行为生态学研究方法.ppt

动物行为生态学研究方法,What is animal behavior? Let me have a think.,尹华宝,动物生态学,动物行为,自然界形态各异的野生动物表现出各种各样的行为。,Take a rest! Z Z Z Z,I am strong!,动物行为（Animal Behavior）是指动物在一定环境条件下，为了完成摄食排遗、体温调节、生存繁殖以及满足其他生理需求而以一定姿势完成的一系列动作。,Tinbergan（1963）认为动物行为学是研究动物行为的发生原因、发育、进化和功能的一门学科。,行为生态学是研究生态学中的行为机制和动物行为的生态学意义和进化意义，即研究动物的行为功能、存活值、适合度和进化过程。 不管表面看来是多么复杂和多么不可思议的行为，都必定经历过一个进化和自然选择过程。（达尔文说的）,行为生态学研究简史,源于60年代初期发展起来的四个学术派别： 1 J.H.Crook & D.Lack 2 W.D.Hamilton & J.Maynard Smith 3 N.Tinbergen et al 4 R.H.MacArthur et al,1 J.H.Crook & D.Lack,把鸟类和猿猴类的社会组织同各种生态因素联系起来加以研究，提出了比较研究法。,2 W.D.Hamilton & J.Maynard Smith,明确的提出了亲缘选择和广义适合度的概念，并在基因层次令人信服地解释了各种利他行为和自私行为。,3 N.Tinbergen et al,用简单的田间试验和观察法确立了测定行为存活值和适合度的程序，为自然行为的试验观察奠定了坚实的科学基础。,4 R.H.MacArthur et al,认为生态学中的关于进化的各种假说，可以用精确的数学方法表达。如，最适性理论和进化稳定对策（ESS）这两个概念特别适用于行为生态学，并为行为生态学的发展起了很大的作用。,1973年 K.Lorenz, N.Tinbergen & K.von. Frisch对动物行为的研究，分享当年的诺贝尔奖。 1978年英国出版了第一本行为生态学论文集Behavioural Ecology-an Evolutionary Approach。 1981年An Introduction to Behavioral Ecology专著问世。 1979年Philip N. Lehner的Handbook of Ethological Methods,其他有关的动物行为学、动物行为生态学及其他相关领域的著作，尤其是有关灵长类行为生态学相继出版。 相关的各种世界范围的有关行为及行为生态学学术会议相继召开。,各种学术期刊： Behaviour Animal Behaviour Insect Society Behavioural Science Physiology and Behaviour Experimental Journal of Animal Behaviour Journal of Experimental Analysis to Behaviour Advance of Behaviour Applied Ethology Behaviour, Ecology and Sociobiology Primates International Journal of Primatology Ethology Trends Ecol. Evol. Folia Primtol. Am. J. Primatol.,Websites,首先要学会使用国内各大学、研究所图书馆的信息资源。（包括安徽大学） 国家科技图书信息中心 / 及其它如：Springer、Elsevier Blackwell、及其网站的一些相关的链接。,国外行为生态学研究进展和发展趋势,1关于进化稳定对策的研究 2关于比较研究法 3关于动物行为功能的研究 4动物行为经济学和最适模型 5关于动物资源竞争的研究 6关于动物群体最适大小的研究 7关于博弈论用于动物冲突行为的研究 8关于两性冲突和性选择的研究 9关于亲代抚育和交配体制的研究 10关于利他行为的研究 11关于同一种群个体采取不同行为策略的研究 12关于动物信号与通讯行为研究 13关于动物的生殖合作及帮手的研究,WHY? What significance for Life Science? What significance for Human? How to research Animal Behavior?,Drickamer 7 Control economically costly animal pests.,研究什么问题？,动物行为学要研究的问题可以从研究尺度、研究领域和研究范围等方面分为多个既独立又联系的问题。,在研究尺度上： 1分子水平的行为遗传问题； 2机体水平的行为生理问题； 3个体水平的行为与环境； 4群体水平的个体互作行为； 5物种水平的种群动态、聚群、迁移和种间互作行为。,在研究领域上 1 行为的功能 2 行为的原因 3 行为的发育 4 行为的进化,在研究范畴上 1 行为是什么？ 2 行为的发起者？ 3 何时发起的行为？ 4 在何地发生的行为？ 5 怎样发生的行为？ 6 为什么发生这样的行为？,行为生态学的三条基本公理,1 效率最优原理，自然选择使动物行为的效率最优，即动物行为的收益和代价比最大； 2进化稳定原理，那些增加物种进化适合度的动物行为策略才是最稳定的； 3行为结构优化原理，在自然选择的作用下，动物行为的层次结构会优化。,行为学研究的一般方法,1 提出问题 2 建立假说 3 确定研究方案和实验方法 4 获得结果并进行分析 5 验证和解释假说。,兴趣是第一位的 然后才是下列的科学研究方法,行为学研究方法,正确的工作态度,精读与范读两种方式 一般的阅读途径是浏览最新出版的科学期刊，寻找、精读与研究方向相关的论文，掌握其研究方法和结论，再查阅该文献列出的参考文献，扩大搜索面和阅读面，为系统掌握某一专题的文献资料和将来的研究打下基础。,You need to know: 1 How to use filed equipments such as: GPS, cameras and video cameras, as well as telecommunication equipments; 2 How to use maps, how to determine directions in the wild; 3 How to survive in the filed; 4 How to record and analyze BIOLOGICAL DATA, collect and preserve plant and animal specimens; DNA samples; 5 How to identify sex, age and traces of wild animals; 6 How to assess food habits; 7 How to observe animals and record its behaviors; 8 How to use the radio telemetry and GPS telemetry; 9 How to manage and to monitor wildlife population and its habitats.,行为研究方法,1 行为研究选题 2 行为谱与行为编码 3 行为研究取样技术 4 行为学数据采集设备 5 声行为的采样与分析 6 行为数据的统计分析,1 行为研究选题,选择研究对象 1 物种导向选择 2 问题导向选择 满足条件： （1）动物易被发现 （2）易于接近动物 （3）对该物种行为谱有一定了解 （4）对群居种类能个体识别（年龄、性别、体型等）,2 行为谱与行为编码,Social Group System,Kin relationship,Sexual relationship,Dominance hierarchy,Conflicts and Coalitions,Male-Male Female-Female,Behaviors,Complex, surprising and interesting,对每一个已定义的行为要用层次分析方法，在实验设计和取样时空范围内逐级分解下去，直到无法再分解或无必要再分解，以使野外取样时获得最多的行为参数信息。,动物行为的层次结构概念，统一动物行为的结构和生态环境，便利行为的识别和分析。,A. 动物行为谱的建立,动物行为谱是描述动物不同的、以种为特征的行为模式，这种行为模式包括动物基本行为的所有组成。,建立方法：,（1）初步观察：观察和记录动物的全部行为； 动物的行为是姿势和动作的组合，具明显的环境适应机能。动物行为3要素：posture（姿势）、act（动作）和environment（环境）。,（2）行为的描述： 常用的方法： 1 以行为的结构来描述； 2 以行为的结果来描述。 3 以动物在环境中所处的位置或与其他个体的相对位置来描述。此方法不着重于动物在做什么，而是描述它所处的位置和运动方向，常用接近或离开等来描述个体之间的相互关系。,1 行为的结构是指行为的外形，表达的形式或时间分配的模式，一般用目标动物的姿势和动作来描述。 2 行为的结果是指动物对环境的反应，用结果描述行为不涉及行为的过程，而只涉及行为的结果。,（3）分类目录的选择： 行为是一连串的事件和动作所组成的，在测量之前，必须把这些时间能明确地分开。原则是根据研究目的确定行为的分类水平。 （4）行为的定义： 行为定义是指用简洁正确的语言概括每一个特定的行为，能被所有人理解。定义的标准要统一。,（5）行为的测量： 行为的测量包括：行为的潜伏期、频率和持续时间等。 1）潜伏期 是指从特定的刺激开始到动物对该刺激作出第一个反应的时间长度。 2）频率 单位时间内某种行为出现的次数。 3）持续时间 指单一行为所持续的时间。,此外，在描述行为时，必须区分事件和状态两个基本概念。 事件是指相对短的时间内发生的某种行为形式；事件的主要特征是行为发生的频次。 状态是指相对较长的时间内的一种行为模式，主要特征是行为的持续时间。,B. 动物行为的编码,蒋志刚（2000）针对行为的三要素，提出了行为的三位编码系统，即依动物的姿势、动作和环境建立P码、A码和E码，对一种特定的行为依其发生的环境，涉及的姿势和动作建立PAE编码。 P码、A码和E码组合可以描述任一种行为，为分解、标识动物行为提供了手段。 （具体内容参见蒋志刚2000文献）,如果你觉得PAE编码过于复杂，那么你首先要做的是：建立动物行为的基本要素（或称基本单元，即，将连续变化的动物行为分解为基本单元）编写代码，便于行为数据的野外记录、或存入数据记录器及输入电脑，以便对行为数据进行分析处理。,动物行为代码编写原则： 1 对动物行为依功能上分大类：如：生存行为、繁殖行为和社会行为； 2 对所要研究的某一大类的动物行为分解为基本单元； 3 正确地选择行为的单元；以保证能回答所提出的问题； 4 动物行为的确定可以按照动物行为的目的、结构和环境来区分；并具有精确的定义； 5 所有动物行为、环境要素及时间均用英文缩写作为代码； 6 确保每一个代码的唯一和简洁。,动物行为研究取样和记录方法,Important Bibliography: 1 Altmann, J. 1974. Observational study of behavior: Sampling methods. Behaviour 49:227-267 2 Lehner, P. N. 1979. Handbook of Ethological Methods. 2nd edition. Cambridge University Press,取样方法,随意取样 扫描取样 目标取样 行为取样,记录方法,连续记录 时间记录,随意取样是指不加区别限制地记录所有研究对象的所有行为。 由于取样的随意性，使得取样结果有偏移，即偏向于多发行为。因此，在取样前要做预观察，明确哪些行为是多发的，哪些行为是少见的。,1,扫描取样指按相对固定的时间间隔对一组动物的行为逐个进行扫描观察。 该方法要求全群扫描，因此不能记录太多的行为种类。也存在偏移，即偏向于多发行为和明显行为。,2,目标取样指跟踪观察记录一个或一小群研究对象的所有行为或几类重要行为。,3,行为取样指记录整群观察对象的特定行为及其与该行为有关的个体。 具很强的针对性。,4,连续记录法称为所有事件记录法，连续记录行为发生的所有频次和持续时间。,1,时间记录方法指将观察实验期划分为若干个长度相等的时间段，仅按固定间隔时间记录观察对象的行为。,2,行为学数据采集设备,1 笔记本、笔和秒表 笔记本和笔是野外记录行为等数据最直接最有效的工具。 （目前尚没有一种所谓最先进的仪器设备能够完全取代它们。）,2 望远镜 望远镜是保证在距离动物较远的情况下完成个体识别和行为观察的基本工具。,3 录音机 录音机是用来辅助采样的工具，研究人员在野外观察动物行为时，对