常見鳥類多樣性調查方法的比較與應用研究

吳顥林; 汪慧琳; 張倫然; 彭友貴; 張強

doi:10.12356/j.2096-8884.2023-0025

常見鳥類多樣性調查方法的比較與應用研究

doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0025

吳顥林^{1, 2,},
汪慧琳³,
張倫然⁴,
彭友貴^1, ,,
張強^2, ,

1.
華南農業大學林學與風景園林學院，廣州 510642
2.
廣東省科學院動物研究所，廣東省動物保護與資源利用重點實驗室，廣州 510260
3.
南部戰區空軍保障部機營處，廣州 510007
4.
空軍第二工兵勤務大隊質監站，廣州 510007

基金項目: 科技基礎資源調查專項（2022FY100500）；廣東省林業局國家重點野生動物保護監測項目（2022-2023）；廣東省林業科技創新項目（2023KJCX029）；南部戰區空軍保障部鳥情專項調查研究技術服務項目（2020-096）

詳細信息

作者簡介:
吳顥林：E-mail: 234726684@qq.com

通訊作者:
E-mail: pygui2000@163.com

zhangqiang06@giz.gd.cn

中圖分類號: N31
計量
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出版歷程
- 收稿日期: 2023-04-04
- 錄用日期: 2023-06-28
- 網絡出版日期: 2023-10-07
- 刊出日期: 2023-08-31

Comparison and Application of Survey Methods of Bird Diversity

Haolin Wu^{1, 2
,},
Huilin Wang³,
Lunran Zhang⁴,
Yougui Peng^{1
, ,},
Qiang Zhang^{2
, ,}

1.
College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
2.
Guangdong Key Laboratory of Animal Conservation and Resource Utilization, Institute of Zoology, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510260, China
3.
Air Force Support Department of the Southern Theater Command, Guangzhou 510007, China
4.
Quality Supervision Station of the Second Engineer Service Brigade of the Air Force, Guangzhou 510007, China

摘要

摘要: 在鳥類多樣性研究中，種類和數量是評估物種受脅狀況、種群動態、群落結構特征、生態系統功能和棲息地質量的常用參數。受到鳥類生態類型多樣、行為特征和生活史差異較大等因素的影響，野外調查結果與鳥類多樣性的實際情況存在一定偏差。本文整理了7種常見鳥類多樣性調查方法的概念和調查統計指標，包括標圖法、直接計數法、樣線法、樣點法、紅外相機調查法、網捕法和鳴聲調查法，并對比了各方法的優缺點，以及在不同生境、不同鳥類類群間的適用性和生態假設條件。建議根據研究目的和對象選擇合適的調查方法，并多方法綜合使用，如樣點法和樣線法的適用范圍最廣，但活動隱蔽或數量稀少的鳥類需借助網捕、紅外相機或鳴聲法補充調查。其次提出傳統方法與新技術的結合使用，如水鳥調查中結合無人機和地面直接計數，雉科鳥類調查中結合紅外相機和標圖法，將有效提高調查效率和準確度。最后強調鳥類多樣性調查方法的標準化對今后我國鳥類學群落理論研究、大尺度多樣性監測網絡與評價體系建設、區域保護策略制定具有重要推動作用。
- 鳥類 /
- 分層隨機抽樣 /
- 生物多樣性監測 /
- 種群數量
Abstract: Bird species richness and population abundance have a wide applications in assessing species threatened status, population dynamics, community structure characteristics, ecosystem function and habitat quality. Due to the diversity of ecological types and the wide variation in behavioural characteristics and life histories, there are some deviations between field survey results and the actual situation of bird diversity. This study compiles the concepts and statistical indicators of seven bird survey methods, including territory mapping, individual counts, line transects, point transects, camera trapping, mist netting and vocalization surveying. By comparing the advantages and applicability of each method in different habitats and different bird groups, we suggest that the optimal method should be selected according to the research purpose and object, and multiple methods should be used in combination. For example, the line transects and point transects are the most widely applicable, while mist netting, camera trapping and vocalization surveying are necessary for birds with hidden habits or sparse population. Secondly, the combination of traditional methods with new technologies will effectively improve the efficiency and accuracy of bird survey. Such as the combination of unmanned aerial vehicles and aggregating counts in waterbird surveying, and the combination of camera trapping and territory mapping in pheasant surveying. Finally, we prospect that the standardization of bird survey methods will play an important role in promoting the basic theoretical research of ornithological community theory, the construction of large-scale monitoring network and evaluation system, and the formulation of regional conservation strategies in China.
- birds /
- stratified sampling /
- biodiversity monitoring /
- population abundance

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圖 1 鳥類多樣性調查方法選擇流程圖

Figure 1. Flowchart for selecting methods for bird biodiversity surveys

下載: 全尺寸圖片幻燈片

附錄　Supplementary Material

下載: 導出CSV

1 鳥類多樣性調查方法示意圖、野外工作流程與數量統計指標

1. Schematic diagram, field work flow and statistical indicators of bird survey methods

調查方法 Methods	示意圖 Schematic diagram	野外工作流程 Field work flow	數量統計指標 Statistical indicators
標圖法 Territory mapping		1.根據調查對象和棲息地確定樣地面積、調查路線、時間和次數，按比例制作樣地圖； 2.在樣地中調查鳥類，將所有發現的同種鳥類及其痕跡、活動，特別是求偶、爭斗、巢址等與領域相關的信息，準確定位標記到樣地圖中，作為調查圖（visit map），每次調查1張； 3.同種鳥類的每次調查的信息都轉換記錄至其種類圖（species map），每種1張； 4.結合種類圖中多次調查所記錄的位點及其信息(如▲代表鳥類個體，■代表巢址，∽代表領域爭斗行為)，圈出互不重疊的位點群，為大致的鳥類領域邊界。	$ D = \dfrac{{c \cdot n}}{s} $ D為種群密度，c為總位點群數，n為每一位點群內平均個體數，s為樣地面積
直接計數法 Individual counts		直接計數法：直接數出集群個體數量	直接辨認種類并計算種群數量
直接計數法 Individual counts		集團統計法：設定包含n個個體的小集團，通過數小集團數量從而估計總集群數量（圖中以10個一組為例，共6組，即估算該集群包含60個個體）	直接辨認種類并計算種群數量
樣線法 Line transects		1.系統或分層隨機選擇調查樣線，充分代表樣地； 2.按需設置調查重復次數、前進速度、樣線長度l和調查寬度w等； 3.根據上述要求，沿樣線勻速前進，按距離帶（如0＜w₁＜25 m，w₂＞25 m）調查記錄鳥類個體（①和③位于調查帶w₁，②和④位于w₂）；或測定所有個體至樣線的實際距離h； 4.一定時間間隔后重復調查，分析數據。	$ D = \dfrac{n}{{{\text{2}} \cdot l \cdot w}} $ D為種群密度，n為調查記錄鳥類個體數，l為樣線長度，w為單側截線寬度
樣線法 Line transects			以單位時間或路線的遇見率代表相對數量
樣點法 Point transects		1.系統或分層隨機選擇調查樣點，充分代表樣地； 2.按需設置樣點數量、調查持續時間、重復次數和調查半徑r 等； 3.調查者靜止在樣點中心p，按距離區（如0＜r₁＜50 m，r₂＞50 m）調查記錄鳥類個體（①和②位于調查區r₁，③和④位于r₂）；或測定所有個體至樣點中心的實際距離h； 4.一定時間間隔后重復調查，分析數據。	$ D = \dfrac{n}{{3.14{r^{\text{2}}}}} $ D為種群密度，n為調查記錄鳥類個體數，r為截線半徑
樣點法 Point transects			以每個樣點的平均個體數或出現頻度代表相對數量
紅外相機調查法 Camera trapping		1.根據調查目的和需要選擇紅外相機布設點； 2.設置紅外相機，自動監測前方一定距離的區域，當有野生動物出現會觸發設備，拍攝照片與動態影像； 3.回收紅外相機監測數據與處理分析。	相對多度指數： $ {\text{RAI}} = \dfrac{{\displaystyle\sum\nolimits_{i = 1} {{N_i}} }}{{\displaystyle\sum\nolimits_{i = 1} {Trapda{y_i}} }} \times 100 $ Trapday_i為相機位點i的拍攝天數，N_i為相機位點i拍攝的某一物種的有效照片數
紅外相機調查法 Camera trapping			相對豐富度指數： $ {\text{SA}}{{\text{I}}_{}} = \dfrac{{{A_i}}}{N} \times 100 $ A_i為目標物種的獨立有效照片數，N為所有物種的獨立有效照片數
網捕法 Mist netting		1.根據研究目的確定霧網架設位置、時長、類型、調查次數等，向相關管理部門提出申請并獲取批準； 2.清理網場，架設霧網（森林鳥類群落調查中網場通常高約3 m，長13～15 m，寬1～2 m；霧網規格一般長12 m，高2.5 m，網眼36 mm）； 3.每隔一段時間檢查、記錄上網鳥類。	標記重捕模型： $ P = \dfrac{{a \cdot n}}{r} $ P為種群數量，a為標記個體數量，n為第2次捕獲個體總數，r為第2次捕獲標記個體數
網捕法 Mist netting			以網捕率表示相對種群數量
鳴聲調查法 Vocalization surveying		鳴聲回放法：播放目標物種鳴聲，吸引其作出回應或接近聲源等反應	協助鳥類數量調查
鳴聲調查法 Vocalization surveying		鳴聲計數法： 1.通過主、被動的錄音設備采集鳥類鳴聲； 2.使用相關的電腦軟件分析聲音特征，繪制聲譜圖（sound spectrogram）量化分析鳴聲特點差異或聲音指數。	分析鳴聲聲譜圖區分物種，或使用生物聲學指數等聲音指數反映鳥類多樣性

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2 不同鳥類調查方法的適用性與生態假設條件

2. Ecological applicability and assumptions of each bird survey methods

調查方法 Methods	適宜生境 Habitat	適宜鳥種 Bird characteristics	缺點 Insufficient	生態假設條件 Ecological assumptions
標圖法 Territory mapping	平坦生境，植被稀疏	繁殖期間領域性行為明顯	人力成本高，效率低	①繁殖期間鳥類都具有領域性，且總在領域內活動； ②鳥類成對，每一領域內具有2個個體； ③樣地內所有鳥類個體的發現率相同，能被正確發現和記錄； ④調查結果不受調查人員活動、植被結構等因素影響； ⑤除了要求最小面積外，面積因素對結果無影響。
直接計數法 Individual counts	寬闊生境，遮擋少	小范圍集群活動	估算數量受調查者主觀影響	①調查者能正確識別鳥類種類并準確數出集群數量； ②一定時間、范圍內，同種鳥類的大部分個體集群活動，集群大小反映其種群數量。
樣線法 Line transects	可視距離高，植被稀疏	較易發現，樣地中分布密度低	對珍稀、罕見鳥種的調查效果較差	①完整記錄調查范圍內的鳥類； ②鳥類不因調查者的存在而進出調查范圍； ③所有發現的個體都相互獨立，未被重復記錄； ④準確測定鳥類個體至樣線（樣點）的距離； ⑤每次鳥類調查相互獨立； ⑥正確鑒別所有的鳥類。
樣點法 Point transects	可視距離低、異質性高、斑塊狀生境	較易發現，樣地中分布均勻	對珍稀、罕見鳥種的調查效果較差
紅外相機調查法 Camera trapping	隱蔽布設紅外相機	地面及林下層活動	主要適用于地棲性鳥類	①調查物種間差異明顯，能準確識別種類； ②照片拍攝率與鳥類的密度呈正相關； ③紅外相機設置隱蔽，沒有對鳥類行為活動造成影響。
網捕法 Mist netting	林地	森林內部鳥	難以調查林冠層活動的鳥類，鳥類有受傷和死亡的風險	標記重捕模型： ①種群封閉，種群數量在監測期內不變； ②個體間被捕獲的概率相等； ③標記不影響個體的正?；顒?，且留存時間不能短于監測時間； ④第2次取樣前個體充分均勻混合。
網捕法 Mist netting	林地	森林內部鳥	難以調查林冠層活動的鳥類，鳥類有受傷和死亡的風險	網捕率表示相對多度： ①網捕率與鳥類的密度呈正相關； ②網捕過程沒有影響鳥類的行為。
鳴聲調查法 Vocalization surveying	噪音干擾較小	鳴聲明顯、獨特	難以監測少鳴叫的種類和個體	鳴聲計數： ①不同鳥類具有獨特的鳴聲，可區分其差異； ②能采集得到目標物種的高質量錄音。
鳴聲調查法 Vocalization surveying	噪音干擾較小	鳴聲明顯、獨特	難以監測少鳴叫的種類和個體	聲音指數反映多樣性： ①鳥類鳴聲具有特異性，隨著物種數增加，鳴聲特征將更加多樣，表現為聲音指數數值的變化。

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屌“啊……慢点…肏

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