幾萬只水鳥，調(diào)查員是怎么數(shù)清楚的？

濕地科學(xué)與管理 林業(yè)和草原科普 2022年09月28日 20:06 北京

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文章轉(zhuǎn)載自：中國野生動物保護(hù)協(xié)會、和勺嘴鷸在一起

還記得連云港青口河口的2萬多只半蹼鷸嗎？一年一度的五月候鳥遷徙高峰如期而至，江蘇沿海灘涂上的水鳥到底有幾萬只，勺機(jī)構(gòu)的調(diào)查員們是怎么數(shù)清楚的？

今天，讓我們結(jié)合著名的美國康奈爾大學(xué)鳥類學(xué)實(shí)驗(yàn)室（Cornell Lab of Ornithology）的一篇科普文章，盤點(diǎn)一下水鳥調(diào)查的技巧和方法，帶你們走進(jìn)水鳥調(diào)查員的工作日常。

數(shù)鳥也有小技巧

靈活掌握很重要

提到數(shù)數(shù)，很多人的第一反應(yīng)想必是“不就是一個(gè)一個(gè)數(shù)嗎？這還能有什么技巧？”。那么，我們先來看幾張圖。

▲以上所有圖源：Macaulay Library at the Cornell Lab

是不是一開始覺得很簡單，到后面越來越……頭禿了？不僅鳥的數(shù)量越來越多，種類也越來越多，而且不同種類的鳥還混在一起！

在春秋天的候鳥遷徙季，江蘇沿海灘涂的水鳥調(diào)查員們常常面對的是最后幾張照片中的情形。更何況，野外的鳥兒們往往不像照片中那樣乖巧地一動不動，進(jìn)一步增加了計(jì)數(shù)的困難。那么，數(shù)鳥究竟有哪些技巧呢？

▌太長不看版

鳥類計(jì)數(shù)主要有以下幾種方式：

1、個(gè)體計(jì)數(shù)法

2、小群估算法

3、“通量”估算法

4、比例估算法

此處僅列出了四種比較有代表性的方法，但實(shí)際情況往往復(fù)雜多變，結(jié)合具體情況，還會有更多的計(jì)數(shù)方法。因此，是否能選用合適的方法并靈活使用是對調(diào)查員水平的一大考驗(yàn)。

選擇合適的鳥類計(jì)數(shù)方法需要考慮以下幾個(gè)因素：鳥群大小、鳥種多少、鳥群是否移動、調(diào)查時(shí)間限制等。根據(jù)這些影響因素，可以組合出幾種常見情況：

1、單一鳥種且較為靜止的一小群鳥

2、單一鳥種且較為靜止的一大群鳥

3、單一鳥種且在快速飛行中的一大群鳥

4、混有多個(gè)鳥種的混合鳥群

01

單一鳥種且較為靜止的一小群鳥

個(gè)體計(jì)數(shù)法

▲普通秋沙鴨 | 拍攝：Chris S. Wood

一般情況下，數(shù)量較小且不動的鳥群計(jì)數(shù)相對容易。只要調(diào)查員能夠清晰地看到并識別每個(gè)個(gè)體，就能在固定的地點(diǎn)一個(gè)一個(gè)地計(jì)數(shù)該鳥種的個(gè)體數(shù)。

02

單一鳥種且較為靜止的一大群鳥

小群估算法

▲這張照片里面的白鸛數(shù)量多，且在飛行中，因此需要進(jìn)行快速的實(shí)地估算。| 拍攝：Paul Chapman

如果鳥群較大的話，情況會變得棘手。遇到這種情況，使用小群估算法會使計(jì)數(shù)變得容易一些，即先計(jì)數(shù)一小群的數(shù)量，隨后推導(dǎo)到整個(gè)鳥群：不同于個(gè)體計(jì)數(shù)法，該方法的計(jì)數(shù)單位不再是一只只個(gè)體，而是一次數(shù)5只、10只甚至更多的鳥。

我們拿上面那張空中飛行的白鸛照片來舉個(gè)例子。首先，你可以數(shù)一下該鳥群中的前10只鳥，并且大致估計(jì)一下它們在該鳥群中所占空間的大小。隨后，按照這10只鳥所占空間的大小，以10只為計(jì)數(shù)單位估算其余鳥的數(shù)量。（快去對著照片認(rèn)真數(shù)一下?。?/p>

你在這張照片中數(shù)了多少只白鸛呢？以10只為一個(gè)單位計(jì)數(shù)時(shí)，我們大致可以數(shù)到100只鳥，而圖片中的實(shí)際數(shù)量是102只。這個(gè)結(jié)果對于實(shí)地快速估算來說已經(jīng)非常棒了！

然而，在計(jì)數(shù)大群鳥時(shí)，有兩點(diǎn)值得注意：

第一，在開始數(shù)大群鳥之前，需要確定合適的計(jì)數(shù)單位。你要思考一下，以10只作為計(jì)數(shù)單位是否合理？還是應(yīng)該以100只或者1000只為一個(gè)單位呢？無論你決定以多少只為計(jì)數(shù)單位，都必須遵循以一個(gè)一個(gè)單位去計(jì)數(shù)的原則，最終得出整個(gè)鳥群的總數(shù)；

第二，對鳥群的密集程度以及距離和深度的判斷，會對計(jì)數(shù)結(jié)果有重要的影響。

說了這么多，讓我們對著下圖中的這些鴨鴨來實(shí)戰(zhàn)演練一下吧！（本案例中僅計(jì)數(shù)總數(shù)，因此可以視為是單一鳥種的鳥群）

▲各種潛鴨在康奈爾鳥類學(xué)實(shí)驗(yàn)室的大本營——伊薩卡的卡尤加湖里休息。| 拍攝：Jay McGowan

首先，我們選擇以30只作為該群潛鴨的計(jì)數(shù)單位，則會得到一個(gè)大致范圍。

▲白框中約有30只潛鴨 | 拍攝：Jay McGowan

隨后，你是否會把這張圖分成下圖這樣呢？

▲簡單的六等分 | 拍攝：Jay McGowan

如果是的話，說明你沒有考慮距離和深度對于30只鳥所占面積產(chǎn)生的影響。照片是二維的，但是現(xiàn)實(shí)中的鳥群是三維立體的。如果簡單地把這群鳥分成上圖中的六個(gè)部分，仔細(xì)數(shù)一數(shù)就會發(fā)現(xiàn)，照片上（以及實(shí)際觀察時(shí)）同樣大小的部分，靠后方框里的鳥類數(shù)量是靠前方框內(nèi)的近兩倍。因此，在鳥類計(jì)數(shù)時(shí)需要牢牢地記住兩個(gè)維度——寬度和深度。當(dāng)鳥離得更遠(yuǎn)時(shí)，相同視野面積所對應(yīng)的深度和寬度都會增加，所以要相應(yīng)地調(diào)整你的估計(jì)值。而這也需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累，才能在調(diào)查時(shí)劃出合適的準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)單位范圍。

▲如果你把這張圖六等分，那么每個(gè)框中的潛鴨數(shù)量就不一樣了。| 拍攝：Jay McGowan

▲計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮寬度和深度，這樣才能得到30只鳥的準(zhǔn)確范圍。| 拍攝：Jay McGowan

在考慮實(shí)際情況中寬度和深度的影響后，大致可以估算出約340余只鳥。你估對了嗎？

03

單一鳥種且在快速飛行中的一大群鳥

小群估算法或“通量”估算法

靜止大群鳥的計(jì)數(shù)已經(jīng)夠難了，接下來講講難度更高的飛行中的鳥群計(jì)數(shù)。

計(jì)數(shù)飛行中的一大群鳥主要有兩種方法：

1、小群估算法：由于飛行中的大群鳥留給調(diào)查員的計(jì)數(shù)時(shí)間很短，因此應(yīng)選擇合適且較大的計(jì)數(shù)單位，如50只或100只等。這樣可以將飛行的鳥群看做近似相對靜止的狀態(tài)（比如鳥群密度和形狀不變），在較短的時(shí)間內(nèi)完成估算；

2、“通量”估算法：估算單位時(shí)間內(nèi)飛過眼前一個(gè)特定區(qū)域的鳥類數(shù)量，再乘以鳥群飛過的總時(shí)間。

調(diào)查員究竟使用哪一種計(jì)數(shù)方法，取決于當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況以及正在計(jì)數(shù)的鳥種。如果是一大群幾千只的鳥毫無規(guī)律地朝你飛來，則可以考慮用小群估算法。如果鳥群的飛行模式較為連貫且清晰，那么用“通量”估算法可能更好。

▲太平洋沿岸的灰鹱 | 拍攝：Griffin Richards

“通量”估算法適用于飛行方式和速度較為穩(wěn)定，并且能夠持續(xù)約幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)的鳥群。如上圖所示，太平洋沿岸的灰鹱數(shù)量非常大，但是，它們經(jīng)過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度相對穩(wěn)定。因此，我們可以對特定單位時(shí)間（如1分鐘或5分鐘）內(nèi)飛過眼前的個(gè)體進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后乘以群體通過眼前的總時(shí)間長短，得到飛行時(shí)間段內(nèi)的總數(shù)。假設(shè)每5分鐘有1300只灰鹱飛過，且鳥群飛行持續(xù)了15分鐘，那么可以大致推斷總數(shù)約為3900只。這是對總數(shù)進(jìn)行估計(jì)的最佳方法。使用這種方法時(shí)，需要密切關(guān)注鳥群的飛行狀況及體積變化。如果你發(fā)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)飛過的鳥的數(shù)量變多或變少了，那么是時(shí)候做一個(gè)新的“通量”估計(jì)了。通過分別估算不同物種的“通量”，這種方法可以用于估算同時(shí)飛過眼前的多個(gè)不同鳥種的數(shù)量。

04

有多個(gè)鳥種的混合鳥群

小群估算法或比例估算法

混合鳥群的計(jì)數(shù)可以說是骨灰級的挑戰(zhàn)。但是，只要用對了方法，加上持續(xù)的訓(xùn)練和經(jīng)驗(yàn)積累，這項(xiàng)任務(wù)也是能夠順利完成的。

估算混合鳥群的數(shù)量主要有兩種方法：

1、小群估算法：對每個(gè)鳥種，用最恰當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)單位分別計(jì)算總數(shù)；

2、比例估算法：先估計(jì)整個(gè)鳥群的總數(shù)，再估計(jì)每種鳥所占比例。

比例估算法，顧名思義是通過每個(gè)鳥種的數(shù)量占整個(gè)鳥群數(shù)量的比例來計(jì)算數(shù)量。那么我們來舉一個(gè)鷗類混合鳥群的例子。

第一步，不區(qū)分不同物種，利用小群估算法估計(jì)該鳥群的總數(shù)，假設(shè)為10000只。第二步，估計(jì)每個(gè)鳥種所占的比例，如黑尾鷗占總數(shù)的50%，紅嘴鷗是30%，西伯利亞銀鷗和黑嘴鷗分別是10%。那么，把比例和總數(shù)相乘，就能夠得到大約5000只黑尾鷗，3000只紅嘴鷗，1000只西伯利亞銀鷗和1000只黑嘴鷗的結(jié)論。

然而，在整個(gè)鳥群中，各個(gè)鳥種不一定是均勻分布的。因此，在推斷整個(gè)鳥群的數(shù)量之前，要確保提前觀察過所有鳥的大致分布情況。

▲新澤西州的里德海灘是美國遷徙鸻鷸類的重要春遷中停地。| 拍攝：Cynthia Ehlinger

上圖就是一個(gè)分布不均勻的一大群混合鸻鷸水鳥。從圖片可以看出，半蹼濱鷸、三趾濱鷸和翻石鷸形成了密集的混群，而紅腹濱鷸在鳥群中分布不均，占據(jù)了照片的左邊和上面部分，并且遮擋住了其他鸻鷸類的混群。

我們分別用兩種方法來進(jìn)行鳥種計(jì)數(shù)。

比例估算法：第一步，估算鳥群的總數(shù)。以10只為單位計(jì)數(shù)，總共約有1400只鸻鷸水鳥。第二步，分別估算各個(gè)鳥種的比例——約有60%的半蹼濱鷸，35%紅腹濱鷸，3%翻石鷸，2%三趾濱鷸（比例的估算也很考驗(yàn)調(diào)查員的水平）。最后，折算成各個(gè)鳥種的數(shù)量就是840只半蹼濱鷸，490只紅腹濱鷸，42只翻石鷸和28只三趾濱鷸。

小群估算法：圖中部分區(qū)域的半蹼濱鷸和其他鸻鷸鳥類的混群被體型較大的紅腹濱鷸擋住了，但是可以先假設(shè)它們在整個(gè)照片中是較為均勻分布的。因此，可以利用沒有紅腹濱鷸的部分來進(jìn)行計(jì)數(shù)和估算。也就是說，在圖片的右下部分，大約有380只半蹼濱鷸 （10只為計(jì)算單位），6只翻石鷸和10只三趾濱鷸。這片區(qū)域大約覆蓋了鳥群總面積的40%，所以我們估計(jì)照片中一共有950只半蹼濱鷸，15只翻石鷸和25只三趾濱鷸。而紅腹濱鷸，以10為單位計(jì)數(shù)，得到約680只。請注意，這個(gè)方法估算的鸻鷸總數(shù)大約有1700只鳥，相較于比例估算法得到的總數(shù)要高（這是由于在比例估算法的第一步估算鳥群總數(shù)時(shí)，無法把所有被紅腹濱鷸遮擋的半蹼濱鷸找出來，所以該估算的總數(shù)可能低估了實(shí)際數(shù)量）。

我們來比較一下上述兩種方法：在這個(gè)具體案例中，利用小群估算法分別計(jì)算每一個(gè)鳥種的數(shù)量使得占優(yōu)勢的半蹼濱鷸和紅腹濱鷸的計(jì)數(shù)結(jié)果更準(zhǔn)確，而用比例估算法似乎使得數(shù)量較少的翻石鷸（照片中有38只）和三趾濱鷸數(shù)量更為準(zhǔn)確。

小 結(jié)

鳥類計(jì)數(shù)主要有以下幾種方式：個(gè)體計(jì)數(shù)法、小群估算法、“通量”估算法和比例估算法。每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而選擇合適的鳥類計(jì)數(shù)方法需要綜合考慮以下幾個(gè)因素：鳥群大小、鳥種多少、鳥群是否移動、調(diào)查時(shí)間限制等。實(shí)際情況復(fù)雜多變，調(diào)查員在面臨不同情況時(shí)要靈活選擇最合適的方法。

五月，江蘇沿海遷徙季節(jié)的灘涂熱鬧非凡。無論是連云港、東凌，還是條子泥，數(shù)以萬計(jì)的鸻鷸水鳥聚集到這片廣袤的區(qū)域，在灘涂上或者高潮停歇地覓食和休息。只有骨灰級的調(diào)查員才在能在茫茫鳥海的計(jì)數(shù)任務(wù)中游刃有余。

下周，一年一度的連云港春遷聯(lián)合調(diào)查即將拉開帷幕。期待各位優(yōu)秀的調(diào)查員們能順利完成計(jì)數(shù)任務(wù)，為水鳥種群監(jiān)測提供一份堅(jiān)實(shí)而有力的數(shù)據(jù)。同時(shí)，祝愿萬千水鳥的遷徙之旅一路順風(fēng)。