星电话、望远镜、照相机、红外触发式相机、夜视仪、摄像机、录音机、测距仪、测角器、长卷尺、钢卷尺、直尺、脱氧核糖核酸（DNA）样品采集工具、记录表以及必要的野外防护设备和药品等。

2.       观测样地的确定

根据观测对象的生物学及生态学特征和观测目标，在观测区域内设立样地。样地的数量应符合统计学的要求，并考虑人力、资金等因素。样地的抽取采用简单随机抽样法、系统抽样法或分层随机抽样法进行。采用分层随机抽样时，应根据生境类型、气候、海拔、土地利用类型或物种丰富度等因素进行分层。

3.       总体计数法

总体计数法包括直接计数法和航空调查法等。

直接计数法。将观测区域划分为多个子区域，通过肉眼或望远镜直接观测，分别统计各子区域内哺乳动物个体数量，将各子区域哺乳动物个体数量相加得到整个区域哺乳动物的个体数量。该方法适用于草原、荒漠、雪原以及疏林地带的大中型有蹄类，或有相对固定活动时间和活动生境的林栖有蹄类，如岩羊、梅花鹿、驯鹿等。

航空调查法。利用飞机等航空设备进行总体计数的方法，适合于草原、疏林或灌木林中大型哺乳动物观测。

4.       样方法

样方法是生物多样性观测的基本方法，适用于森林、草地和荒漠哺乳动物种群密度的调查。将观测样地划分为若干个相同面积的样方。样方一般设置为方形。统计动物实体时，样方面积一般在500×500m²左右；当利用动物活动痕迹（如粪便、卧迹、足迹链、尿迹等）进行统计时，样方面积应不小于50×50m²。小型陆生哺乳动物观测可以设置100×100m²样方。用GPS定位仪定位样方坐标。

随机抽取一定数量样方并统计其中观测对象的数量，所抽取的样方应涵盖样地内不同生境类型，且每种生境类型至少有7个样方，样方之间应间隔0.5km以上。小型陆生哺乳动物可采用铗日法或者陷阱法调查样方内物种和个体数量，每种生境类型至少有500个铗日。对于洞穴型翼手类，采用网捕法调查样方内物种和个体数量，或傍晚在洞口采用直接计数法调查从洞穴中飞出的物种和个体数量；对于树栖型翼手类，将雾网或蝙蝠竖琴网安放在林道等飞行活动通道捕获并计数物种和个体数量。对观测到的哺乳动物拍照记录，便于物种鉴定。

种群的样方密度和平均密度分别按式（1）和（2）计算。

                       (1)

                      (2)

                   

样方法适用于山体切割剧烈、地形复杂、难于连续行走的特殊地区。样方法可运用于偶蹄类如麝类、马鹿、狍、梅花鹿、驼鹿、黑尾鹿、野猪和小型陆生哺乳动物等的观测。

5.       可变距离样线法（截线法）

可变距离样线法（截线法）适用于荒漠、草原等开阔生境中调查哺乳动物种群密度。在所选样地内沿小径、步道等设置若干条样线。样线应覆盖样地内所有生境类型，每种生境类型至少有2条样线。每条样线长度可在1～5km，在草原、荒漠等开阔地观测大中型哺乳动物时，样线长度可在5km以上。选定样线后，用GPS定位仪定位坐标，在1:50000地图上标明样线的路线。在晴朗、风力不大的天气条件下，沿样线步行、驱车或骑马匀速前进。步行速度一般为2～3km/h；在草原、荒漠等开阔地，观测者可乘坐越野吉普车，速度10～30km/h，也可以骑马前进，速度为6km/h。记录观测者的前方及两侧所见动物数量（应包括样线预定宽度以外的实体或活动痕迹）,用测距仪测量动物与观测者的距离，用测角器测量动物与观测者前进方向的夹角，以计算动物与样线的垂直距离（式3），或测量动物活动痕迹与样线的垂直距离（记录表参见附录A，生境类型表参见附录B）。避免重复记录或漏记。对观测过程中遇到的哺乳动物拍照记录，以便于物种鉴定。

            (3)       

观测时以2～3人一组为宜。每次参加观测的人员最好不要变动，如不得不变时至少有1人是之前参加过观测的主要成员，且至少应有1名专业人员。

当哺乳动物的发现概率与个体至样线距离无关时，种群密度（Di）按式（4）计算。

          (4)

                   

可变距离样线法应满足以下基本条件：

a）样线上观测目标的发现率为1；

b）观测目标在观测者测量过程中不远离或靠近中线；

c）能准确测量观测目标至样线中心线的垂直距离；

d）观测目标被发现的概率不受其体型大小的影响；

e）观测某一特定目标不影响观测其他目标的概率；

f）被观测的目标数一般不少于40。

6.       固定宽度样线法

固定宽度样线法适用于荒漠、草原等开阔生境中哺乳动物种群密度的调查。固定宽度样线法与可变距离样线法的区别在于前者宽度固定，观测时只记录样线一定宽度内的个体数，不需测量哺乳动物与样线的距离，但必须通过预调查确定合适的样线宽度，保证样线内的所有个体都被发现。固定宽度样线法可用于原麝、鹿等偶蹄类动物以及猫科动物的观测。样线宽度的确定应考虑哺乳动物活动范围、景观类型、透视度和交通工具等因素。在森林中一般为5～50m，在草原和荒漠中为500～1000m。

固定宽度内观测目标的种群密度（Di）按式（5）计算。

              (5)           

7.       标记重捕法

标记重捕法适用于研究小型陆生哺乳动物种群动态。标记重捕法的标记物和标记方法应不对动物身体产生伤害；标记不可过分醒目；标记应持久，足以维持整个观测时段（记录表参见附录C）。次标记重捕法。指根据第二次捕获量中被标记个体所占比例推算目标动物种群数量的标记重捕法。

目标动物的种群大小N和方差Vn分别按式（6）和（7）计算。

                  (6)

                    (7)       

单次标记重捕法的前提假设是：目标动物种群是封闭的，即没有个体迁入或迁出；所有动物有同等的被捕获率；捕获率不受动物是否做标记的影响；标记不会丢失，抽样是随机的。实际应用时，如果个体受捕率有明显差异，可以将数据按性别、年龄等分组计算，以减少误差。

开放种群的多次标记重捕法。该方法的假设前提是种群中任意个体在抽样期i有相同的受捕率；所有标记个体在此后有相同的存活率；抽样必须瞬间完成，个体立即释放。

在时间节点i的种群数量按式（8）计算。

                    (8)

                   

 

式中：ni——时间节点i样本中的捕获数；

mi——时间节点i样本中的标记个体数；

Ri——时间节点i中标记个体的释放数；

ri——时间节点i中标记释放，其后又被捕获的个体数；

zi——时间节点i以前被标记，在i中不被捕获，i以后再捕获的个体数。

8.       指数估计法/间接调查法

痕迹计数法适用于研究林间活动、隐蔽或夜间活动的哺乳动物。

痕迹计数法。该方法的前提假设是动物的痕迹数量与种群大小呈线性关系，或者至少是单调的函数关系。痕迹计数法的不足是多种相近种类同域分布时，较难区分不同种类的痕迹（北方雪地除外）；痕迹产生时间完全依靠个人经验判断；换算系数因生境、食物、季节的不同而变化。

粪堆计数法。该方法通过粪堆数量与动物种群数量之间的关系推算动物的种群数量，是一种简单易行的观测方法。

9.       红外相机自动拍摄法

红外感应自动照相机能拍摄到稀有或活动隐蔽的哺乳动物，可观测其分布和活动节律，也可结合相关模型估测种群密度。

安置红外相机前，应充分掌握拟观测哺乳动物的基本习性、活动区域和日常活动路线。尽量将相机安置在目标动物经常出没的通道上或其活动痕迹密集处。水源附近往往是动物活动频繁的区域，其他如盐井（天然或人工）、取食点（特殊食物资源，如坚果或浆果）、动物（尿液）标记处、求偶场、倒木、林间道路等也是动物经常活动的地点，应优先考虑。

可采用分层抽样法或系统抽样法设置观测样点。分层抽样法中，观测样点应涵盖观测样地内不同的生境类型，每种生境类型设置7个以上样点（样点之间间距0.5km以上）。系统抽样法中，在观测样地内划定网格设置观测样点，网格大小为1km×1km。每1km2至少设置1个观测样点。在每个样点于树干、树桩或岩石上装设1或2台红外感应自动相机。相机架设位置一般距离地面0.3～1.0m，架设方向尽量不朝东方太阳直射处。相机镜头与地面大致平行，略向下倾，一般与动物活动路径呈锐角夹角，并清理相机前的空间，减少对照片成像质量的干扰。对相机编号，并用GPS定位仪记录位置。

每一个样点应该至少收集1000个相机工作小时的数据。在夏季每个样点需至少连续工作30天，以完成一个观测周期。根据设备供电情况，定期巡视样点并更换电池，调试设备，下载数据。记录各样点拍摄起止日期、照片和视频拍摄时间、动物物种与数量、年龄等级、可能的性别、外形特征等信息，建立信息库，归档保存（记录表参见附录D）。

10.   卫星定位追踪技术

卫星定位追踪由安装在哺乳动物身上的卫星发射器、安装在卫星上的传感器、地面接收站三部分组成。卫星上的传感器在接收到由卫星发射器按照一定间隔时间发射的卫星信号后，将此信号传送给地面接收站，经计算得出跟踪对象所在地点的经纬度、海拔高度等数据。发射器的重量应控制在观测对象体重的4%以下。卫星定位追踪技术适用于较大尺度范围的观测，但运行费用较高。

11.   非损伤性DNA检测法

非损伤性DNA检测法适用于观测所有哺乳动物。

非损伤性DNA检测方法主要包括以下步骤：

a）采集与保存样品；

b）微量DNA提取；

c）PCR扩增反应；

d）DNA多态性分析。

采集与保存样品。按照HJ628的规定进行样品采集。对采集的样品逐一编号，记录物种名称、样品类型（毛发、粪便、尿液等）、采集日期、地点、采集人员等信息。采用干燥保存法（硅胶保存法）、冷冻保存法、乙醇保存法等处理并初步保存采集的样品，室内保存于-20℃冰箱。

微量DNA提取。首先对样品进行预处理，然后采用酚-氯仿抽提法、硫氰酸胍（GuSCN）裂解法、Chelex-100煮沸法、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）两步法等提取DNA。

PCR扩增反应和DNA多态性分析。选择合适的遗传标记（如线粒体DNA、微卫星等），通过PCR扩增特异性目的片断，再进行序列测定或基因分型。

 

观测内容和指标

6.1哺乳动物观测的内容主要包括观测区域中哺乳动物的种类组成、空间分布、种群动态、受威胁程度、生境状况等。

6.2哺乳动物观测指标应定义清楚、可测量、可重复、简便实用、数据采集成本相对低廉。

6.3哺乳动物观测指标包括哺乳动物的种类组成、区域分布、种群数量、性比、繁殖习性、植被类型、海拔、食物丰富度、栖息地状况、受威胁因素等。

观测时间和频次

7.1观测时间根据哺乳动物的习性而定。对于大型哺乳动物主要在地表植被相对稀疏的冬季进行。

7.2每天的观测时间应根据观测对象的习性确定，一般在观测对象一天的活动高峰期进行，如猫科动物的观测应在早晨或黄昏进行。取样的时间长度视哺乳动物分布密度和范围而定，对于小范围分布、密度较高的种类，观测时间相对较短；而对于分布密度低的珍稀动物类群取样时间可以增至2～3倍。

7.3观测频次应视哺乳动物的习性和环境变化的情况而定，一般应在春、秋或冬季各进行1次观测，每次应有2～3个重复，每个重复应间隔7天以上。