行為生態(tài)學(xué)研究方法課件

1、動(dòng)物行為生態(tài)學(xué)研究方法What is animal behavior?Let me have a think.尹華寶動(dòng)物生態(tài)學(xué)動(dòng)物行為自然界形態(tài)各異的野生動(dòng)物表現(xiàn)出各種各樣的行為。Take a rest!Z Z ZZI am strong!動(dòng)物行為（Animal Behavior）是指動(dòng)物在一定環(huán)境條件下，為了完成攝食排遺、體溫調(diào)節(jié)、生存繁殖以及滿足其他生理需求而以一定姿勢(shì)完成的一系列動(dòng)作。Tinbergan（1963）認(rèn)為動(dòng)物行為學(xué)是研究動(dòng)物行為的發(fā)生原因、發(fā)育、進(jìn)化和功能的一門(mén)學(xué)科。行為生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)學(xué)中的行為機(jī)制和動(dòng)物行為的生態(tài)學(xué)意義和進(jìn)化意義，即研究動(dòng)物的行為功能、存活值、適合度和進(jìn)

2、化過(guò)程。不管表面看來(lái)是多么復(fù)雜和多么不可思議的行為，都必定經(jīng)歷過(guò)一個(gè)進(jìn)化和自然選擇過(guò)程。（達(dá)爾文說(shuō)的）行為生態(tài)學(xué)研究簡(jiǎn)史源于60年代初期發(fā)展起來(lái)的四個(gè)學(xué)術(shù)派別： 1 J.H.Crook & D.Lack 2 W.D.Hamilton & J.Maynard Smith 3 N.Tinbergen et al 4 R.H.MacArthur et al1 J.H.Crook & D.Lack把鳥(niǎo)類(lèi)和猿猴類(lèi)的社會(huì)組織同各種生態(tài)因素聯(lián)系起來(lái)加以研究，提出了比較研究法。2 W.D.Hamilton & J.Maynard Smith明確的提出了親緣選擇和廣義適合度的概念，并在基因?qū)哟瘟钊诵欧亟忉屃烁?/p>

3、種利他行為和自私行為。3 N.Tinbergen et al用簡(jiǎn)單的田間試驗(yàn)和觀察法確立了測(cè)定行為存活值和適合度的程序，為自然行為的試驗(yàn)觀察奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。4 R.H.MacArthur et al認(rèn)為生態(tài)學(xué)中的關(guān)于進(jìn)化的各種假說(shuō)，可以用精確的數(shù)學(xué)方法表達(dá)。如，最適性理論和進(jìn)化穩(wěn)定對(duì)策（ESS）這兩個(gè)概念特別適用于行為生態(tài)學(xué)，并為行為生態(tài)學(xué)的發(fā)展起了很大的作用。1973年 K.Lorenz, N.Tinbergen & K.von. Frisch對(duì)動(dòng)物行為的研究，分享當(dāng)年的諾貝爾獎(jiǎng)。1978年英國(guó)出版了第一本行為生態(tài)學(xué)論文集Behavioural Ecology-an Evolution

4、ary Approach。1981年An Introduction to Behavioral Ecology專(zhuān)著問(wèn)世。1979年P(guān)hilip N. Lehner的Handbook of Ethological Methods其他有關(guān)的動(dòng)物行為學(xué)、動(dòng)物行為生態(tài)學(xué)及其他相關(guān)領(lǐng)域的著作，尤其是有關(guān)靈長(zhǎng)類(lèi)行為生態(tài)學(xué)相繼出版。 相關(guān)的各種世界范圍的有關(guān)行為及行為生態(tài)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議相繼召開(kāi)。各種學(xué)術(shù)期刊：BehaviourAnimal BehaviourInsect SocietyBehavioural SciencePhysiology and BehaviourExperimental Journal

5、of Animal BehaviourJournal of Experimental Analysis to BehaviourAdvance of BehaviourApplied Ethology Behaviour, Ecology and SociobiologyPrimatesInternational Journal of PrimatologyEthologyTrends Ecol. Evol.Folia Primtol.Am. J. Primatol.Websites首先要學(xué)會(huì)使用國(guó)內(nèi)各大學(xué)、研究所圖書(shū)館的信息資源。（包括安徽大學(xué)）國(guó)家科技圖書(shū)信息中心http:/及其它如：Sp

6、ringer、Elsevier Blackwell、及其網(wǎng)站的一些相關(guān)的鏈接。國(guó)外行為生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)1關(guān)于進(jìn)化穩(wěn)定對(duì)策的研究2關(guān)于比較研究法3關(guān)于動(dòng)物行為功能的研究4動(dòng)物行為經(jīng)濟(jì)學(xué)和最適模型5關(guān)于動(dòng)物資源競(jìng)爭(zhēng)的研究6關(guān)于動(dòng)物群體最適大小的研究7關(guān)于博弈論用于動(dòng)物沖突行為的研究8關(guān)于兩性沖突和性選擇的研究9關(guān)于親代撫育和交配體制的研究10關(guān)于利他行為的研究11關(guān)于同一種群個(gè)體采取不同行為策略的研究12關(guān)于動(dòng)物信號(hào)與通訊行為研究13關(guān)于動(dòng)物的生殖合作及幫手的研究WHY?What significance for Life Science?What significance for Hum

7、an?How to research Animal Behavior?Drickamer & Vessey(1992) listed some of the reasons we study animal behavior:1 Curiosity about the living world2 Learn about relationships between animal and the environments;3 Establish general principles common to all behaviors;4 Better understand our own behavio

8、r;5 Desire to preserve and maintain the environment;6 Conserve and protect endangered species;7 Control economically costly animal pests.研究什么問(wèn)題？動(dòng)物行為學(xué)要研究的問(wèn)題可以從研究尺度、研究領(lǐng)域和研究范圍等方面分為多個(gè)既獨(dú)立又聯(lián)系的問(wèn)題。在研究尺度上：1分子水平的行為遺傳問(wèn)題；2機(jī)體水平的行為生理問(wèn)題；3個(gè)體水平的行為與環(huán)境；4群體水平的個(gè)體互作行為；5物種水平的種群動(dòng)態(tài)、聚群、遷移和種間互作行為。在研究領(lǐng)域上 1 行為的功能 2 行為的原因 3 行為的發(fā)

9、育 4 行為的進(jìn)化在研究范疇上1 行為是什么？2 行為的發(fā)起者？3 何時(shí)發(fā)起的行為？4 在何地發(fā)生的行為？5 怎樣發(fā)生的行為？6 為什么發(fā)生這樣的行為？行為生態(tài)學(xué)的三條基本公理1 效率最優(yōu)原理，自然選擇使動(dòng)物行為的效率最優(yōu)，即動(dòng)物行為的收益和代價(jià)比最大；2進(jìn)化穩(wěn)定原理，那些增加物種進(jìn)化適合度的動(dòng)物行為策略才是最穩(wěn)定的；3行為結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理，在自然選擇的作用下，動(dòng)物行為的層次結(jié)構(gòu)會(huì)優(yōu)化。行為學(xué)研究的一般方法1 提出問(wèn)題2 建立假說(shuō)3 確定研究方案和實(shí)驗(yàn)方法4 獲得結(jié)果并進(jìn)行分析5 驗(yàn)證和解釋假說(shuō)。興趣是第一位的然后才是下列的科學(xué)研究方法行為學(xué)研究方法正確的工作態(tài)度精讀與范讀兩種方式一般的閱讀途徑是

10、瀏覽最新出版的科學(xué)期刊，尋找、精讀與研究方向相關(guān)的論文，掌握其研究方法和結(jié)論，再查閱該文獻(xiàn)列出的參考文獻(xiàn)，擴(kuò)大搜索面和閱讀面，為系統(tǒng)掌握某一專(zhuān)題的文獻(xiàn)資料和將來(lái)的研究打下基礎(chǔ)。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 th

11、e 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 telemetr

12、y; 9 How to manage and to monitor wildlife population and its habitats.行為研究方法1 行為研究選題2 行為譜與行為編碼3 行為研究取樣技術(shù)4 行為學(xué)數(shù)據(jù)采集設(shè)備5 聲行為的采樣與分析6 行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析1 行為研究選題選擇研究對(duì)象 1 物種導(dǎo)向選擇 2 問(wèn)題導(dǎo)向選擇 滿足條件： （1）動(dòng)物易被發(fā)現(xiàn) （2）易于接近動(dòng)物 （3）對(duì)該物種行為譜有一定了解 （4）對(duì)群居種類(lèi)能個(gè)體識(shí)別（年齡、性別、體型等）2 行為譜與行為編碼Social Group SystemKin relationshipSexual relationshi

13、pDominance hierarchyConflicts and CoalitionsMale-MaleFemale-FemaleBehaviorsComplex, surprising and interesting對(duì)每一個(gè)已定義的行為要用層次分析方法，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和取樣時(shí)空范圍內(nèi)逐級(jí)分解下去，直到無(wú)法再分解或無(wú)必要再分解，以使野外取樣時(shí)獲得最多的行為參數(shù)信息。動(dòng)物行為的層次結(jié)構(gòu)概念，統(tǒng)一動(dòng)物行為的結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境，便利行為的識(shí)別和分析。A. 動(dòng)物行為譜的建立動(dòng)物行為譜是描述動(dòng)物不同的、以種為特征的行為模式，這種行為模式包括動(dòng)物基本行為的所有組成。建立方法：（1）初步觀察：觀察和記錄動(dòng)物的全部

14、行為； 動(dòng)物的行為是姿勢(shì)和動(dòng)作的組合，具明顯的環(huán)境適應(yīng)機(jī)能。動(dòng)物行為3要素：posture（姿勢(shì)）、act（動(dòng)作）和environment（環(huán)境）。（2）行為的描述： 常用的方法： 1 以行為的結(jié)構(gòu)來(lái)描述； 2 以行為的結(jié)果來(lái)描述。 3 以動(dòng)物在環(huán)境中所處的位置或與其他個(gè)體的相對(duì)位置來(lái)描述。此方法不著重于動(dòng)物在做什么，而是描述它所處的位置和運(yùn)動(dòng)方向，常用接近或離開(kāi)等來(lái)描述個(gè)體之間的相互關(guān)系。1 行為的結(jié)構(gòu)是指行為的外形，表達(dá)的形式或時(shí)間分配的模式，一般用目標(biāo)動(dòng)物的姿勢(shì)和動(dòng)作來(lái)描述。2 行為的結(jié)果是指動(dòng)物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)，用結(jié)果描述行為不涉及行為的過(guò)程，而只涉及行為的結(jié)果。（3）分類(lèi)目錄的選擇： 行

15、為是一連串的事件和動(dòng)作所組成的，在測(cè)量之前，必須把這些時(shí)間能明確地分開(kāi)。原則是根據(jù)研究目的確定行為的分類(lèi)水平。 （4）行為的定義： 行為定義是指用簡(jiǎn)潔正確的語(yǔ)言概括每一個(gè)特定的行為，能被所有人理解。定義的標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一。（5）行為的測(cè)量： 行為的測(cè)量包括：行為的潛伏期、頻率和持續(xù)時(shí)間等。 1）潛伏期 是指從特定的刺激開(kāi)始到動(dòng)物對(duì)該刺激作出第一個(gè)反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)度。 2）頻率 單位時(shí)間內(nèi)某種行為出現(xiàn)的次數(shù)。 3）持續(xù)時(shí)間 指單一行為所持續(xù)的時(shí)間。此外，在描述行為時(shí)，必須區(qū)分事件和狀態(tài)兩個(gè)基本概念。 事件是指相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的某種行為形式；事件的主要特征是行為發(fā)生的頻次。 狀態(tài)是指相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的一種

16、行為模式，主要特征是行為的持續(xù)時(shí)間。B. 動(dòng)物行為的編碼蔣志剛（2000）針對(duì)行為的三要素，提出了行為的三位編碼系統(tǒng)，即依動(dòng)物的姿勢(shì)、動(dòng)作和環(huán)境建立P碼、A碼和E碼，對(duì)一種特定的行為依其發(fā)生的環(huán)境，涉及的姿勢(shì)和動(dòng)作建立PAE編碼。 P碼、A碼和E碼組合可以描述任一種行為，為分解、標(biāo)識(shí)動(dòng)物行為提供了手段。 （具體內(nèi)容參見(jiàn)蔣志剛2000文獻(xiàn)）如果你覺(jué)得PAE編碼過(guò)于復(fù)雜，那么你首先要做的是：建立動(dòng)物行為的基本要素（或稱(chēng)基本單元，即，將連續(xù)變化的動(dòng)物行為分解為基本單元）編寫(xiě)代碼，便于行為數(shù)據(jù)的野外記錄、或存入數(shù)據(jù)記錄器及輸入電腦，以便對(duì)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。動(dòng)物行為代碼編寫(xiě)原則： 1 對(duì)動(dòng)物行為依功

17、能上分大類(lèi)：如：生存行為、繁殖行為和社會(huì)行為； 2 對(duì)所要研究的某一大類(lèi)的動(dòng)物行為分解為基本單元； 3 正確地選擇行為的單元；以保證能回答所提出的問(wèn)題； 4 動(dòng)物行為的確定可以按照動(dòng)物行為的目的、結(jié)構(gòu)和環(huán)境來(lái)區(qū)分；并具有精確的定義； 5 所有動(dòng)物行為、環(huán)境要素及時(shí)間均用英文縮寫(xiě)作為代碼； 6 確保每一個(gè)代碼的唯一和簡(jiǎn)潔。動(dòng)物行為研究取樣和記錄方法Important Bibliography:1 Altmann, J. 1974. Observational study of behavior: Sampling methods. Behaviour 49:227-2672 Lehner, P.

18、 N. 1979. Handbook of Ethological Methods. 2nd edition. Cambridge University Press 取樣方法隨意取樣掃描取樣目標(biāo)取樣行為取樣記錄方法連續(xù)記錄時(shí)間記錄隨意取樣是指不加區(qū)別限制地記錄所有研究對(duì)象的所有行為。由于取樣的隨意性，使得取樣結(jié)果有偏移，即偏向于多發(fā)行為。因此，在取樣前要做預(yù)觀察，明確哪些行為是多發(fā)的，哪些行為是少見(jiàn)的。1掃描取樣指按相對(duì)固定的時(shí)間間隔對(duì)一組動(dòng)物的行為逐個(gè)進(jìn)行掃描觀察。該方法要求全群掃描，因此不能記錄太多的行為種類(lèi)。也存在偏移，即偏向于多發(fā)行為和明顯行為。2目標(biāo)取樣指跟蹤觀察記錄一個(gè)或一小群研究對(duì)象的所有行為或幾類(lèi)重要行為。3行為取樣指記錄整群觀察對(duì)象的特定行為及其與該行為有關(guān)的個(gè)體。具很強(qiáng)的針對(duì)性。4連續(xù)記錄法稱(chēng)為所有事件記錄法