(原标题:野生动物学者是如何数“羊”的)
■刘炎林
“一头羊,两头羊,三头羊……”这个方法可能安抚过许多难以入眠的大人小孩。然而,看似简单的数数问题,却折腾许多野生动物学者:如何调查草原野生有蹄类的数量?
哈里斯和距离取样法
上世纪80年代末,理查德·哈里斯来到中国,在中国西部断断续续开展了二十多年的野生动物研究。哈里斯低调而严谨。每一位有志于青藏高原野生动物研究和保护的伙伴,都应该读读哈里斯的《消逝中的荒野:中国西部野生动物保护》。
哈里斯在中国的第一项工作是调查青海省野牛沟的野生有蹄类动物。野牛沟位于青海省境内的昆仑山北麓,是一条东西向的宽阔河谷。从格尔木往南,在纳赤台和西大滩之间的青藏公路路边,你会发现一个富丽堂皇的道观,这是野牛沟的沟口,海拔约3800米。在野牛沟西端,有一个被称为“西王母瑶池”的咸水湖,海拔约4200米。道观和瑶池之间,是一条110公里的搓板路。
野牛沟的许多大型有蹄类动物,野牦牛、藏羚羊、藏野驴、藏原羚、白唇鹿、岩羊、盘羊就生活在搓板路两侧的山地里。搓板路以北,是荒芜贫瘠的灰黑色山地,再往北就是柴达木盆地的戈壁了。搓板路南侧,是高耸的昆仑山主脉,点缀着大大小小的冰川,翻过山脊线,便是可可西里。实际上野牦牛和藏羚羊就在可可西里与野牛沟两边来回流窜。
1990—1992年,博士生哈里斯和西北高原生物研究所的合作伙伴在这片1051平方公里的高原山地中开展了三次调查。调查分别于1990年8—9月、1991年7—10月和1992年8月进行,采取一套精细的方法。首先,哈里斯根据地形,将野牛沟划分成几十个调查单元,面积从4平方公里到38平方公里不等,并事先在每个调查单元中随机选定样线的起点。在实际调查中,哈里斯借助GPS,骑马或步行找到样线起点,然后随机确定样线的方向(避免太阳直射),开始做样线调查。每条样线1公里到3公里,沿样线开展调查时,记录观察到的每群蹄类动物的数量以及方位角和距离。最后,通过傅立叶级数计算密度。
哈里斯采用的是如今研究彻底、应用广泛的距离取样法(Distance Sampling),样线法的一个变种。为什么要搞得这么麻烦呢?直接数不就完了吗?两个原因:野生动物分布不均匀,有的动物你看不到。野生动物需要食物、水和隐蔽场所,而这些资源在草原上并不是均匀分布的。因此,有的地方动物多,有的地方动物少。如果你的调查区域没有代表性,那么结果就会有偏差。哈里斯划分调查单元、随机确定样线,就是为了确保野牛沟内每个地方都有同样的概率被选中。
第二个问题是“探测概率”,有时候动物就在那,但是你不一定能看到,探测概率不一直是1。这个问题在起伏山地或者密林里,就更为严重。实际上,草原有蹄类调查是野生动物数量调查里的“软柿子”,就是因为影响探测率的因素相对少,主要是距离:野牦牛大个子,离得远了,你就有可能看不到。哈里斯记录方位角和距离,还用“傅里叶级数”,就是想建立探测概率和距离的关系——探测函数模型,校正因为看不到部分动物导致的低估。
样线法要满足的前提假设
在大范围内估计中、大型野生动物数量,样线法无可回避。该方法在中国得到越来越普遍的使用。但是如果应用此方法进行调查时不能满足使用该方法的前提条件,或使用的数学分析不当,其结果将会有很大误差。
在上世纪90年代,哈里斯在中国的动物学期刊上连续发文,批评对样线法的滥用和误用,讨论如何才能满足应用距离取样法,调查草原有蹄类的前提假设。
这些前提假设包括:位于中线上的观测目标其可观测率为1,即中线上所有部分都有观测到的目标;样线是随机或至少是客观选定的;在观察者测出观察目标距离中线的距离之前,目标动物或动物群不会有远离或靠近中线的移动;观测目标与中线的垂直距离测量准确;样线的各段均为直线;观测目标被观察到的概率不受其大小(如果是群体,则为群体大小)的影响,否则必须使用因目标大小而导致引起误差的校正方法;遭遇观察目标是独立事件(即观测某一特定目标并不影响观测到其他目标的概率)。
在野外条件下,要满足以上假设确实困难重重。但如果不努力去满足这些假设,那么调查结果与旅行者的观察也没有差别。
在蒙古国一马平川的东部草原,研究人员用汽车跑出了几千公里的长距离平行样线,估计蒙古原羚的数量。在藏北羌塘,研究人员也依赖汽车,想方设法将沿着土路调查的记录转换为对藏羚羊、藏野驴、藏原羚的有效估计。在甘肃贺兰山,研究人员以山脊线作为样线,记录观察到的岩羊群,然后计算岩羊的种群密度。
不过,遗憾的是,至今据我所知,全国陆生野生动物资源调查规程中草原有蹄类的部分,依然没有采取距离取样法。
趋势比准数更重要
不过有时候,我们不一定需要知道到底有多少头动物。1997年和2002年,哈里斯又回到野牛沟,应用相同的方法,开展了两次重复调查。调查发现:野牦牛的数量从1200头增长到接近1700头;白唇鹿以前比较少,现在数量增加了;岩羊、藏原羚和藏野驴的数量保持稳定,或者轻微下降;藏羚羊在上世纪90年代初还数量较多,经过上世纪90年代的剧烈下降后,到2002年一只都没有发现;西藏盘羊也减少了,上世纪90年代初还有250只左右,到2002年只发现了94只。
根据野牛沟案例,哈里斯提出野生动物监测的一种可能:趋势监测。就野生动物管理来说,不需要获得准确的种群数量,只需要长期的数量变化趋势(增多、稳定还是减少),就足以指导相关管理工作。因为大型兽类的种群数量估算需要使用合适的数学模型,但是野外状况往往违背数学模型的前提假设,不可能随机选择样本。在这种情况下,追求种群数量,计算结果不但不可靠,而且很可能没有意义。
在野牛沟,哈里斯用相同的方法持续调查了四次,并明确说明监测结果包含有不确定性。尽管存在不确定性,仍可以发现有蹄类的种群变化趋势,这些结果可以帮助野生动物管理部门根据变化作出相应管理计划。
责任编辑:李德雄_NT2021