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无线电测向在鸟类研究中的应用 [复制链接]

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离线hocool
 
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只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2007-01-16
  无线电遥测或称无线电追踪是通过遥测装在动物身上的发射器发出的电波,来确定动物所在位置的一门新技术。从50年代末开始用于野生动物研究至今,应用范围不断扩大,尤其是在近10年,随着高科技的发展和高质量晶体管的出现,它的适用性和灵敏度都有了显著提高。目前,无线电遥测已成为野生动物研究和管理的一项常规工具,体重大于15g的所有脊椎动物,甚至蟹和龙虾等几乎都可进行无线电追踪研究。本文主要介绍其在鸟类生态学上的应用。

  无线电遥测扩大了人们对鸟类进行观察研究的能力和范围。利用这一技术,不仅容易接近所研究鸟类,而且可以通过远距离遥测,在不干扰实验鸟正常活动的情况下,确定其准确位置并收集有关行为等方面的信息。

  1.遥测仪器及工作原理

  一套无线电遥测设备基本上由发射器、接收机和天线3部分组成。

  1.1 发射器 包括微型发射器、电池、发送天线和相应的安装附件(见图)。微型发射器由精密的电子元件制成,能以固定的频率发射无线电波。大多数发射器使用体积小、重量轻、容量大的锂电池;发送天线由金属软线制成,能够传送发射信号;发射器最后通过一些附件(如绳索等)以适当的方式固定在动物身上。发射器的重量一般不得超过鸟体重的3%~5%,否则将影响实验鸟的正常活动。有些研究人员为了获取更多更复杂的信息,还在发射器上加以特殊装置,如水银开关、热敏电阻等,用以了解实验鸟的运动、栖止状态及飞行强度等。

  1.2 接收机 用以接收和放大发射器发出的信号并显示其强弱(见图)。





  每个发射器都有其固定的频率,当接收某个动物的信号时,工作人员只需将接收机调到相应的频率(频道),即可通过信号强度仪指针的变化及扬声器发出声音的大小了解到信号的强弱。先进的接收机可同时自动记录多只动物的活动情况,但价格昂贵。

  1.3 天线 与接收机相连,用以确定信号发出的方向,以波道式天线最为常见,它具有预放大性能,可感知较大范围,当天线正对着发射器(即实验鸟)时,接收到的信号最强,而向两旁移动时则信号减弱。实际工作中,可将天线置于塔楼、汽车或飞机上,也可将几个波道式天线拼合组成一个天线,以增大其接收范围。

  1.4 遥测定位原理 无线电遥测术的原理很简单,即三角定位法(见图)。





  工作人员在不同的遥测点(p1和p2)上,根据天线所指方向及接收机显示的信号强弱来确定发射器(即实验鸟)所在方向(p1p′1和 p2p2′),两条射线上的交点(p)即为实验鸟所在的位置,利用公式[1]可求出其坐标(x0,y0)。

  

  2.使用方法

  2.1 安装发射器 安装发射器的方法很多。可将发射器套在实验鸟颈部(颈圈法);也可将发射器装入袋中再用绳子固定在鸟背上(背袋法)。这两种方法比较牢固。对于小型发射器可用胶水直接粘贴或用夹子等固定在鸟的中央尾羽上,优点是换羽期可收回发射器。

  发射器最好是在捕到鸟后立即安装,同时填写登记表(表1),便于以后查阅。

  2.2 标定遥测点 根据所研究鸟类的活动情况,结合工作区地形地貌,选择遥测路线并设定一系列遥测点。测量各点间的距离、角度,在地图上准确标出并计算每个遥测点的位置及坐标。

  2.3 遥测记录 最简单的方法是身背接收机,手持天线,在适当的遥测点测出实验鸟的方向,填写“数据记录表”(表2),并根据三角定位法


表1.无线电遥测登记表






表2 无线电遥测数据记录表



  第 页


  在地图上标出实验鸟的位置(见图)。理想情况下,两个方向的交角(α)应接近90°,而且由两台接收机在尽量靠近动物的情况下同时测定。随着交角(α)变小及人与动物距离的增加,误差将会增大,测得的实验鸟位置变得不准确。

  接收设备也可安装在汽车、飞机上,这样,以车代步,能大大增加遥测范围,甚至可利用雷达和卫星对长距离迁徙的候鸟进行追踪研究。另外,利用计算机进行信号分析和数据处理,不但节省了人力物力,也使研究结果更加精确可靠。

  3.研究领域

  目前,无线电遥测在个体较小的山雀、大型猛禽以及长距离迁徙的灰鹤的研究中均得到应用,涉及到鸟类的活动范围、栖息地选择、移动距离和活动节律、营巢与繁殖行为、存活率、种群密度以及迁徙等诸多方面。

  3.1 活动区面积 计算鸟类活动区面积的方法很多,如最小凸多边形法,调和平均数法等。无线电遥测可在不影响动物正常活动的情况下测得实验鸟的准确位置(坐标),为计算活动区面积和多只个体的活动区重叠提供可靠的数据。

  3.2 栖息地选择 这是无线电遥测的最主要任务。实际工作中可先将栖息地分类,并估算出各类型栖息地所占的百分比(即可利用率),再根据遥测定位的数据,求得动物对各类型栖息地的实际利用率。如果动物对某种类型栖息地的实际利用率大于该栖息地的可利用率,则表明该动物倾向于选择此类栖息地活动。大多数鸟类并不同等地利用整个栖息地而是对其中某些小生境更加青睐,这些“活动中心”可以通过遥测在地图上很直观地看到。进一步调查“活动中心”与栖息地内其它地区的差异,往往能找出该动物选择栖息地的主要因素,如坡度、植被盖度及有关食物等。

  3.3 移动距离和节律 根据实验鸟在一定时间间隔内两个位点的距离,可以求出该个体的移动距离和速度,进而了解其一天内的活动节律。另外,还可以通过比较短时间内该动物的移动距离(如10min),算出其最大运动速度。

  3.4 营巢与繁殖 许多鸟类只在繁殖期营巢产卵。在枝叶茂密的热带雨林中,发现鸟巢非常困难。通过无线电遥测,工作人员可以沿着天线所指示的最强信号方向逐步靠近实验鸟,从而发现巢址并研究有关巢区、孵化节律、育雏行为等许多重要问题。

  3.5 存活率 根据安装发射器个体的存活情况很容易求行实验鸟类的存活率:




  ni∶i时间内进行无线电标记的个体总数

  di∶i时间内死亡的标记个体数

  si∶i时间内的存活率

  需要注意的是,安装发射器不能影响实验鸟的正常生活,或使之易被天敌发现,否则得出的存活率将低于正常值。

  3.6 种群数量 根据在研究区内目击实验鸟的情况,按照生态学中标记重捕的原理(公式3)可估算种群数量(n):




l:目击同种鸟类数量;r:实验鸟总数;

l:目击实验鸟数量;n:种群数量

  运用无线电遥测估算存活率和种群数量,需要较多的装有无线电发射器的个体,否则结果不可靠。

  无线电遥测在鸟类生态学研究中应用的前景十分广阔,但其价格昂贵,一套最简单的能跟踪10只动物的设备也需3000~4000美元,因此研究经费是个关键问题。在我国,郑光美等在黄腹角雉研究中首次应用这一技术并取得成功。目前,在环颈雉、斑翅山鹑、花尾榛鸡和白颈长尾雉等一些研究项目中也在运用这一技术。相信无线电遥测在我国鸟类学研究中的应用将越来越广泛。

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离线HiXGod
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1608
只看该作者 1楼 发表于: 2007-01-16
设备的小型化是个问题
离线hocool
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20748
只看该作者 2楼 发表于: 2007-01-16
如果给我足够的时间和金钱还有广大的市场,我有办法追踪蜻蜓。
离线HiXGod
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1608
只看该作者 3楼 发表于: 2007-01-16
问题是,我们都是业余的……说说你准备怎么追踪蜻蜓?我挺感兴趣的!
离线hocool
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20748
只看该作者 4楼 发表于: 2007-01-16
没时间追踪!
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问题是,我们都是业余的……说说你准备怎么追踪蜻蜓?我挺感兴趣的!
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要是有时间追踪蜻蜓了,估计举例被炒鱿鱼不远了。
离线HiXGod
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1608
只看该作者 5楼 发表于: 2007-01-17
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要是有时间追踪蜻蜓了,估计举例被炒鱿鱼不远了。
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我自己的公司,谁炒我?哈哈!!!
离线hocool
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20748
只看该作者 6楼 发表于: 2007-01-17
天天没有业务量,股东不炒你?
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我自己的公司,谁炒我?哈哈!!!
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天天没有业务量,股东不炒你?


天天不往家拿钱,老婆不炒你?


月月不给父母养老金,爹妈不炒你?


年年不给孩子交学费,孩子不炒你?


就算你中了50000万,整天抓蜻蜓不验机协会不炒你?
离线HiXGod
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1608
只看该作者 7楼 发表于: 2007-01-17
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天天没有业务量,股东不炒你?
天天不往家拿钱,老婆不炒你?
月月不给父母养老金,爹妈不炒你?
年年不给孩子交学费,孩子不炒你?
就算你中了50000万,整天抓蜻蜓不验机协会不炒你?
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呵呵,我是搞农场的,不需要天天有业务,股东都很听话;
小可30以前不谈婚嫁,老婆还不知道在哪;
父母拿着国家工资,优哉游哉;
老婆都没有,孩子就不用说了;
至于协会……这是个问题……哎!!!
离线BG7KIH
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只看该作者 8楼 发表于: 2007-01-17
协会怕什么?
你不握他当回事就行了。
其实他本来就没什么事。
离线HiXGod
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只看该作者 9楼 发表于: 2007-01-17
无线电这东西还是很容易被扣帽子的,怕怕……