Non-Invasive Study of Mammalian Populations

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出版者:Pensoft Pub
作者:William Eugene Evans
出品人:
页数:142
译者:
出版时间:2004-6
价格:USD 122.50
装帧:Hardcover
isbn号码:9789546422040
丛书系列:
图书标签:
  • 哺乳动物
  • 种群生态学
  • 非侵入性研究
  • 野生动物管理
  • 生物统计学
  • 生态学
  • 保护生物学
  • 行为生态学
  • 遥感
  • 分子生态学
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具体描述

This is the first book concerning a non-invasive approach to the study of mammalian populations in nature. Frequencies of detectable individual variations (structural, behavioral, acoustic etc.) allow to investigate both intra- populational structure and inter-populational dynamics: the geographical distribution of natural populations, genetic interrelationships between populations as well as in small within-population groups like families, demes, pods etc., and to understand intra-populational changes and phylo-geographic (micro-evolutionary) patterns. Based on studies of individual variation in whales, dolphins, seals (coloration, vibrissae counting, acoustics etc.), the authors analyze the prospects for non-invasive research in all mammalian groups. In individual chapters, a potential for non-invasive studies of color patterns, acoustics, behavior and some structural features is discussed, including hundreds of qualitative variations in nose, ear, tooth, eye and tail morphology, in dermatoglyphics etc. Non-invasive methods for studying the population phenetics (the frequencies of qualitative detectable variations, or phenes, which reflect the genetic characteristics of the population) are set forth. Discrete phenotypic variations in organs are listed systematically for all main groups of mammals.

哺乳动物种群的非侵入性研究 一部开创性的环境科学与生态学著作 引言:重塑我们对野生动物群落的理解 自古以来,人类对野生哺乳动物的兴趣便从未消减。然而,要准确、全面地评估一个特定物种或群落在特定生态系统中的健康状况和动态变化,一直是生态学研究中最具挑战性的任务之一。传统的动物普查方法往往依赖于直接捕获、标记和重新捕获,这些方法不仅耗时耗力,更可能对目标种群造成干扰,尤其是在面对敏感、稀有或难以接近的物种时。 《哺乳动物种群的非侵入性研究》正是为了应对这些挑战而诞生的里程碑式著作。本书坚定地倡导并系统地阐述了一系列尖端的、环境友好的研究技术,这些技术使得科学家能够在不干扰动物自然行为和生理状态的前提下,获取高质量的种群参数数据。本书不仅是对现有技术的汇编,更是一份指导未来十年生态监测方向的路线图。 第一部分:理论基础与方法论的范式转变 本书的第一部分深入探讨了非侵入性研究的理论基石,并阐释了这种方法论如何彻底改变了生态学研究的范式。 第一章:生态学中的伦理考量与数据需求 本章首先回顾了动物保护伦理在现代科学中的核心地位。随着公众对野生动物福利的关注度日益提高,研究人员必须采用对动物影响最小化的方法。随后,章节阐述了现代种群管理(如栖息地规划、疾病监测和保护优先级的确定)对数据的严格要求——这些数据必须具备空间精确性、时间连续性和高统计可靠性。我们对比了侵入性与非侵入性方法在满足这些需求上的优劣,强调非侵入性方法在降低“检测偏差”方面的潜力。 第二章:从标记到痕迹:采样设计的革新 本章聚焦于采样设计的根本转变。我们详细介绍了如何设计一个能有效捕捉种群异质性(如年龄、性别、繁殖状态)的非侵入性采样方案。讨论的核心是“有效采样单元”的定义——不再是单独的个体,而是其留下的痕迹。内容涵盖了空间采样策略(如随机覆盖、基于栖息地特性的分层采样)以及时间采样(如何捕捉季节性或昼夜活动差异)。关键概念如“检测概率”和“残留可靠性”被引入,以确保从痕迹中推断出的种群参数是稳健的。 第二部分:核心非侵入性技术深度解析 本书的第二部分是技术操作手册,详尽描述了当前最前沿的几种非侵入性研究工具。 第三章:遗传学:粪便与毛发的宏大叙事 (Fecal and Hair DNA) 粪便(Scat)和毛发是哺乳动物研究中最丰富的非侵入性遗传资源。本章是本书的亮点之一,详细介绍了如何从这些样本中提取高质量的DNA。 个体识别与种群密度估计: 详述了微卫星标记(Microsatellites)和单核苷酸多态性(SNPs)在个体识别中的应用,以及如何利用“捕获-再捕获”模型(如MARTA和MCMC方法)来估算种群密度、生存率和连通性,而无需看到任何一只活体动物。 宏基因组学与健康监测: 探讨了粪便微生物组分析(Metagenomics)在评估动物营养状况、压力荷尔蒙水平以及识别潜在人畜共患病原体(如病毒、细菌)方面的突破性进展。 第四章:声学生态学:监听隐藏的生境 (Acoustic Ecology) 虽然传统上与鸟类和昆虫相关,但声音监测在大型和中型哺乳动物研究中正迅速成为关键工具。 物种存在与活动模式: 讨论了自主记录单元(ARUs)在偏远地区的长期部署策略。重点分析了特定物种(如灵长类、食肉动物的吼叫、咀嚼声)发出的声音特征。 声音分类与机器学习: 详细介绍了使用卷积神经网络(CNNs)和隐马尔可夫模型(HMMs)对海量音频数据进行自动分类和识别的技术,极大地提高了数据处理效率。 第五章:遥感与影像学:超越人眼所及 (Remote Sensing and Imagery) 本章涵盖了所有基于视觉或电磁波的非接触式监测方法。 相机陷阱(Camera Trapping)阵列设计: 超越简单的“有/无”记录,本章深入探讨了如何利用多相机阵列(Camera Array)来估算活动范围和密度。内容包括对触发机制的优化、避免“光污染”干扰、以及如何校正不同触发灵敏度带来的偏差。 无人机(UAVs)在植被结构与群落监测中的应用: 探讨了使用高分辨率RGB、多光谱和热成像无人机来绘制栖息地质量图、识别大型群体的存在,以及在特定时间段内(如迁徙或冬季聚集)进行计数。讨论了飞行高度、季节和植被遮盖度对计数准确性的影响。 第六章:行为学印记:踪迹、巢穴与废弃物分析 本章回归到经典的生态学线索,但用现代统计学工具进行强化。 足迹与运动学分析: 详细介绍了如何利用足迹的尺寸、步态和痕迹清晰度来推断动物的体重、速度,甚至潜在的健康问题。内容涵盖了使用3D扫描技术对足迹进行量化分析的方法。 巢穴与居所的结构分析: 对于筑巢或挖洞的物种,巢穴的材料、位置和结构复杂性是重要的非侵入性指标。本章展示了如何利用这些信息来推断繁殖成功率和种群的年龄结构。 第三部分:数据整合、建模与保护应用 最后的第三部分将技术方法与实际应用相结合,展示了如何将来自不同来源的非侵入性数据整合成一个有力的保护工具包。 第七章:多数据源集成与贝叶斯建模 面对来自遗传学、声学和影像学的异构数据,如何得出统一的结论?本章介绍了贝叶斯层次化模型(Hierarchical Bayesian Models)的优势,它允许研究人员将具有不同不确定性的独立数据集(如基于粪便的生存率和基于相机陷阱的活动度)进行有效融合,从而得出对种群动态更全面、误差更低的估计。 第八章:预测建模与保护行动的指南 本书以实际保护应用收尾。我们展示了如何利用非侵入性数据建立栖息地适宜性模型(HSMs)和种群可行性分析(PVA)。重点案例研究包括: 1. 廊道评估: 利用遗传连通性数据来识别关键的景观连接点。 2. 疾病爆发早期预警: 基于粪便DNA对环境DNA(eDNA)中病原体的实时监测。 3. 冲突管理: 利用精确的活动范围和密度估计,为人类-野生动物冲突热点地区的管理提供科学依据。 结论:面向未来的生态监测 《哺乳动物种群的非侵入性研究》不仅是一本教科书,更是一份承诺——承诺以最尊重自然、最科学严谨的方式,去探索和保护地球上最迷人的生物群体。它标志着生态学研究正迈向一个更加精确、更少干扰、更具可持续性的新纪元。本书将是所有野生动物生态学家、保护生物学家、资源管理者以及高级环境科学学生的必备参考书。

作者简介

Dr. William E. Evans is a Professor Emeritus of the Marine Biology Department, Texas A&M University. He received his B.Sc. from Bowling Green State University, his M.Sc. from Ohio State University and his Ph.D. from the University of California, Los Angeles. He was director of the Sea World Research Center (San Diego, USA), Chair of the US Marine Mammal Commission, Director of the National Marine Fisheries Service and the Undersecretary of Commerce and head of NOAA. Dr. Evans - author of several hundreds papers in marine mammal acoustics, population biology, remote sensing technology and fisheries. He is Chief Editor of the American Midland Naturalist.

Dr. Alexey V. Yablokov is a chief scientist of N.K. Kol'tzoff' Institute of Developmental Biology, Russian Academy of Science. B.Sc. (Moscow State University, 1956), M.Sc. (A.N. Severtsoff' Institute of Animal Morphology, Moscow, 1959), Ph.D. (Biological Division, Siberian Branch the USSR Academy of Science, Novosibirsk, 1965). He is the author about 500 publications on mammals, populational, evolutional and conservational biology, including about 20 books, translated from Russian to English, German, Japanese etc. Dr. Yablokov is President of the Center for Russian Environmental Policy. He was President of the Moscow Society for Protection of Animals (1990-2001), and Vice President of the World Conservation Union (2000-2004).

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