陳熙爾殷麗潔,2*秦大公,2姚錦仙李小雨潘文石

（1北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，自然保護與社會發(fā)展研究中心，北京 100871）（2北京大學(xué)生態(tài)研究中心，北京 100871）

估算野生動物的種群數(shù)量是保護的核心工作(Keepinget al.,2018)。由于氣候變化和人類活動的影響，野生動物的種群絕大多數(shù)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，需要長期的監(jiān)測，迫切需要簡單高效的生物多樣性監(jiān)測手段(Danielsenet al.,2005)。靈長類是動物界的最高等類群，具有復(fù)雜的社群結(jié)構(gòu)和豐富的物種多樣性，全世界非人靈長類共有2個亞目18科(亞科)76屬508種701個分類單元(Strier,2017)。目前全球65%的非人靈長類瀕臨滅絕，93%的種群呈下降的趨勢(Estrada and Garber,2022)，對非人靈長類動物的保護和種群數(shù)量的監(jiān)測刻不容緩。我國擁有豐富的靈長類動物資源，3科8屬28種，含亞種48種(龍勇誠等，2016;Fanet al.,2017)，主要分布在熱帶北緣和亞熱帶，位于我國西南、華南山地。隨著我國非人靈長類研究力量的不斷發(fā)展壯大，對行為學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)等的研究越來越深入(Xiaet al.,2012;Qiet al.,2014;Zhouet al.,2014；尹峰等，2015;Fan and Ma,2018;Zhaoet al.,2021;Guoet al.,2022;Liuet al.,2022)。另一方面，由于人類活動造成的棲息地破壞，很多物種仍處于瀕危狀態(tài)。盡管有一些種群增長(Fanet al.,2022)，但70%的非人靈長類種群數(shù)量不超過3 000只(Chapman,2018)，預(yù)計到2100年，非人靈長類動物在我國的分布將有可能進一步減少51%~87%(Liet al.,2018)。隨著我國對野生動物的保護愈來愈重視，對非人靈長類動物種群進行數(shù)量調(diào)查、種群動態(tài)監(jiān)測和評估保護效果是未來保護工作的重要內(nèi)容。

結(jié)合Distance模型的樣線法廣泛應(yīng)用于全球陸地和海洋中的動植物調(diào)查，Distance軟件的免費使用和不斷地更新改進，使其已被上百個國家下載使用(Thomaset al.,2010)。同樣，在非人靈長類的種群數(shù)量調(diào)查中，樣線法經(jīng)常被采用(Hanyaet al.,2003;Estradaet al.,2004;Aldrich,2008;Cheyneet al.,2008;Bapureddyet al.,2015;Pielet al.,2015;Gestichet al.,2016;van Kuijket al.,2016)。但也有研究表明對于長期的監(jiān)測工作，從成本和效率綜合考慮，樣線法調(diào)查也許并不是最優(yōu)方案(Keepinget al.,2018)，在某些地區(qū)，由當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T進行的長期跟蹤記錄可能更為有效，而且當(dāng)?shù)鼐用駞⑴c保護工作十分重要(Hulme and Murphree,2001)。

非人靈長類動物的棲息地類型非常多樣，包括熱帶雨林、沼澤森林、紅樹林、次生林、落葉林、季雨林、山地森林，包含孤存林、長廊森林、熱帶旱生林、山地草甸、地中海灌木林的稀樹草原和干草原，以及荒漠、干旱的山地，甚至是雪地(Napier and Napier,1994)。因此，在進行種群數(shù)量調(diào)查，選取調(diào)查方法時，需要考慮地形的復(fù)雜程度。目前常用的非人靈長類的種群數(shù)量調(diào)查方法主要有樣線法、樣點法、直接計數(shù)法、紅外相機調(diào)查法、遺傳調(diào)查法和無人機調(diào)查法等。本文將在分析實際研究案例的基礎(chǔ)上，探討各種調(diào)查方法的特點和可行性，并介紹熱成像、計算機學(xué)習(xí)系統(tǒng)等新技術(shù)應(yīng)用在調(diào)查方法中的進展，為未來非人靈長類的種群數(shù)量調(diào)查和種群監(jiān)測提供參考。

1 逐個計數(shù)法

1.1 方法簡介

使用逐個計數(shù)法進行種群數(shù)量調(diào)查主要分為兩個階段：第一階段，因為絕大多數(shù)非人靈長類是群居動物，主要以群為單位進行活動，因此在野外調(diào)查時首先需要確定群的位置和活動范圍。通過訪談收集資料，被訪對象是調(diào)查地的居民、護林員等。這些人群對動物的分布和群體大小，甚至習(xí)性等有所了解，能提供有價值的信息，在很大程度上幫助調(diào)查人員聚焦調(diào)查范圍和關(guān)鍵區(qū)域。第二階段，調(diào)查人員在訪談?wù){(diào)查獲得的信息基礎(chǔ)上，初步推測非人靈長類的分布范圍，設(shè)置調(diào)查區(qū)域與調(diào)查路線。調(diào)查進行時通常需要多組調(diào)查人員同步進行監(jiān)測，并追蹤猴群，逐一計數(shù)。如果對非人靈長類群體的生活習(xí)性非常熟悉，可以在其經(jīng)?；顒拥牡胤?、夜宿地點進行蹲點守候，或者當(dāng)其通過開闊地帶時清點數(shù)量，更為有效。如在云南高黎貢山自然保護區(qū)對一群怒江金絲猴(Rhinopithecus strykeri)的研究中，當(dāng)猴群通過較為開闊的林窗時，使用望遠鏡進行計數(shù)(李光松等，2014)。我國非人靈長類的數(shù)量調(diào)查大多采用直接逐個計數(shù)的方法。例如獼猴的種群數(shù)量調(diào)查(江海聲等，1988；田軍東，2011；王相龍等，2021；付文等，2021)；金絲猴的數(shù)量調(diào)查：陜西長青自然保護區(qū)的金絲猴數(shù)量調(diào)查(袁朝暉等，2003)、貴州梵凈山自然保護區(qū)的黔金絲猴(Rhinopithecus brelichi)數(shù)量調(diào)查(楊業(yè)勤等，2001)(未正式出版)、云南白馬雪山的滇金絲猴(Rhinopithecus bieti)數(shù)量調(diào)查(施方勤，2009)、云南龍馬山的滇金絲猴數(shù)量調(diào)查(徐會明等，2015)；黑葉猴(Trachypithecus francoisi)與白頭葉猴(Trachypithecus leucocephalus)的數(shù)量調(diào)查(冉文忠，2003；王振興等，2014；鄧懷慶和周江，2018；李文華等，2019)。逐個計數(shù)法主要適用于晝行性非人靈長類。

1.2 優(yōu)點和局限性

逐個計數(shù)法雖然簡單直接，但是在很多情況下不失為一種好用且操作性強的方法，特別是對群體數(shù)量較少的群居型非人靈長類動物種群進行調(diào)查時，往往能以有限的投入獲得較為精確的種群數(shù)量。同時，這種逐個計數(shù)的方法在地貌起伏較大，地形復(fù)雜的區(qū)域仍然適用，這一點較樣線法具有很大的優(yōu)勢。此外，還可采用錄像等輔助手段(李光松等，2014)，對視頻資料反復(fù)觀看計數(shù)，提高準(zhǔn)確率。直接計數(shù)容易受到外界因素的干擾，因此需要多次調(diào)查，將結(jié)果匯總進行統(tǒng)計處理，得到一定范圍內(nèi)的個體數(shù)量。逐個清點的方法需要長期的觀察與數(shù)據(jù)收集才能獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果，不適合在短周期內(nèi)和有限的人力情況下對較大研究區(qū)域的非人靈長類數(shù)量進行調(diào)查。

1.3 實例分析

在無量山對印支灰葉猴(Trachypitheucs crepusculus)的調(diào)查研究中即采取了直接計數(shù)的方法(Maet al.,2015)。研究者前期進行了半結(jié)構(gòu)式的訪談?wù){(diào)查，讓近年目擊過灰葉猴的村民、護林員結(jié)合地形圖和照片指出目擊點位置，并盡可能提供猴群的個體數(shù)量等信息。在隨后的野外調(diào)查中，調(diào)查人員主要在前期訪談時標(biāo)出的多個目擊地點附近，采用跟蹤、直接計數(shù)的方法進行數(shù)量調(diào)查。調(diào)查人員在分析數(shù)據(jù)時比較了其中8個群的調(diào)查結(jié)果與采訪獲得的數(shù)據(jù)，通過跟蹤觀察并采用直接計數(shù)法所得到的猴群數(shù)量平均為同一猴群訪談結(jié)果的1.6倍，直接計數(shù)所獲得的猴群數(shù)量顯著大于采訪中獲得的數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)對采訪中獲得的整片無量山地區(qū)的種群大小做出修正，給出了修正后估計的結(jié)果。當(dāng)?shù)鼐用窕蜃o林員平日巡護時獲得的數(shù)據(jù)很有價值，但是往往會因為調(diào)查人員不足，觀察難度較大及經(jīng)驗、時間有限等原因使得猴群的計數(shù)結(jié)果偏小。這種通過局部調(diào)查獲得跟蹤計數(shù)數(shù)據(jù)與訪談結(jié)果之間的修正系數(shù)，進而修正全部區(qū)域的訪談結(jié)果的方法，對于在區(qū)域面積大、地形復(fù)雜及難以對全部區(qū)域的猴群進行觀察時值得借鑒。

江海聲等(1988)在對海南島南灣半島獼猴(Macaca mulatta brevicaudatus)進行調(diào)查時采用了另一種將逐個計數(shù)法與統(tǒng)計方法相結(jié)合的調(diào)查方法。他們選取了5個獼猴的樣本群，數(shù)天內(nèi)連續(xù)采用投食引誘(以保證能看到群中的所有個體)的方法定點觀察，分別得到樣本群個體的數(shù)量；之后在樣本群無投食時的活動范圍內(nèi)進行定點觀察計數(shù)，并求出無投食時的個體數(shù)量占實際個體數(shù)量(投食時)的比例，計算5個樣本群比值的平均值；得到以上數(shù)據(jù)后，對其他猴群無需投食，只需統(tǒng)計無投食時的個體數(shù)便可推算出總體數(shù)目。此研究利用樣本猴群自由活動時的觀測計數(shù)與實際個體數(shù)之間的修正關(guān)系對總體進行推算，調(diào)查經(jīng)濟、省時，結(jié)果準(zhǔn)確。而在猴群邊緣或者之外活動的散猴，則劃分為隨群散猴與離群散猴兩類，對隨群活動的散猴根據(jù)對猴群計數(shù)時記錄的散猴數(shù)量和比例給予估計；對離群散猴則采取獨立的小樣方觀察統(tǒng)計的方法得到其數(shù)量。

對陜西米倉山國家級自然保護區(qū)的獼猴種群數(shù)量也采用了直接計數(shù)的方法(趙海濤等，2015)。首先通過訪問獲得調(diào)查的本底圖，在本底范圍內(nèi)設(shè)計兩條“V”型路線分兩組觀察跟蹤猴群。為了減少偏差，采用最小數(shù)值原則進行計數(shù)，并通過對講機避免兩組人員重復(fù)計數(shù)。

上述3個研究雖然都采用了逐個計數(shù)法，但結(jié)合各自猴群和環(huán)境特點，在已有的信息基礎(chǔ)上對研究方法進行設(shè)計，運用抽樣、校正等統(tǒng)計方法減輕工作量，實施簡單有效。

2 樣線法

2.1 方法簡介

樣線法是運用最廣泛的距離抽樣調(diào)查方法，是通過記錄探測事件與樣線或樣點間的距離，從而估計物種豐度或密度的調(diào)查方法的總稱。樣線法的設(shè)計思路是在調(diào)查區(qū)域內(nèi)隨機設(shè)立多條樣線，或系統(tǒng)地設(shè)置一系列相互平行的樣線(起點需滿足隨機性)，提前設(shè)定樣帶一側(cè)的寬度值，調(diào)查人員以一定速度沿樣線行進，記錄樣帶內(nèi)所有探測到的動物個體以及動物到樣線的垂直距離；如果調(diào)查對象為群居性物種，如多數(shù)非人靈長類，探測事件則為群體，并需記錄群體的大小，確定群體中心到樣線的垂直距離。樣線法不僅適用于晝行性非人靈長類也適用于夜行性非人靈長類。調(diào)查人員在夜間動物活躍期以一定速度在事先規(guī)劃好的樣線上行進，利用紅光或白光探照燈在樣線兩側(cè)搜尋動物，根據(jù)樣線長度、調(diào)查時長和遇見頻次計算遇見率，獲得非人靈長類種群的一個相對多度衡量(Nekariset al.,2008)。

傳統(tǒng)樣線法認為，處于樣線上的個體(群體)被探測到的概率為1，距樣線垂直距離越遠，被探測到的概率越低，因此記錄到的探測事件并未涵蓋樣帶內(nèi)的所有個體。調(diào)查所得的距離分布可以用于模型擬合，從而選取合適的探測概率函數(shù)，根據(jù)垂直距離越遠，被探測概率越低，采用不同函數(shù)模型對調(diào)查數(shù)據(jù)進行擬合獲得探測函數(shù)，以此對數(shù)據(jù)進行修正，補充樣帶中未被記錄到的可能存在的個體，并計算種群密度。目前樣線法仍在野外調(diào)查中被不斷發(fā)展，希望豐富和完善的內(nèi)容包括如何獲得更好的探測概率函數(shù)，以及圍繞樣線法的幾大前提展開精度估計(Bucklandet al.,2010a)。

理論上對非人靈長類運用樣線法需要滿足3個關(guān)鍵假設(shè)(Thomaset al.,2010)：(1)樣線上的個體探測概率為1。如未滿足此假設(shè)，Distance軟件運行時不同模型對密度的估計差異較大。若實際情況需要放寬此假設(shè)，可采用雙觀察者法采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可用Distance軟件里的標(biāo)志重捕—雙觀察者工具處理。(2)記錄距離時動物個體未移動。若動物因?qū)φ{(diào)查者作出反應(yīng)從而發(fā)生移動，則無法滿足探測事件獨立于樣線的抽樣假設(shè)。(3)距離測量精確。通過對調(diào)查者的訓(xùn)練與技術(shù)設(shè)備(如激光測距儀)，可有效地滿足此假設(shè)。

此外，為了滿足探測事件獨立于樣線，需要設(shè)置足夠數(shù)量的隨機樣線，因此主觀地設(shè)置或沿已有的公路、步道設(shè)置樣線并不能很好地滿足獨立性。樣線法在設(shè)計調(diào)查方案與進行數(shù)據(jù)分析時均可使用Distance軟件(Thomaset al.,2010)。取樣的基本原則為重復(fù)性和隨機性，因此一系列系統(tǒng)設(shè)置、相互平行、起點隨機的樣線能夠很好地滿足抽樣原則，同時讓調(diào)查區(qū)域(標(biāo)準(zhǔn)長方形)內(nèi)各點被調(diào)查覆蓋到的概率相等。在邊界復(fù)雜的調(diào)查區(qū)域中，邊界被調(diào)查覆蓋的概率較低，因此建議在一定緩沖區(qū)域內(nèi)取樣。而如果已知物種在區(qū)域內(nèi)的分布存在一定的密度梯度，則可考慮分層取樣或者平行于密度梯度設(shè)置樣線，從而控制標(biāo)準(zhǔn)差。Distance軟件內(nèi)置的調(diào)查設(shè)計工具能夠幫助調(diào)查者完成調(diào)查設(shè)計，并計算不同調(diào)查方案中調(diào)查區(qū)域各點的覆蓋概率，在實施野外調(diào)查前能夠評估方案的合理性，選取合適的方案。

探測概率函數(shù)的估計根據(jù)調(diào)查設(shè)計和目的的不同，可使用Distance軟件中的不同工具完成(Thomaset al.,2010)。CDS(Conventional distance sampling)工具適用于傳統(tǒng)樣線法設(shè)計，即樣線上的動物被探測到的概率為1，探測概率函數(shù)適用于整個區(qū)域；MCDS(Multiple-covariate distance sampling)工具用于多協(xié)變量樣線法，除距離外，這種設(shè)計允許引入影響探測概率的其他協(xié)變量，如群體的大小、棲息地類型、觀察者情況等，允許不唯一的探測概率函數(shù)；MRDS(Mark-recapture distance sampling)工具則適用于標(biāo)志重捕—雙觀察者的調(diào)查設(shè)計；此外，較先進的DSM(Density surface modelling)工具可以應(yīng)對更為復(fù)雜的實際情況，例如物種的密度分布受地形等環(huán)境因子制約，此工具可納入地理信息圖層建立密度分布模型，其仍在不斷開發(fā)和完善中。模型的精度估計可選用軟件提供的重抽樣法或分析法。DSM工具適用于復(fù)雜的環(huán)境條件，非人靈長類調(diào)查可以嘗試使用。

2.2 優(yōu)點和局限性

樣線法更適合在短期內(nèi)相對快速地對一個區(qū)域的非人靈長類種群密度作估計，調(diào)查周期較短，充分利用了數(shù)學(xué)模型與計算機技術(shù)，并能夠給出計算結(jié)果的精度估計。根據(jù)研究地實際情況與研究目的，研究者可方便地使用Distance軟件進行調(diào)查方案設(shè)計、數(shù)據(jù)處理。與逐個計數(shù)法相比，樣線法的不確定因素更多，比如在數(shù)據(jù)搜集過程中，對距離的估計、對群體中心的確定都容易因設(shè)備或調(diào)查者經(jīng)驗等原因與實際有較大偏差；對于非人靈長類來說，實施樣線法時通常采用記錄群體的方法，依賴于對群體個體數(shù)進行準(zhǔn)確地記錄，而這也是另外一種不確定性。樣線法需要滿足的3個關(guān)鍵假設(shè)看似簡單，但實際調(diào)查中很難同時滿足，特別是生活環(huán)境多樣的非人靈長類動物，對應(yīng)的誤差也會積累變大。

樣線法調(diào)查設(shè)計的基本原則是樣線的“隨機性”與“重復(fù)性”(Bucklandet al.,2010a)，而在實地操作中，調(diào)查區(qū)域的地形很大程度上影響了樣線的選取。在已有的許多研究中所采用的方法并不能嚴(yán)格滿足這兩個基本原則。不滿足樣線設(shè)置的隨機性，例如主觀地依已有的供人類行走的路徑設(shè)置樣線，數(shù)據(jù)不具備代表性，樣線的結(jié)果無法推廣到整個調(diào)查區(qū)域；由于地形限制，設(shè)置樣線不足，不能很好地滿足重復(fù)性則容易使數(shù)據(jù)受到較大的隨機誤差影響。例如我國白頭葉猴、黑葉猴分布的喀斯特石山地區(qū)，石山廣布，密林藤蔓交錯，地圖上筆直的樣線很可能會使調(diào)查者行走艱難，因此很難做到設(shè)置完美的樣線并保證其代表性?？傮w來說，樣線法適合于地形平坦、動物個體或群體分布較為均勻的區(qū)域。為解決調(diào)查樣線的隨機性與重復(fù)性，實際研究中常常采用系統(tǒng)分層的方法，比如將樣地分為兩塊，在地形復(fù)雜的區(qū)域可適當(dāng)減少樣線數(shù)，在更為易行的區(qū)域增加樣線數(shù)等。Buckland等提出，在密林等生境中設(shè)置樣線時，為了保障隨機性，常常要提前清除樣線上的植被以便調(diào)查者通行(Bucklandet al.,2010b)。植被清除工作應(yīng)本著造成最小影響的原則提前進行，以使得調(diào)查進行時對動物原本生活狀態(tài)的干擾降到最低；同時小的障礙物在調(diào)查時可以靈活地繞開，即調(diào)查者不一定嚴(yán)格地在樣線上行進，只需要保證動物個體或群體中心到樣線的垂直距離得到準(zhǔn)確記錄，樣線上或附近的個體或群體被全部準(zhǔn)確記錄這兩點即能達到較好的效果。

樣線法的具體操作中目標(biāo)到樣線的垂直距離或到觀測者的直線距離兩者均可以作為指標(biāo)，后者更容易測量且在眾多非人靈長類調(diào)查模型中使用。然而Buckland等指出，目標(biāo)—觀察者距離(AOD)存在理論缺陷(Bucklandet al.,2010a)。一方面使用AOD在分析時容易導(dǎo)致截斷距離的選擇帶有較大主觀性，其更為根本的缺陷則是直接使用AOD為變量將使得探測概率函數(shù)與概率密度函數(shù)的形式不一致。因此Buckland等(2010a)推薦采用標(biāo)準(zhǔn)的記錄動物體到樣線的垂直距離的方法，此垂直距離可以通過AOD與觀測角度計算得到。在對群體使用樣線法時，應(yīng)該選取群體中心或是選取最近個體作為測距對象亦值得商榷。如能準(zhǔn)確測得群體的位置與群體大小，獲取群體中心的位置，此為最優(yōu)選擇。但在多數(shù)情況下，上述條件較難滿足，如果采用最近個體作為測量距離對象，則通常會導(dǎo)致種群密度被高估(Bucklandetal.,2010a)。

2.3 調(diào)查指標(biāo)與換算關(guān)系

樣線法調(diào)查時并非一定要求記錄動物個體。當(dāng)動物習(xí)性隱秘難以被觀測和記錄時，與動物相關(guān)的指標(biāo)也可以作為樣線法的觀測指標(biāo)，并與記錄動物個體時相似，需記錄其數(shù)量和到樣線的距離?？蛇x取的指標(biāo)通常包括糞便(廣泛運用于各類群包括非人靈長類)，鳥類的羽毛、叫聲、巢，有蹄類的足跡、臥跡等等。這就要求通過獨立的調(diào)查獲得所選取的指標(biāo)與動物個體數(shù)之間的換算系數(shù)，比如單個鳥類個體鳴叫的頻率(許龍等，2003)，或者是有蹄類的單個個體足跡鏈的研究(陳華豪，1989)，非人靈長類的巢穴作為指標(biāo)進行調(diào)查(Pielet al.,2015)。

2.4 實例分析

Bapureddy等(2015)對印度西高止山脈的3種非人靈長類動物進行數(shù)量調(diào)查時，首次在該區(qū)域采取了樣線法。調(diào)查者在避開人類干擾的雨林中隨機選取8條樣線，并依據(jù)重復(fù)的原則進行了1次標(biāo)準(zhǔn)的樣線法調(diào)查實踐。調(diào)查者把實驗結(jié)果與附近其他保護區(qū)已有的數(shù)據(jù)進行對比，以評估樣線法的可行性，提出在當(dāng)?shù)貥泳€法是一種可行的調(diào)查方法。

另一個運用典型的痕跡樣線法對坦桑尼亞的黑猩猩(Pan troglodytes)進行數(shù)量調(diào)查(Pielet al.,2015)。研究者根據(jù)黑猩猩數(shù)量少、不易見、與夜宿巢穴聯(lián)系緊密的特點采用了對巢穴進行調(diào)查的方法，記錄了包括巢穴數(shù)量、巢穴建立時間、巢穴到樣線的垂直距離等數(shù)據(jù)，用Distance 6.0軟件進行處理，并根據(jù)以往研究，使用特定的“巢穴日均增加數(shù)”以及“巢穴平均衰減時間”兩個參數(shù)計算出巢穴與黑猩猩數(shù)量的換算系數(shù)，從而給出對種群密度的估計。從黑猩猩的例子中可以看出，樣線法研究被廣泛采用，選擇指標(biāo)很重要。研究依賴于人們對黑猩猩巢穴情況的已有了解，方可得出較為準(zhǔn)確的換算系數(shù)。因此設(shè)定調(diào)查指標(biāo)時，需充分考慮易見程度以及能否給出有效的換算系數(shù)。而在調(diào)查和數(shù)據(jù)處理中，如何選取恰當(dāng)?shù)奶綔y函數(shù)模型亦至關(guān)重要。

3 樣點法

3.1 方法簡介

樣點法實際上是變形的樣線法，同為距離抽樣調(diào)查的具體實施方法之一，多運用于森林鳥類的調(diào)查研究(吳飛和楊曉君，2008)，對晝行性非人靈長類動物的調(diào)查也有一定的指導(dǎo)意義。樣點法類型多樣，通?？煞譃楣潭ò霃脚c不固定半徑兩種。不固定半徑法，需要記錄每一個個體到觀察者的距離，并與上文提到的樣線法一樣用Distance軟件處理數(shù)據(jù)；對于固定面積的方法而言，則無需測量距離，而是提前設(shè)定半徑(如森林中常為25 m)，只記錄觀察半徑內(nèi)觀察到的動物個體，進而統(tǒng)計各樣點或者一個樣點重復(fù)的觀測記錄，用總數(shù)除以面積得到密度。與樣線法相同，樣點法也需要在設(shè)計時滿足關(guān)鍵假設(shè)，如進行鳥類調(diào)查時要求觀察范圍內(nèi)的鳥類都能被及時發(fā)現(xiàn)；鳥類不會主動接近或躲避調(diào)查者；一定時間內(nèi)盡量無動物個體移動到觀察范圍之外并且外部個體也沒有進入觀察范圍等等。實施樣點法需要考慮的問題包括樣點的系統(tǒng)選取、樣點的數(shù)量設(shè)置、每一個樣點的觀察范圍、每一個樣點的調(diào)查持續(xù)時間和不同季節(jié)或一天內(nèi)不同時段的可能影響等。

3.2 優(yōu)點和局限性

樣點法較樣線法能更好地適應(yīng)于各種較為復(fù)雜的地形地貌，盡可能地滿足隨機性、重復(fù)性的原則，系統(tǒng)地選取樣點。樣點法更加適合復(fù)雜和斑塊化生境的調(diào)查工作。與樣線法相同，周期相對較短的調(diào)查工作受多種不確定性因素影響，如調(diào)查人員的熟練程度、判斷準(zhǔn)確程度等等，這些都會削弱樣點法得到結(jié)果的可信度。同時，相對樣線法而言，樣點法需要設(shè)置更多的樣點，樣點間移動的過程也會花費大量的時間。

3.3 實例分析

對屋久島的日本獼猴進行調(diào)查的研究中，因為地形原因無法使用樣線法，設(shè)計了樣點法與跟蹤猴群結(jié)合的計數(shù)方法(Hanyaet al.,2003)。研究中將調(diào)查區(qū)域劃分成一定邊長的方格，一組調(diào)查者在方格中定點記錄調(diào)查時間內(nèi)記錄到的猴群數(shù)；另外一組有經(jīng)驗的調(diào)查人員同步選取了4個猴群進行追蹤，猴群到各樣點的距離由這組人員進行估計。多日的重復(fù)調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)同樣被用來擬合偵測函數(shù)進而計算區(qū)域內(nèi)獼猴群體的密度(即群體數(shù)除以面積，非種群密度)。研究人員將得到的結(jié)果與長期的巢域調(diào)查結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)這種新方法的可信度較高。從這個研究中可以看出，樣點法在非人靈長類調(diào)查中也可以得到很好地應(yīng)用，關(guān)鍵之一是如何得到更合理的偵測函數(shù)。因此結(jié)合其他方法，因地制宜地改進樣點法進行相關(guān)調(diào)查可以獲得理想的結(jié)果。

4 叫聲回放樣線法

4.1 方法簡介

近年來，越來越多的研究者利用非人靈長類叫聲的特點進行種群密度和數(shù)量的調(diào)查，包括巴西的黑額伶猴(Callicebus nigrifrons)(Gestichet al.,2016)，秘魯?shù)陌驳谒沽婧?Callicebus oenanthe)(Aldrich,2008;van Kuijket al.,2016)，印度尼西亞的白須長臂猿(Hylobates albibarbis)(Cheyneet al.,2008)，危地馬拉的黑吼猴(Alouatta pigra)和黑掌蜘蛛猴(Ateles geoffroyi)(Estradaet al.,2004)等，在調(diào)查中，這些非人靈長類對叫聲錄音回放刺激發(fā)出叫聲回應(yīng)，將叫聲的回應(yīng)作為樣線法當(dāng)中的探測函數(shù)進行統(tǒng)計，用以估計該種群的數(shù)量或者密度。

4.2 優(yōu)點和局限性

對于較難觀察到實體但叫聲較頻繁的非人靈長類動物可以采用。因為該方法只是將觀察到的個體數(shù)改為通過叫聲識別出的個體數(shù)量作為探測函數(shù)進行模型統(tǒng)計，因此樣線法的局限性在使用此方法時同樣存在，并且在實施叫聲回放調(diào)查時，要考慮叫聲播放對非人靈長類產(chǎn)生的影響，盡量降低有可能造成的壓力。此外，盡量選擇地貌較為平坦，易于聲音傳播的地區(qū)，并遠離河流等，以減少環(huán)境噪音。叫聲錄音保持清楚、自然、無雜音，盡可能保持在物種天然叫聲的平均水平。調(diào)查前，需要做預(yù)實驗以保證有效，實驗地盡量遠離調(diào)查地以避免非人靈長類動物對錄音習(xí)慣化而導(dǎo)致的聲音反射行為降低或失效?；胤叛b置盡量覆蓋全部的調(diào)查區(qū)域，盡管有時很難做到，播放距離最好設(shè)置在非人靈長類對叫聲發(fā)出反應(yīng)的最大距離，若無反應(yīng)，可逐漸縮短距離直到有反應(yīng)。此外，還要考慮錄音播放的方向性，所以最好設(shè)定一個可反應(yīng)的圓形，將揚聲器放置在中心位置。實驗每天不能多次進行，并且盡量不連續(xù)進行，最好相隔幾天，以防止動物習(xí)慣化而失效(Gestichet al.,2016)。

4.3 實例分析

對巴西黑額伶猴的調(diào)查使用了叫聲回放的方法(Gestichet al.,2016)，制定了系統(tǒng)的方法定位研究地區(qū)所有猴群及其數(shù)量，并制定了較為規(guī)范的操作步驟，值得參考。黑額伶猴個體較小，生活在南美的熱帶森林中，成年配對個體間會發(fā)出鳴叫，有時其后代也會加入保衛(wèi)領(lǐng)地的鳴叫。該研究表明叫聲回放對于鳴叫的非人靈長類動物種群密度估算是簡單有效的。

5 紅外相機調(diào)查法

5.1 方法簡介

20世紀(jì)90年代以來，紅外相機技術(shù)在野生動物特別是大中型獸類和鳥類的多樣性監(jiān)測中逐漸得到了廣泛地應(yīng)用(李晟，2020)，已成為國內(nèi)外獸類監(jiān)測研究的主要技術(shù)手段(Liet al.,2018)和獸類編目的重要手段之一(李晟等，2016)，尤其是在新物種的發(fā)現(xiàn)上具有很大的潛力(Liet al.,2015)。其核心部件為紅外線或熱傳感器，在探測到野生動物從前方經(jīng)過時，能在無人操作的情況下自動拍攝野生動物的照片或視頻?；诩t外相機拍攝率計算得到相對多度指數(shù)(Relative abundance index,RAI)，但需注意的是RAI不能代表絕對的種群數(shù)量(李晟等，2014)。僅以RAI反映種群數(shù)量，仍需要謹(jǐn)慎地驗證RAI與種群密度的相關(guān)性(陳立軍等，2019)。但隨著紅外相機技術(shù)的發(fā)展，分辨率的提高，對某些獸類可以進行個體識別，結(jié)合標(biāo)記—重捕模型可進行更為準(zhǔn)確的種群密度的計算(肖文宏等，2019)。

對大量的非人靈長類照片數(shù)據(jù)進行個體識別通常需要花費一定的人力和時間成本。隨著近年來機器學(xué)習(xí)技術(shù)的進步，研究開發(fā)出了非人靈長類臉部識別的AI系統(tǒng)(Guoet al.,2020)。研究者利用計算機深度學(xué)習(xí)技術(shù)，為AI識別系統(tǒng)提供了41種非人靈長類，上千只個體，超過10萬張照片的訓(xùn)練集，完成訓(xùn)練后系統(tǒng)能探測圖片和視頻中的非人靈長類臉部并進行個體識別，經(jīng)檢驗其準(zhǔn)確率可達94.1%，處理速度達每秒31張臉部照片。結(jié)合較為先進的空間標(biāo)記—重捕模型，AI個體識別技術(shù)為利用紅外相機進行種群調(diào)查提供了豐富的可能性。

5.2 優(yōu)點和局限性

紅外相機監(jiān)測技術(shù)對于棲息地類型復(fù)雜、隱秘怕人的動物具有優(yōu)勢，彌補了樣線法對于這類動物難以調(diào)查的不足，也適合在夜間進行野生動物調(diào)查。紅外相機調(diào)查法對野外工作人員的要求相對較低，紅外相機可以在野外持續(xù)工作，不驚擾動物，數(shù)據(jù)量大并且可留存復(fù)核，物種鑒定較為準(zhǔn)確，所獲得的數(shù)據(jù)可以進行標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)計分析。但是紅外相機對小型獸類有局限性，在潮濕或高溫環(huán)境中工作不穩(wěn)定，調(diào)查初期需要大量布設(shè)相機，投入成本高，并且在野外經(jīng)常會發(fā)生相機丟失或被野生動物等損壞的情況。

5.3 實例分析

非人靈長類新物種白頰獼猴(Macaca leucogenys)的發(fā)現(xiàn)和描述中，紅外相機記錄了大量影像信息，發(fā)揮了重要的作用。長期追蹤未被習(xí)慣化的非人靈長類群體難度較大，成本較高，紅外相機則能幫助研究人員節(jié)約大量的時間和人力成本。在西藏自治區(qū)墨脫縣境內(nèi)布設(shè)了31臺紅外相機，共獲取685張獼猴屬照片，結(jié)合野外直接觀察獲取的照片共計738張。這些照片被用于分析不同年齡段、不同性別白頰獼猴的毛色差異和形態(tài)特征，并與獼猴屬其他種進行對比，最終從形態(tài)上提出白頰獼猴為一新物種(Liet al.,2015)。

利用紅外相機在高黎貢山對獸類進行初步調(diào)查時，共監(jiān)測41個相機位點，調(diào)查結(jié)果中靈長目動物的相對豐富度指數(shù)最高，記錄到了熊猴(Macaca assamensis)和新近在我國發(fā)現(xiàn)有分布的怒江金絲猴，并獲得了它們的日活動節(jié)律峰值(陳奕欣等，2016)。在四川省白水河保護區(qū)布設(shè)70臺紅外相機，用于研究川金絲猴(Rhinopithecus roxellana)的地面活動行為和年齡、性別比例(張龍等，2019)；在陜西省樓觀臺實驗林場對川金絲猴進行數(shù)量調(diào)查時，采用了樣線法與紅外相機調(diào)查法相結(jié)合的策略，利用同一時間段不同相機的捕獲情況區(qū)分不同個體，輔助樣線法進行種群數(shù)量統(tǒng)計(鐘凌等，2018)。

紅外相機調(diào)查法因其特點，在夜行性非人靈長類調(diào)查中發(fā)揮了一定的作用。夜行性非人靈長類因夜間活動、體型相對較小和性情隱蔽怕人等因素，種群調(diào)查較為困難。在云南省屏邊縣大圍山自然保護區(qū)周邊布設(shè)紅外相機調(diào)查獸類資源，得到倭蜂猴(Nycticebus pygmaeus)相對豐富度為2.63%，蜂猴(Nycticebus bengalensis)相對豐富度為5.26%，指出保護區(qū)周邊兩種蜂猴屬物種的密度低，亟待制定有針對性的保護措施(余梁哥等，2013)。

6 遺傳調(diào)查法

6.1 方法簡介

遺傳調(diào)查法通過非損傷性采集非人靈長類的毛發(fā)和糞便等，運用分子手段提取DNA并選取分子標(biāo)記，幫助研究者構(gòu)建非人靈長類種群的遺傳譜系，分析瀕危物種小種群內(nèi)的近交情況和種群間的基因交流，計算非人靈長類種群內(nèi)的性別比例，回溯種群歷史等(Plumptreet al.,2013)。利用近年來發(fā)展迅速的標(biāo)志—重捕模型，通過微衛(wèi)星等分子手段對動物進行個體識別并“標(biāo)記”，可快速獲得研究區(qū)域內(nèi)非人靈長類動物種群數(shù)量的估計值(Changet al.,2012;Plumptreet al.,2013;Arandjelovic and Vigilant,2018)。遺傳調(diào)查法正成為一種新興的非人靈長類種群數(shù)量調(diào)查方法(Guschanskiet al.,2009)。遺傳調(diào)查法對晝行性非人靈長類和夜行性非人靈長類均適用。

6.2 優(yōu)點和局限性

對于性情隱蔽，不易于跟蹤觀察和直接計數(shù)的非人靈長類，可以采集糞便和毛發(fā)樣品進行研究，尤其是分布范圍狹窄，數(shù)量稀少的瀕危非人靈長類，盡可能在其所有活動區(qū)域采集糞便或毛發(fā)，運用分子標(biāo)記進行個體鑒定的方法，通?？色@得區(qū)域內(nèi)的最少個體數(shù)。如果是糞便樣本，對樣本的識別和新鮮度有一定的要求，特別是雨季時對糞便的采集要快速，以免動物DNA的流失。種群數(shù)量稀少的非人靈長類動物的糞便和毛發(fā)的獲取會更加困難，特別是小型非人靈長類動物，糞便小不易發(fā)現(xiàn)，通過尋找動物的夜宿點和經(jīng)常休息停留的區(qū)域可能更容易獲得糞便和毛發(fā)樣品。

6.3 實例分析

何麗等(2010)對我國特有種川金絲猴，通過線粒體DNA片段和微衛(wèi)星位點等分子標(biāo)記進行遺傳學(xué)研究，指出神農(nóng)架保護區(qū)和長青保護區(qū)的川金絲猴種群在線粒體基因與核基因上均具有較豐富的遺傳多樣性；長青保護區(qū)的多個川金絲猴種群間存在豐富的基因交流，尚未因道路、河流等生態(tài)因子產(chǎn)生阻隔，成功回溯了歷史上的種群擴張事件等。此研究雖然未給出兩個保護區(qū)川金絲猴種群數(shù)量，但其結(jié)果對更全面地了解當(dāng)?shù)胤侨遂`長類種群并制定相應(yīng)的保護措施非常有益。

Chang等(2012)在神農(nóng)架保護區(qū)采集337份川金絲猴糞便樣品，利用16個微衛(wèi)星位點進行個體鑒定，共識別出153只川金絲猴個體，代表了采樣區(qū)域內(nèi)川金絲猴的最小個體數(shù)；研究人員進一步運用標(biāo)志—重捕模型，給出了3種數(shù)學(xué)模型下保護區(qū)內(nèi)的川金絲猴數(shù)量和密度的估計值和置信區(qū)間。此研究是利用遺傳調(diào)查法進行非人靈長類種群數(shù)量調(diào)查的有益嘗試。為獲取更精確的數(shù)量估計，通常建議采集3~4倍于研究區(qū)域內(nèi)個體數(shù)(預(yù)測值)的糞便樣本進行分子標(biāo)記和個體鑒定，而較長研究周期內(nèi)的多次采樣亦能提高標(biāo)志—重捕模型對種群數(shù)量估計值的精確度(Arandjelovic and Vigilant,2018)?？梢灶A(yù)見，隨著標(biāo)志—重捕模型的進一步完善和遺傳學(xué)方法成本的降低，遺傳調(diào)查法將在未來的非人靈長類數(shù)量調(diào)查中發(fā)揮更加重要的作用。

對烏干達布溫迪森林的山地大猩猩(Gorilla beringei beringei)進行種群數(shù)量調(diào)查時，采用了傳統(tǒng)的“全掃描”計數(shù)法，掃描統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)大猩猩種群夜宿點筑巢數(shù)和糞便數(shù)以推斷種群數(shù)量；同時也采用了遺傳調(diào)查法，對每個夜宿點采集的糞便樣品提取DNA，選取微衛(wèi)星分子標(biāo)記進行個體鑒定(Guschanskiet al.,2009)。調(diào)查結(jié)果顯示，傳統(tǒng)的以筑巢數(shù)和糞便數(shù)計數(shù)為基礎(chǔ)的方法估計得到的種群數(shù)量比結(jié)合遺傳調(diào)查法估計得到的數(shù)量高10.1%。研究者分析認為，大猩猩群中部分個體可能在夜宿點筑不止一個巢，且在野外調(diào)查中存在重復(fù)計數(shù)不同夜宿點的同一大猩猩群的可能性，因此傳統(tǒng)的調(diào)查方法可能會高估區(qū)域內(nèi)的種群數(shù)量。此研究指出，傳統(tǒng)的野外調(diào)查結(jié)合運用遺傳調(diào)查法，能在有限的成本提高下增加數(shù)量估計的準(zhǔn)確性，同時亦能提供性別比例、群體內(nèi)部關(guān)系、擴散規(guī)律等額外信息，尤其適用于珍稀且習(xí)性隱蔽的非人靈長類動物數(shù)量調(diào)查。

7 無人機調(diào)查法與熱成像技術(shù)的應(yīng)用

無人機作為近年來新興的技術(shù)被越來越多地運用于野生動物監(jiān)測、調(diào)查與計數(shù)中。搭載傳統(tǒng)照相機的無人機通常運用于開闊而植被遮擋較少的環(huán)境中，如有蹄類調(diào)查(楊帆等，2018)和集群筑巢或棲息的大型鳥類調(diào)查等。李文華等(2019)在廣西黑葉猴的種群數(shù)量調(diào)查中，使用無人機對其位于山頂和崖壁上的夜宿地進行了觀察，并對使用痕跡的新鮮程度進行記錄。在渠楠保護小區(qū)的白頭葉猴種群數(shù)量調(diào)查中，使用無人機對人類難以攀登的喀斯特石山采用720全景和正攝影像進行調(diào)查，結(jié)果約為240只白頭葉猴，特別是可以拍攝到平時觀察不到的在山頂活動的白頭葉猴的情況，并制作了白頭葉猴分布的基礎(chǔ)地圖(宋晴川，未發(fā)表數(shù)據(jù))。而在地形復(fù)雜、植被茂密的地區(qū)，傳統(tǒng)的照相機很難捕獲到林冠層以下的動物活動情況。搭載熱成像照相機的無人機技術(shù)提供了一種實用的解決方法。He等(2020)利用搭載熱成像照相機的無人機技術(shù)，在秦嶺進行了川金絲猴種群調(diào)查的嘗試。研究結(jié)果顯示，對無人機拍攝到的川金絲猴群進行計數(shù)，總個體探測率為地面調(diào)查所獲得的較為準(zhǔn)確的川金絲猴數(shù)量的60%~70%，且探測率較為穩(wěn)定。研究者指出，搭載熱成像照相機的無人機技術(shù)相比于傳統(tǒng)的地面調(diào)查技術(shù)，具有覆蓋面廣、穿透能力強、探測率相對穩(wěn)定和經(jīng)濟快速等優(yōu)點，且能獲得一定時間內(nèi)非人靈長類群體和個體的準(zhǔn)確空間位置。

結(jié)合傳統(tǒng)的地面調(diào)查研究，獲得熱成像無人機在特定區(qū)域?qū)μ囟ㄎ锓N的探測率，將會是從無人機調(diào)查結(jié)果推算出較為準(zhǔn)確的種群數(shù)量估計值的關(guān)鍵，通過此轉(zhuǎn)換關(guān)系，利用無人機技術(shù)調(diào)查快速、覆蓋面廣的特點，為在復(fù)雜環(huán)境中快速調(diào)查非人靈長類種群數(shù)量提供了可能性。此外，這類調(diào)查宜在冬季日落后進行，較低的環(huán)境氣溫和光線條件能使恒溫動物很好地與周邊環(huán)境區(qū)分，熱成像的效果較佳。搭載熱成像照相機的無人機技術(shù)除了林下的晝行性非人靈長類以外，在夜行性非人靈長類的種群調(diào)查中亦有著廣泛的應(yīng)用前景。

8 小結(jié)與展望

用于統(tǒng)計非人靈長類動物種群數(shù)量的方法仍然含有諸多可變因素，因此結(jié)果也有一定的不確定性(Plumptre and Cox,2006)，使用某一方法重復(fù)調(diào)查或者綜合多種調(diào)查方法的結(jié)果或許可以彌補這一不足。非人靈長類動物的調(diào)查方法各有千秋(表1)，具有不同的適用條件，應(yīng)結(jié)合具體情況選用。逐個計數(shù)法在我國非人靈長類調(diào)查中發(fā)揮了重要作用，我國的非人靈長類動物種類繁多，棲息地相對集中且多為山地，有當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T參與為調(diào)查提供了便利條件，也反映了我國非人靈長類動物從某種程度上得到了有效的監(jiān)測。隨著紅外相機技術(shù)的發(fā)展，紅外相機的使用越來越方便、高清、低成本，紅外相機調(diào)查法未來在包括非人靈長類動物在內(nèi)的生物多樣性調(diào)查中具有廣闊的應(yīng)用前景。紅外相機數(shù)據(jù)平臺的相繼建立(李晟，2020)，不同研究地區(qū)同一物種的相對多度指數(shù)易于進行比較研究；同一地區(qū)紅外相機監(jiān)測數(shù)據(jù)的長期積累，對于該地區(qū)動物種群數(shù)量的變化過程的認識也將更全面。計算機面部識別系統(tǒng)(Guoet al.,2020)應(yīng)用在紅外相機調(diào)查中對非人靈長類進行個體識別是一個重要突破。遺傳調(diào)查法因遺傳學(xué)研究技術(shù)的飛速發(fā)展，無損傷取樣、不驚擾動物等優(yōu)勢必將發(fā)揮巨大的作用。近年來，無人機技術(shù)的應(yīng)用，在非人靈長類動物調(diào)查中也有了新的嘗試，除了對生活在開闊地帶的物種進行調(diào)查以外，對于難以在地面進行觀察的物種和區(qū)域得以快速獲得有效數(shù)據(jù)(李文華等，2019；宋晴川，未發(fā)表數(shù)據(jù))，熱成像技術(shù)的應(yīng)用為林下動物使用無人機調(diào)查成為可能(Heet al.,2020)。未來，幾種方法的有效結(jié)合，使我們對非人靈長類動物的種群狀況從歷史到現(xiàn)狀、從平面到立體空間、從微觀到宏觀多層次多維度進行深入研究成為可能，保護管理也將更加科學(xué)完善。

表1 非人靈長類種群數(shù)量調(diào)查方法的特點、適用條件和獲得參數(shù)Table 1 Features,applicable conditions and parameters of non-human primate population survey methods

續(xù)表1 Continued from table 1

致謝：感謝北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院對靈長類野外實習(xí)課程給予的支持。感謝質(zhì)蘭公益基金創(chuàng)始人兼秘書長張穎溢女士和廣西渠楠保護小區(qū)的支持。