动物生态学(郑成洋)第03讲 动物生态学研究方法

无线电跟踪实例
• 长期观测一地区动物活动情况 • 多种动物无线电跟踪
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雷达遥测－无线电延伸应用
密蜂雷达跟踪 例子
鸟类雷达跟踪 例子
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野生动物研究方法－GPS定位
非洲大象研究 举例
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GPS定位优、缺点
GPS与无线电跟踪技术相比：
GPS价格昂贵
GPS使用较复杂：GPS复杂性较高，需要相应配 套设备
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三种GPS颈圈数据下载方式
卫星信号接收 UHF无线电信号下载 回收GPS下载
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目前野生动物GPS定位系统主要生产商： SimplexTM GPS 和PosrecTM
SimplexTM GPS ：研究大型动物和中型动物 GPS颈圈
需要调式
PosrecTM GPS ：研究小型动物的GPS颈圈（鸟 类和哺乳类）
直接使用
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中大型颈圈
Model Min weight
Position
Min animal Weight
2A
250 grams
7500
8kg
1D
600 grams
14500
24 kg
2D
800 grams
30000
45 kg
4D 1100 grams
60000
70 kg
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小型GPS颈圈
第三讲 动物生态学研究方法
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动物生态学研究关注的内容
巢区/领地/家域 食性分析 生境分析/评价 集群/扩散/迁移 行为特征（等级/繁殖/通讯） 种群结构（性比，年龄，种群出生率/死亡率，
生命表） 种群周期波动
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动物生态学研究手段
直接观察 环志 无线电遥测 GPS卫星定位 照相/摄像/其它成像设备
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野生动物研究必备工具
双筒望远镜
一般选8倍镜，即8*42或8*32；ROOF棱镜双筒 镜（两根直管 ），物体清晰，立体感和变形小， 尽量不选用PORRO棱镜双筒镜
单筒望远镜
观鸟单筒选择折射式；口径在50~90毫米；选 斜筒作为观鸟或观动物镜
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有条件配备研究工具
长焦镜头 (定焦>300 mm）+可连拍的机身 （如canon 70D，5DIII，7D….）
L感应器：光照感应器。光照增加，发射机信 号长度加长
T感应器：温度感应器。动物体温变化，发射 机信号改变
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使用步骤
使用方法
观察动物活动习性（1-2个月） 动物捕获：麻醉/笼捕/网捕/陷阱等 动物测量/采样 配带无线电发射器 放归 跟踪研究
生产公司例子(如Televilt, Yagi)
1995年才开始研制野生动物用的GPS， 1996年开始第一次野外实验 1997年制成第一只simplex(TM)-GPS颈圈 2000年研制成GPS发射机和天线，及相配套
GPS接收机和处理软件（simplex Project Manager）
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设计GPS颈圈？
那些功能需要考虑？
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GPS颈圈功能要如何设计？ 方式一：GPS颈圈+卫星
卫星 接收机
方式二：GPS颈圈+无线电 跟踪
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GPS颈圈设计功能
GPS颈圈设计需要考虑的功能：
–数据传输: (1)卫星传输和接收，(2) 发射下载信号，能遥控下载数据： 发射信号甚高频信号传送接收机（RX-900）电脑；
–在数据下载之前，存贮在GPS颈圈内；
体积和重量：与无线电追踪设备相比，GPS难 于做到极小体积和很轻重量，在使用上受限
定点容易：无线电双点定位，GPS单点定位， 少花费大量跟踪时间
精度：GPS精度大大提高，尤其是P码 (精码)解 禁后，30m5~10 m
长距离定位：可长距离使用，无线电技术无法
实现
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野生动物研究与GPS应用
Attachment Collar
Back-pack
Collar weight
from Max. # positions*
70 grams 55 grams
2800 2800
发射机发出甚高频(215-220兆赫)的无线电信号， 标准长度从18ms-1250ms ，标准响声 48times/1minutes，长度可人工调整，间隔长 短与电池寿命有关。
附带一些感应器，将感应到的生物学信息通过 改变无线电发射机电信号频率或信号长度发出。
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8
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无线电跟踪位置计算方法
采用公式求得动物所在位置：
–电池耗尽之前，GPS颈圈设有自动脱落系统，并通过无线电发射信 号回收，但增加颈圈的重量（±150g）；
–兼带常规无线电发射机功能，接收GPS信号+发射无线追踪信号， 便于定位动物，接近动物；
–动物死亡，发射死亡信号；
–主电池和备用电池，主电池耗尽，备用电池自动启动，但不再接收、发 射GPS信号，发射常规双脉冲无线电信号（脉冲周期1500ms，40个脉冲/ 分），备用电池55－110天；
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感应器类型
A感应器：动物活动状态感应器。当动物活着 的时候，无线电频率增高（60 t/m）,不活动时 降低（35 t/m）
M感应器：运动感应器。动物活动剧烈动物状 态时，无线电频率达100 t/m； 不活动时下降 至25 t/m，与A感应器相似
O感应器：倾斜>±5o时，发射机信号周期性发 生改变
工作基本原理
野生动物配带无线电发射装置，研究人员在一定范围 接收无线电信号，确定信号源的方位角或下载电子设 备预先存贮的位置信息。
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无线电跟踪设备组成
无线电发射器
VHF FM GPS
无线电接收机
天线（手机式，探测式）
性能与技术指标
无线电发射机常制成颈圈，套在动物的颈、脚
发射机电池寿命：40d-5y
红外测离仪
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野生动物研究－无线电遥测方法
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野生动物无线电追踪技术
最早在上世纪50年代开始使用 目的
野生动物定位（帮助研究人员找到野生动物，记录其 位置，了解其活动状态）；
获得野生动物一些行为信息（行走，卧息…）； 获得野生动物一些生理信息（呼吸频率，体温…）； 计算领地/家域大小
www.positioning.televilt.se
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不同动物，使用不同的发射机类型
固定方式：颈圈，背负式，植入 型号见附表
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适用于草食动物
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肉食动物 （1）
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肉食动物 （2）
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海洋动物
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鸟类动物
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鱼类动物
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两爬动物
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无线电跟踪-改进型