廣州市中學觀鳥培訓講座-云南省青少年科技創(chuàng)新活

1、1,周 偉（西南林學院保護生物學學院 650224）Tel: 0871-6450086Email: weizhouyn@163.com,動物學研究方法,“百千萬”科技教師培訓,2,主要內(nèi)容,1 觀察法2 調(diào)查法3 實驗法4 標本采集與制作,3,觀察法,第一單元,1 觀察法,4,1.1 觀察與觀察法,在自然條件下客觀地觀察發(fā)生的事件,途徑： 自身感官 直接觀察法

2、 借助儀器 間接觀察法應用： 動物的習性和行為研究優(yōu)點： 觀察結果真實自然缺點： 觀察者處于被動狀態(tài) 只反映“是什么”， 不能說明“為什么”.,,,1 觀察法,5,1.2 研究對象鎖定,野外少有機會能近距離仔細觀察動物的全部外型特征，稍瞬即逝，因此必須盡快抓住其最主要的特征。,活動的生境或具體場所個體大小、一般外貌活動姿態(tài)毛被顏色、鳴叫特征其

3、他明顯特征：長尾或短尾；長嘴或短嘴,,主 要 特 征,1 觀察法,6,1.2.1 外形識別,在一棵樹上發(fā)現(xiàn)一只鼠形動物,,體型較小全身灰色停留時常翹起尾巴,,,體型較大體背和尾均為黑色 尾長超過體長,,?,?,1 觀察法,7,松鼠,巨松鼠,圖片引自百度百科相關詞條,1 觀察法,8,1.2.2 聲音定位,據(jù)動物特有鳴聲確定其大致活動區(qū)域,設立聽點,,聽到鳴叫,,鎖定大致活動區(qū)域,,搜尋目標,,1 觀察法,9,1.2.3 痕跡

4、識別,對于一些動物很難觀察到，可以根據(jù)其活動痕跡來識別，如爪痕、毛發(fā)、足跡、食物殘留等。右圖為兩種動物的足跡左為狼的足跡右為赤狐足跡,引自盛和林,徐宏發(fā). 1992. 哺乳動物野外研究方法. 中國林業(yè)出版社,1 觀察法,10,練習1-1 聽聲練習,根據(jù)聲音特征辨別動物。請說出下列4種不同的鳥叫聲各屬于哪種鳥類：,A 野鴿 B 麻雀 C 家燕 D 布谷鳥,,,,,答案：1－C ；2

5、－B；3－D; 4－A,1,2,3,4,1 觀察法,11,練習1-2 特征描述,請根據(jù)主要形態(tài)特征、生活習性和分布等，參考下圖和生活經(jīng)驗，描述麻雀的主要特征。,參考答案：麻雀主要棲息于居民點和田野附近。體型較小，羽毛為褐色，臉頰部左右各一塊黑色大斑，嘴短呈圓錐型。在地面活動時雙腳跳躍前進，不耐遠飛，鳴聲喧噪。主要以谷物為食。,圖片引自百度百科相關詞條,1 觀察法,12,練習1-3 快速捕捉動物的識別特征,活 動：看電腦或幻

6、燈里的某種動物圖像5秒鐘，關掉圖像，休息10分鐘后。根據(jù)剛才的觀察，用草圖和文字記錄所見動物的形態(tài)特征。然后再與圖片進行對比，檢查記錄正誤情況。主講人總結練習的目的和要求。目 的：訓練學員在野外眼睛觀察，快速捕捉運動動物特征的能力，培養(yǎng)敏銳的觀察能力。,1 觀察法,13,觀察動物,14,請不要討論！,你看清楚了嗎？,1 觀察法,15,1.3 動物行為觀察,1.3.1 動物行為分類,生存行為 取食、排泄、休息、奔跑等；繁殖行

7、為 求偶、交配、分娩、育幼等；社會行為 對抗、爭斗、通訊、聚群等。,1 觀察法,16,1.3 動物行為觀察,1.3.2 預觀察,行為研究之前需對研究對象的行為有一個全面了解，即預觀察，其步驟如下：觀察和記錄研究對象的全部行為類型 準確定義每一類行為 對已發(fā)生的行為作量化分析，包括行為發(fā)生的頻率、潛伏期、持續(xù)時間、強度等,1 觀察法,17,1.3 動物行為觀察,1.3.3 動物行為觀察的大致流程,1 觀察法,18,1.4

8、行為觀察方法,1.4.1 隨機取樣法,主要在預觀察中較為常用，實際上是在研究初期對動物的行為習性不太熟悉的情況下所采用的一種記錄方法。特點表現(xiàn)為：預先不確定記錄什么和什么時候開始記錄僅記下看到認為是相關的行為不受時間、地點的限制,1 觀察法,19,1.4.1隨機取樣法,隨機取樣法的特點：,偏重于突發(fā)或偶發(fā)事件的記錄無法獲取系統(tǒng)的觀察數(shù)據(jù)，缺乏可重復性和可比性無法開展深層次的數(shù)據(jù)處理和討論運用隨機取樣觀察野生動物時，仍建議設計

9、相應表格，規(guī)范記錄數(shù)據(jù)，盡可能保持每次觀察所獲數(shù)據(jù)類型保持一致。,1 觀察法,20,1.4.1 隨機取樣法,表3　獼猴行為調(diào)查隨機取樣表,1 觀察法,21,1.4.1 隨機取樣法,例：對半圈養(yǎng)條件下東北虎繁殖期的行為時間分配 研究，研究者采取隨機取樣法對東北虎的行為和活動規(guī)律進行預觀察，只要東北虎發(fā)生某種行為，就記錄下行為的類型和時間 (滕麗微，2003) 。,1 觀察法,22,1.4 行為觀察方法,1.4.2 掃描取樣法,在一定的時間

10、間隔內(nèi)，以觀察者自身為圓心，順固定的方向掃視某群動物，并記錄下全部個體的活動狀態(tài)。 應用：記錄動物某個時間段內(nèi)一個或幾個簡單的活動。,預觀察及行為編碼,,1 觀察法,23,1.4 行為觀察方法,1.4.2 掃描取樣法,對16只小狗作行為掃描取樣 (圖7)行為分別定義為1取食、2行動、3休息、4玩耍、5爭斗。調(diào)查時間為2小時，間隔時間為5分鐘。,1 觀察法,24,1.4.2 掃描取樣法,表4　野生動物行為調(diào)查掃描取樣表,1 觀察法,

11、25,1.4.2 掃描取樣法,該方法適用于集群的動物觀察數(shù)據(jù)均是研究對象發(fā)生的瞬時狀態(tài)對發(fā)生頻率極小的行為幾乎不能記錄無法記錄某一行為發(fā)生的持續(xù)時間,1 觀察法,26,1.4.3 目標取樣法,又稱焦點動物取樣法。記錄動物的某一特定活動的持續(xù)時間和更多細節(jié)。 在某一時間段內(nèi)只對一群動物中的某一 特定個體 (目標)觀察記錄依次將一群動物的各個個體觀察一遍循環(huán)往復,1 觀察法,27,1.4.3 目標取樣法,假設對一群獼猴行為作目標

12、取樣需預先觀察獼猴發(fā)生的所有行為，定義各行為對每一觀察者編號若從早晨開始觀察先選定觀察1號獼猴，觀察時間10分鐘，間隔5分鐘第二次觀察2號動物，觀察時間仍是10分鐘，間隔5分鐘……直至該群每個個體均被觀察一遍后再重復一次觀察，使所有的觀察對象在一天不同的時間內(nèi)都有行為記錄,1 觀察法,28,1.4.3 目標取樣法,例：對高黎貢山赧亢白眉長臂猿春季食物選擇 的調(diào)查研究，采用目標取樣法記錄白眉長臂猿取食的種類、取食部分、取食地

13、點，以及取食行為的持續(xù)時間等 (張興勇，2008) 。,1 觀察法,29,練習1-3 制作動物行為記錄表,假設用掃描取樣法觀察昆明動物園獼猴的行為，請設計行為記錄表。時間：9:00 - 12:00行為類型：飲食、移動、休息、鳴叫,1 觀察法,30,練習1-4 隨機取樣觀察與記錄,討論形成授課者的一般行為分類定義,請分組派代表展示“練習1-3”的結果下面的學員運用隨機取樣法記錄各位展示者的行為比較各陳述人的行為差異,31,調(diào)查

14、法,第二單元,2 調(diào)查法,32,2 調(diào)查法,動物學研究中，通常要對一個地區(qū)的生物多樣性、種群密度、種群所棲息的植被類型和密度進行調(diào)查研究,,計數(shù)法,訪問法,2 調(diào)查法,33,2.1 計數(shù)法,2.1.1 直接計數(shù)法,在一定區(qū)域內(nèi)直接點數(shù)統(tǒng)計動物的全部數(shù)量一些棲息地范圍有限的大型獸類小范圍內(nèi)的數(shù)量調(diào)查特點得到的數(shù)據(jù)比較準確；需要較大的人力、物力，耗費較長的時間。,2 調(diào)查法,34,2.1 計數(shù)法,2.1.1 直接計數(shù)法,例：對海南

15、坡鹿的數(shù)量調(diào)查先了解哪些地段生活著坡鹿抽調(diào)一定的人力逐塊計數(shù)最后得到坡鹿的總數(shù),2 調(diào)查法,35,練習2-1 校園內(nèi)麻雀數(shù)量調(diào)查方案設計,如何組織需要考慮哪些事項,識別動物培訓分組和劃分地域同一時間展開調(diào)查,2 調(diào)查法,36,2.1.2 樣線 (帶) 法,樣線法 (帶) 指在一定區(qū)域內(nèi)取直線 (帶) (用測繩、卷尺等)，沿線記錄此線 (帶) 所遇到的動物的方法。,例：對廣西黑頸長尾雉種群數(shù)量的調(diào)查研究，調(diào)查者在一定區(qū)域

16、內(nèi)設置88條長 7km，單側寬為 80m 的樣帶，用一定的速度沿樣帶行走，一路記錄在樣帶中出現(xiàn)的黑頸長尾雉的數(shù)量 (周天福，2005) 。,2 調(diào)查法,37,2.1.3 樣方法,樣方法是指在若干樣方中計數(shù)全部個體，然后將其平均數(shù)推廣，來估計種群整體。該方法主要用于種群分布較均勻的地塊。,確定調(diào)查對象和區(qū)域,,選取樣方,,計數(shù)樣方內(nèi)個體數(shù)量并計算平均數(shù),,總數(shù)計算：平均數(shù)×樣方數(shù),2 調(diào)查法,38,樣方設計,樣方的主要兩種類型,

17、,,五點取樣法,等距取樣法,,樣地為近方形。在樣地中按梅花形在其中選取5個樣方，每個樣方的長和寬要求一致。,樣地為長條形。將樣地分成若干等份，由抽樣比率決定距離或間隔，然后按這一相等的距離或間隔抽取樣方。,,2 調(diào)查法,39,2.1.3 樣方法,抽樣方式,五點式 (正方五點式，線形五點式)棋盤式單對角線式直行式 (完整平行線式，間隔平行線式)雙對角線式“Z”形式,2 調(diào)查法,40,2.1.3 樣方法,例：長條形的總體為100

18、m長，如果要采用等距法抽取10樣方，那么抽樣的比率為1/10，抽樣距離為10 m，然后可再按需要在每10 m的前1 m內(nèi)進行取樣，樣方大小要求一致。,2 調(diào)查法,41,2.1.3 樣方法,例：對白眉長臂猿春季棲息地的植被調(diào)查，采用5點取樣法搜集白眉長臂猿生境的植被數(shù)據(jù)（白冰，2008） 。樣地中心：白眉長臂猿靜止狀態(tài)下的喬木樣地大?。?0 m × 20 m樣方大小：5 m ×5 m收集信息：樣地內(nèi)收集喬木和藤

19、本的數(shù)據(jù)樣方內(nèi)收集灌木和竹林的數(shù)據(jù),2 調(diào)查法,42,練習2-2 樣方調(diào)查練習,運用樣方法，擬定一方案調(diào)查自己課桌及周邊 (近方形) 的紙屑數(shù)量取樣的方法和依據(jù)樣方大小計算公式派代表陳述所采取的方法,2 調(diào)查法,43,練習2-3 樣方調(diào)查練習(1),參考答案由于課桌及周邊的區(qū)域屬非長條形，故采用五點取樣法假設課桌及周邊的區(qū)域面積為 N，樣點面積為 M。5個取樣點的平均紙屑數(shù)為 S，那么課桌及周邊的紙屑數(shù)量為 N/M

20、× S 個。,2 調(diào)查法,44,練習2-4 樣方調(diào)查練習(2),運用樣方法調(diào)查一塊草地昆蟲的數(shù)量 (不計地下昆蟲和樹上昆蟲)。,2 調(diào)查法,45,2.1.3 樣方法,對照樣方設置,隨機設置隨機數(shù)字表拋繡球式隨意設置,2 調(diào)查法,46,練習2-5 動物種類調(diào)查方案設計,活 動：分小組設計對某一地區(qū)動物或昆蟲種類調(diào)查的方案，包括調(diào)查目的、內(nèi)容、時間、調(diào)查點布局、標本采集方法、記錄內(nèi)容等。每組將討論結果要點歸納寫成大

21、字報，選代表簡要陳述。主講人對學員的知識進行總結歸納。目 的：培養(yǎng)學員設計實驗方案的能力，為具體開展小科學研究奠定基礎。,2 調(diào)查法,47,2.1.4 標志重捕法,定義：在一定區(qū)域內(nèi)捕獲一部分個體進行標記，然后放回，經(jīng)一定時間后進行重捕，根據(jù)重捕獲中的標志數(shù)的比例，估計該區(qū)域內(nèi)的個體數(shù)。適用于難以觀察到的種類,2 調(diào)查法,48,2.1.4 標志重捕法,例：對湖北大冶保安湖一湖叉內(nèi)的二齡河蟹種群數(shù)量調(diào)查 ，研究者與5月4日－6日

22、，在一圍攔小湖叉中捕獲的256只河蟹中選取199只作為標志樣本放入湖叉。5月7日－28日，每天于8：00－ 9：00 進行回捕，記數(shù)后將河蟹放回。運用相應公式計算出湖漢內(nèi)河蟹的總數(shù)為7 013只 (金剛，1999) 。,2 調(diào)查法,49,2.2 訪問法,訪問法是指調(diào)查者通過訪談、開座談會、問卷等手段，有計劃的廣泛了解掌握有關信息。某種動物的有無種群數(shù)量和分布種群生境環(huán)境,2 調(diào)查法,50,2.2 訪問法,例：對高黎貢山白眉長臂猿種

23、群及數(shù)量現(xiàn)狀初報的調(diào)查，通過與當?shù)亓謽I(yè)局或保護站工作人員、社區(qū)居民座談交流中，了解當?shù)匕酌奸L臂猿歷史分布狀況、現(xiàn)活動的大致區(qū)域和群數(shù)（張興勇，2007）。,2 調(diào)查法,51,練習2-6 模擬訪問調(diào)查,活 動：分小組討論對以下珍稀動物進行社區(qū)調(diào)查，該如何向群眾提問和了解情況。每組將討論結果形成的提問要點歸納寫成卡片，請兩個組各派2人作為代表，分別扮演調(diào)查者和被調(diào)查者。主講人根據(jù)學員的模擬進行總結歸納，陳述調(diào)查應注意的事項。目

24、 的：培養(yǎng)學員設計實驗方案的能力，為具體開展小科學研究奠定基礎。,2 調(diào)查法,52,模擬訪問調(diào)查,請考慮調(diào)查以下動物應該如何向群眾提問？,,2 調(diào)查法,53,2.2 訪問法,2.2.1訪問調(diào)查的準備工作調(diào)查提綱表格設計調(diào)查問卷記錄本,,2 調(diào)查法,54,,2.2 訪問法,2.2.2訪問調(diào)查的注意事項面對面交談 與問卷調(diào)查法相比，通過交談和詢問有如下好處：1). 減少對方無回答和“不知道”的調(diào)查欄目數(shù)量；2). 訪查者可

25、以深究；3). 可當面澄清問題；4). 訪查者可觀察被訪者本人的行為，判斷答案的質(zhì)量。,2 調(diào)查法,55,,2.2 訪問法,2.2.2訪問調(diào)查的注意事項保持中性角色和中性提問 不要讓對象知道你希望得到什么答案形象和舉止 從拉家常中逐漸過渡到要了解的具體問題熟悉提問并保持問題措辭一致準確記錄反應 當場記錄或下來補錄，但區(qū)分回答和評論對回答的深究 但要避免誘導式提問利用圖畫或照片,2 調(diào)查法,56,2.2 訪問法,2

26、.2.3 樣本量,式中：n為樣本量，t為標準正態(tài)分布的雙側分位數(shù)，d為絕對誤差限，p為總體中具有某個特征的單元占總體的比例，一般?。?%，對應的t＝1.96,,2 調(diào)查法,57,2.2 訪問法,2.2.4 代表性,年齡性別受教育程度職業(yè),,58,實驗法,第三單元,3 實驗法,59,練習3-1 孵化率觀察方案設計,活 動：分小組設計蛙卵孵化率觀察實驗的具體方案，包括實驗目的、內(nèi)容、步驟、分組、條件控制、記錄內(nèi)容及表格等。每組

27、將討論結果要點歸納寫成大字報，選代表簡要陳述。主講人對學員的知識進行總結歸納。目 的：培養(yǎng)學員設計實驗方案的能力，為具體開展小科學研究奠定基礎。,3 實驗法,60,,3.1研究方法、技術路線與實驗設計,3.1.1實驗對象分類地位的確定,為什么要確定實驗對象的分類地位？,3 實驗法,61,3.1研究方法、技術路線與實驗設計,3.1.2實驗種類的單一性3.1.3觀察數(shù)量及穩(wěn)定性數(shù)量與代表性數(shù)量與穩(wěn)定性3.1.4觀察周期與重復

28、、對比,3 實驗法,62,3.1研究方法、技術路線與實驗設計,3.1.5數(shù)據(jù)處理的方法根據(jù)不同的對象和實驗，對數(shù)據(jù)的處理各不相同；可參考生物統(tǒng)計方法和借鑒相近研究的數(shù)據(jù)處理方法。3.1.6實驗設計的全面性寧可多設計一些記錄項目，那怕最后用不上，也比最后總結時發(fā)現(xiàn)遺漏數(shù)據(jù)強；彌補一些數(shù)據(jù)是十分困難的，因有的實驗具周期性；重復一次必然造成經(jīng)濟和時間的浪費。,3 實驗法,63,練習3.3 蛙類繁殖生態(tài)學研究,活 動：分小組

29、設計觀察某種蛙的繁殖生態(tài)學研究方案，可以系統(tǒng)設計繁殖全程的研究，也可以僅針對某一環(huán)節(jié)深入研究，關鍵要與你的研究目的和關注的重點相聯(lián)系。每組將討論結果要點歸納寫成大字報，選代表簡要陳述。主講人對學員的知識進行總結歸納。目 的：培養(yǎng)學員設計實驗方案的能力，為具體開展小科學研究奠定基礎。,3 實驗法,64,3.2 實驗記錄與素材整理,3.2.1實驗記錄的基本形式表格 事先就設計好固定的表格，將觀察數(shù)據(jù)、結果逐一填入。文字描述

30、或繪圖 也有一些實驗、觀察需要文字描述才能將結果表達清楚。如果輔以繪圖，則效果更隹。拍照或錄相 類似上述的觀察若能以拍照或錄相的方式同時加以記錄那就最好。,3 實驗法,65,3.2 實驗記錄與素材整理,3.2.2實驗記錄注意事項(1) 嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的科學態(tài)度正確性－實驗數(shù)據(jù)精確可靠客觀性－實事求是，不是主觀臆斷，不是想當然公正性－對待實驗數(shù)據(jù)不偏倚，不依自己的意向任意取舍確切性－實驗結果要可以重復，任何

31、人以相同實驗條件可以得出相同的結果,3 實驗法,66,3.2 實驗記錄與素材整理,3.2.2實驗記錄注意事項(2) 發(fā)揚吃苦精神和培養(yǎng)敏銳的觀察力搞科研不是逛商場、壓馬路，需要有吃苦精神。在實驗、觀察中要注意出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，追究它出現(xiàn)的原因，有時異常現(xiàn)象也可能是新發(fā)現(xiàn)的開端。,3 實驗法,67,3.2 實驗記錄與素材整理,3.2.2實驗記錄注意事項(3)發(fā)現(xiàn)問題及時修改技術路線和補充實驗方案因為項目設計時難免考慮不周，在實施過

32、程中要及時修改、補充和完善技術路線。(4)詳細記錄和保留原始記錄著名的生物學家巴斯德就非常重視實驗記錄，而且記錄非常詳細。某地區(qū)中學生作的一項衛(wèi)生疾病調(diào)查，工作做得非常漂亮和圓滿，但沒保留原始調(diào)查數(shù)據(jù)，結果功虧一簣。,3 實驗法,68,3.2 實驗記錄與素材整理,3.2.3素材整理從實驗記錄整理中不僅可以發(fā)現(xiàn)實驗方案中存在的問題，及時修改；而且也可啟發(fā)我們發(fā)現(xiàn)問題，找到新的研究生長點，這也是科研項目的來源之一。歸類整理描述和

33、解釋,69,標本采集與制作,第四單元,4 標本采集與制作,70,4 標本采集與制作,4.1 采集記錄,采集點 記錄縣、鄉(xiāng)、采集點小地名（河流名）采集時間采集人采集工具小生境色澤其他 地方名、生活環(huán)境、捕撈方法、觀察和訪問到的一些其他情況（食性、產(chǎn)卵等）。,4 標本采集與制作,71,4 標本采集與制作,4.2 浸制標本制作--以魚類為例,清洗 首先將魚體洗凈，并將彎曲的標本體形矯正；注意動作要輕，避免損壞鰭條。

34、注射 標本如系大的個體，則要用注射器從標本的腹鰭基部往腹腔中注射95％酒精，注射量要適當，腹部稍硬即可，不要過分膨脹。,4 標本采集與制作,72,4 標本采集與制作,4.2 浸制標本制作--以魚類為例,浸泡 整形與初步固定 最好用飯盒浸泡，將標本整姿，平放在飯盒中，然后倒入酒精溶液，以淹沒標本為宜，蓋上蓋子防止酒精揮發(fā)。適量 用廣口瓶固定，標本的個體數(shù)量以充滿瓶子的一半左右即可，過多標本不易泡透，易變腐。防止變

35、形 將瓶子平放，適當晃動調(diào)整標本姿態(tài)，避免標本彎曲。,4 標本采集與制作,73,4 標本采集與制作,4.2 浸制標本制作--以魚類為例,換固定液 浸泡一天后，標本基本變硬，這時將浸泡標本的酒精溶液更換一次。如果標本是用飯盒浸泡的，則將標本裝入大小合適的瓶中。,4 標本采集與制作,74,4 標本采集與制作,4.2 浸制標本制作--以魚類為例,整體采集標簽在標本瓶上貼采集標簽，應包括采集時間、地點、采集人等。,4 標本采集與制

36、作,75,4 標本采集與制作,4.2 浸制標本制作--以魚類為例,個體標簽 每一標本掛一標簽材料及大小 以白棉布為佳，長×寬=5×1cm。書寫處理 以碳素墨水書寫，完全干燥后才拴掛。書寫方式 0307001瀘水秤桿。其含意如下：03代表年代，07代表月份，001代表標本流水號。拴掛部位 本口部不復雜的，一般掛在口部，如口部復雜拴掛在胸鰭基或背鰭基，也可捆在背鰭之前。,76,200