1、1,周 伟 （西南林学院保护生物学学院 650224）Tel: 0871-6450086 Email: ,动物学研究方法,“百千万”科技教师培训,2,主要内容,1 观察法 2 调查法 3 实验法 4 标本采集与制作,3,观察法,第一单元,1 观察法,4,1.1 观察与观察法,在自然条件下客观地观察发生的事件,途径： 自身感官 直接观察法借助仪器 间接观察法 应用： 动物的习性和行为研究 优点： 观察结果真实自然 缺点： 观察者处于被动状态只反映“是什么”， 不能说明“为什么”.,1 观察法,5,1.2 研究对象锁定,野外少有机会能近距离仔细观察动物的全部外型特征，稍瞬即逝，因此必须尽快抓住其最
2、主要的特征。,活动的生境或具体场所 个体大小、一般外貌 活动姿态 毛被颜色、鸣叫特征 其他明显特征：长尾或短尾；长嘴或短嘴,主 要 特 征,1 观察法,6,1.2.1 外形识别,在一棵树上发现一只鼠形动物,体型较小 全身灰色 停留时常翘起尾巴,体型较大 体背和尾均为黑色尾长超过体长,?,?,1 观察法,7,松鼠,巨松鼠,图片引自百度百科相关词条,1 观察法,8,1.2.2 声音定位,据动物特有鸣声确定其大致活动区域,设立听点,听到鸣叫,锁定大致活动区域,搜寻目标,1 观察法,9,1.2.3 痕迹识别,对于一些动物很难观察到，可以根据其活动痕迹来识别，如爪痕、毛发、足迹、食物残留等。右图为两种动
3、物的足迹 左为狼的足迹 右为赤狐足迹,引自盛和林,徐宏发. 1992. 哺乳动物野外研究方法. 中国林业出版社,1 观察法,10,练习1-1 听声练习,根据声音特征辨别动物。请说出下列4种不同的鸟叫声各属于哪种鸟类：,A 野鸽 B 麻雀 C 家燕 D 布谷鸟,答案：1C ；2B；3D; 4A,1,2,3,4,1 观察法,11,练习1-2 特征描述,请根据主要形态特征、生活习性和分布等，参考下图和生活经验，描述麻雀的主要特征。,参考答案：麻雀主要栖息于居民点和田野附近。体型较小，羽毛为褐色，脸颊部左右各一块黑色大斑，嘴短呈圆锥型。在地面活动时双脚跳跃前进，不耐远飞，鸣声喧噪。主要以谷物为食。,图
4、片引自百度百科相关词条,1 观察法,12,练习1-3 快速捕捉动物的识别特征,活 动：看电脑或幻灯里的某种动物图像5秒钟，关掉图像，休息10分钟后。根据刚才的观察，用草图和文字记录所见动物的形态特征。然后再与图片进行对比，检查记录正误情况。主讲人总结练习的目的和要求。 目 的：训练学员在野外眼睛观察，快速捕捉运动动物特征的能力，培养敏锐的观察能力。,1 观察法,13,观察动物,14,请不要讨论！,你看清楚了吗？,1 观察法,15,1.3 动物行为观察,1.3.1 动物行为分类,生存行为 取食、排泄、休息、奔跑等； 繁殖行为 求偶、交配、分娩、育幼等； 社会行为 对抗、争斗、通讯、聚群等。,1
5、观察法,16,1.3 动物行为观察,1.3.2 预观察,行为研究之前需对研究对象的行为有一个全面了解，即预观察，其步骤如下： 观察和记录研究对象的全部行为类型 准确定义每一类行为 对已发生的行为作量化分析，包括行为发生的频率、潜伏期、持续时间、强度等,1 观察法,17,1.3 动物行为观察,1.3.3 动物行为观察的大致流程,1 观察法,18,1.4 行为观察方法,1.4.1 随机取样法,主要在预观察中较为常用，实际上是在研究初期对动物的行为习性不太熟悉的情况下所采用的一种记录方法。特点表现为： 预先不确定记录什么和什么时候开始记录 仅记下看到认为是相关的行为 不受时间、地点的限制,1 观察法
6、,19,1.4.1随机取样法,随机取样法的特点：,偏重于突发或偶发事件的记录 无法获取系统的观察数据，缺乏可重复性和可比性 无法开展深层次的数据处理和讨论 运用随机取样观察野生动物时，仍建议设计相应表格，规范记录数据，尽可能保持每次观察所获数据类型保持一致。,1 观察法,20,1.4.1 随机取样法,表3 猕猴行为调查随机取样表,1 观察法,21,1.4.1 随机取样法,例：对半圈养条件下东北虎繁殖期的行为时间分配 研究，研究者采取随机取样法对东北虎的行为和活动规律进行预观察，只要东北虎发生某种行为，就记录下行为的类型和时间 (滕丽微，2003) 。,1 观察法,22,1.4 行为观察方法,1
7、.4.2 扫描取样法,在一定的时间间隔内，以观察者自身为圆心，顺固定的方向扫视某群动物，并记录下全部个体的活动状态。 应用：记录动物某个时间段内一个或几个简单的活动。,预观察及行为编码,1 观察法,23,1.4 行为观察方法,1.4.2 扫描取样法,对16只小狗作行为扫描取样 (图7) 行为分别定义为1取食、2行动、3休息、4玩耍、5争斗。 调查时间为2小时，间隔时间为5分钟。,1 观察法,24,1.4.2 扫描取样法,表4 野生动物行为调查扫描取样表,1 观察法,25,1.4.2 扫描取样法,该方法适用于集群的动物 观察数据均是研究对象发生的瞬时状态 对发生频率极小的行为几乎不能记录 无法记
8、录某一行为发生的持续时间,1 观察法,26,1.4.3 目标取样法,又称焦点动物取样法。记录动物的某一特定活动的持续时间和更多细节。 在某一时间段内只对一群动物中的某一 特定个体 (目标)观察记录 依次将一群动物的各个个体观察一遍 循环往复,1 观察法,27,1.4.3 目标取样法,假设对一群猕猴行为作目标取样 需预先观察猕猴发生的所有行为，定义各行为 对每一观察者编号 若从早晨开始观察 先选定观察1号猕猴，观察时间10分钟，间隔5分钟 第二次观察2号动物，观察时间仍是10分钟，间隔5分钟 直至该群每个个体均被观察一遍后再重复一次观察，使所有的观察对象在一天不同的时间内都有行为记录,1 观察法
9、,28,1.4.3 目标取样法,例：对高黎贡山赧亢白眉长臂猿春季食物选择 的调查研究，采用目标取样法记录白眉长臂猿取食的种类、取食部分、取食地点，以及取食行为的持续时间等 (张兴勇，2008) 。,1 观察法,29,练习1-3 制作动物行为记录表,假设用扫描取样法观察昆明动物园猕猴的行为，请设计行为记录表。 时间：9:00 - 12:00 行为类型：饮食、移动、休息、鸣叫,1 观察法,30,练习1-4 随机取样观察与记录,讨论形成授课者的一般行为分类定义,请分组派代表展示“练习1-3”的结果 下面的学员运用随机取样法记录各位展示者的行为 比较各陈述人的行为差异,31,调查法,第二单元,2 调查
10、法,32,2 调查法,动物学研究中，通常要对一个地区的生物多样性、种群密度、种群所栖息的植被类型和密度进行调查研究,计数法,访问法,2 调查法,33,2.1 计数法,2.1.1 直接计数法,在一定区域内直接点数统计动物的全部数量 一些栖息地范围有限的大型兽类 小范围内的数量调查 特点 得到的数据比较准确； 需要较大的人力、物力，耗费较长的时间。,2 调查法,34,2.1 计数法,2.1.1 直接计数法,例：对海南坡鹿的数量调查 先了解哪些地段生活着坡鹿 抽调一定的人力逐块计数 最后得到坡鹿的总数,2 调查法,35,练习2-1 校园内麻雀数量调查方案设计,如何组织 需要考虑哪些事项,识别动物培训
11、 分组和划分地域 同一时间展开调查,2 调查法,36,2.1.2 样线 (带) 法,样线法 (带) 指在一定区域内取直线 (带) (用测绳、卷尺等)，沿线记录此线 (带) 所遇到的动物的方法。,例：对广西黑颈长尾雉种群数量的调查研究，调查者在一定区域内设置88条长 7km，单侧宽为 80m 的样带，用一定的速度沿样带行走，一路记录在样带中出现的黑颈长尾雉的数量 (周天福，2005) 。,2 调查法,37,2.1.3 样方法,样方法是指在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群整体。该方法主要用于种群分布较均匀的地块。,确定调查对象和区域,选取样方,计数样方内个体数量并计算平均数,
12、总数计算：平均数样方数,2 调查法,38,样方设计,样方的主要两种类型,五点取样法,等距取样法,样地为近方形。在样地中按梅花形在其中选取5个样方，每个样方的长和宽要求一致。,样地为长条形。将样地分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方。,2 调查法,39,2.1.3 样方法,抽样方式,五点式 (正方五点式，线形五点式) 棋盘式 单对角线式 直行式 (完整平行线式，间隔平行线式) 双对角线式 “Z”形式,2 调查法,40,2.1.3 样方法,例：长条形的总体为100 m长，如果要采用等距法抽取10样方，那么抽样的比率为1/10，抽样距离为10 m，然后可再按需要
13、在每10 m的前1 m内进行取样，样方大小要求一致。,2 调查法,41,2.1.3 样方法,例：对白眉长臂猿春季栖息地的植被调查，采用5点取样法搜集白眉长臂猿生境的植被数据（白冰，2008） 。 样地中心：白眉长臂猿静止状态下的乔木 样地大小：20 m 20 m 样方大小：5 m 5 m 收集信息：样地内收集乔木和藤本的数据 样方内收集灌木和竹林的数据,2 调查法,42,练习2-2 样方调查练习,运用样方法，拟定一方案调查自己课桌及周边 (近方形) 的纸屑数量 取样的方法和依据 样方大小 计算公式 派代表陈述所采取的方法,2 调查法,43,练习2-3 样方调查练习(1),参考答案 由于课桌及周
14、边的区域属非长条形，故采用五点取样法 假设课桌及周边的区域面积为 N，样点面积为 M。 5个取样点的平均纸屑数为 S，那么课桌及周边的纸屑数量为 N/M S 个。,2 调查法,44,练习2-4 样方调查练习(2),运用样方法调查一块草地昆虫的数量 (不计地下昆虫和树上昆虫)。,2 调查法,45,2.1.3 样方法,对照样方设置,随机设置 随机数字表 抛绣球式 随意设置,2 调查法,46,练习2-5 动物种类调查方案设计,活 动：分小组设计对某一地区动物或昆虫种类调查的方案，包括调查目的、内容、时间、调查点布局、标本采集方法、记录内容等。每组将讨论结果要点归纳写成大字报，选代表简要陈述。主讲人对
15、学员的知识进行总结归纳。 目 的：培养学员设计实验方案的能力，为具体开展小科学研究奠定基础。,2 调查法,47,2.1.4 标志重捕法,定义：在一定区域内捕获一部分个体进行标记，然后放回，经一定时间后进行重捕，根据重捕获中的标志数的比例，估计该区域内的个体数。 适用于难以观察到的种类,2 调查法,48,2.1.4 标志重捕法,例：对湖北大冶保安湖一湖叉内的二龄河蟹种群数量调查 ，研究者与5月4日6日，在一围拦小湖叉中捕获的256只河蟹中选取199只作为标志样本放入湖叉。5月7日28日，每天于8：00 9：00 进行回捕，记数后将河蟹放回。运用相应公式计算出湖汉内河蟹的总数为7 013只 (金刚
16、，1999) 。,2 调查法,49,2.2 访问法,访问法是指调查者通过访谈、开座谈会、问卷等手段，有计划的广泛了解掌握有关信息。 某种动物的有无 种群数量和分布 种群生境环境,2 调查法,50,2.2 访问法,例：对高黎贡山白眉长臂猿种群及数量现状初报的调查，通过与当地林业局或保护站工作人员、社区居民座谈交流中，了解当地白眉长臂猿历史分布状况、现活动的大致区域和群数（张兴勇，2007）。,2 调查法,51,练习2-6 模拟访问调查,活 动：分小组讨论对以下珍稀动物进行社区调查，该如何向群众提问和了解情况。每组将讨论结果形成的提问要点归纳写成卡片，请两个组各派2人作为代表，分别扮演调查者和被调
17、查者。主讲人根据学员的模拟进行总结归纳，陈述调查应注意的事项。 目 的：培养学员设计实验方案的能力，为具体开展小科学研究奠定基础。,2 调查法,52,模拟访问调查,请考虑调查以下动物应该如何向群众提问？,2 调查法,53,2.2 访问法,2.2.1访问调查的准备工作 调查提纲 表格设计 调查问卷 记录本,2 调查法,54,2.2 访问法,2.2.2访问调查的注意事项 面对面交谈 与问卷调查法相比，通过交谈和询问有如下好处： 1). 减少对方无回答和“不知道”的调查栏目数量； 2). 访查者可以深究； 3). 可当面澄清问题； 4). 访查者可观察被访者本人的行为，判断答案的质量。,2 调查法,
18、55,2.2 访问法,2.2.2访问调查的注意事项 保持中性角色和中性提问 不要让对象知道你希望得到什么答案 形象和举止 从拉家常中逐渐过渡到要了解的具体问题 熟悉提问并保持问题措辞一致 准确记录反应 当场记录或下来补录，但区分回答和评论 对回答的深究 但要避免诱导式提问 利用图画或照片,2 调查法,56,2.2 访问法,2.2.3 样本量,式中：n为样本量，t为标准正态分布的双侧分位数，d为绝对误差限，p为总体中具有某个特征的单元占总体的比例，一般取5%，对应的t1.96,2 调查法,57,2.2 访问法,2.2.4 代表性,年龄 性别 受教育程度 职业,58,实验法,第三单元,3 实验法,
19、59,练习3-1 孵化率观察方案设计,活 动：分小组设计蛙卵孵化率观察实验的具体方案，包括实验目的、内容、步骤、分组、条件控制、记录内容及表格等。每组将讨论结果要点归纳写成大字报，选代表简要陈述。主讲人对学员的知识进行总结归纳。 目 的：培养学员设计实验方案的能力，为具体开展小科学研究奠定基础。,3 实验法,60,3.1研究方法、技术路线与实验设计,3.1.1实验对象分类地位的确定,为什么要确定实验对象的分类地位？,3 实验法,61,3.1研究方法、技术路线与实验设计,3.1.2实验种类的单一性 3.1.3观察数量及稳定性 数量与代表性 数量与稳定性 3.1.4观察周期与重复、对比,3 实验法
20、,62,3.1研究方法、技术路线与实验设计,3.1.5数据处理的方法 根据不同的对象和实验，对数据的处理各不相同； 可参考生物统计方法和借鉴相近研究的数据处理方法。 3.1.6实验设计的全面性 宁可多设计一些记录项目，那怕最后用不上，也比最后总结时发现遗漏数据强； 弥补一些数据是十分困难的，因有的实验具周期性； 重复一次必然造成经济和时间的浪费。,3 实验法,63,练习3.3 蛙类繁殖生态学研究,活 动：分小组设计观察某种蛙的繁殖生态学研究方案，可以系统设计繁殖全程的研究，也可以仅针对某一环节深入研究，关键要与你的研究目的和关注的重点相联系。每组将讨论结果要点归纳写成大字报，选代表简要陈述。主
21、讲人对学员的知识进行总结归纳。 目 的：培养学员设计实验方案的能力，为具体开展小科学研究奠定基础。,3 实验法,64,3.2 实验记录与素材整理,3.2.1实验记录的基本形式 表格 事先就设计好固定的表格，将观察数据、结果逐一填入。 文字描述或绘图 也有一些实验、观察需要文字描述才能将结果表达清楚。如果辅以绘图，则效果更隹。 拍照或录相 类似上述的观察若能以拍照或录相的方式同时加以记录那就最好。,3 实验法,65,3.2 实验记录与素材整理,3.2.2实验记录注意事项 (1) 严谨的工作作风和实事求是的科学态度 正确性实验数据精确可靠 客观性实事求是，不是主观臆断，不是想当然 公正性对待实验数
22、据不偏倚，不依自己的意向任意取舍 确切性实验结果要可以重复，任何人以相同实验条件可以得出相同的结果,3 实验法,66,3.2 实验记录与素材整理,3.2.2实验记录注意事项 (2) 发扬吃苦精神和培养敏锐的观察力 搞科研不是逛商场、压马路，需要有吃苦精神。 在实验、观察中要注意出现的异常现象，追究它出现的原因，有时异常现象也可能是新发现的开端。,3 实验法,67,3.2 实验记录与素材整理,3.2.2实验记录注意事项 (3)发现问题及时修改技术路线和补充实验方案 因为项目设计时难免考虑不周，在实施过程中要及时修改、补充和完善技术路线。 (4)详细记录和保留原始记录 著名的生物学家巴斯德就非常重
23、视实验记录，而且记录非常详细。某地区中学生作的一项卫生疾病调查，工作做得非常漂亮和圆满，但没保留原始调查数据，结果功亏一篑。,3 实验法,68,3.2 实验记录与素材整理,3.2.3素材整理 从实验记录整理中不仅可以发现实验方案中存在的问题，及时修改； 而且也可启发我们发现问题，找到新的研究生长点，这也是科研项目的来源之一。 归类整理 描述和解释,69,标本采集与制作,第四单元,4 标本采集与制作,70,4 标本采集与制作,4.1 采集记录,采集点 记录县、乡、采集点小地名（河流名） 采集时间 采集人 采集工具 小生境 色泽 其他 地方名、生活环境、捕捞方法、观察和访问到的一些其他情况（食性、
24、产卵等）。,4 标本采集与制作,71,4 标本采集与制作,4.2 浸制标本制作-以鱼类为例,清洗 首先将鱼体洗净，并将弯曲的标本体形矫正；注意动作要轻，避免损坏鳍条。 注射 标本如系大的个体，则要用注射器从标本的腹鳍基部往腹腔中注射95酒精，注射量要适当，腹部稍硬即可，不要过分膨胀。,4 标本采集与制作,72,4 标本采集与制作,4.2 浸制标本制作-以鱼类为例,浸泡 整形与初步固定 最好用饭盒浸泡，将标本整姿，平放在饭盒中，然后倒入酒精溶液，以淹没标本为宜，盖上盖子防止酒精挥发。 适量 用广口瓶固定，标本的个体数量以充满瓶子的一半左右即可，过多标本不易泡透，易变腐。 防止变形 将瓶子平放，适
25、当晃动调整标本姿态，避免标本弯曲。,4 标本采集与制作,73,4 标本采集与制作,4.2 浸制标本制作-以鱼类为例,换固定液 浸泡一天后，标本基本变硬，这时将浸泡标本的酒精溶液更换一次。如果标本是用饭盒浸泡的，则将标本装入大小合适的瓶中。,4 标本采集与制作,74,4 标本采集与制作,4.2 浸制标本制作-以鱼类为例,整体采集标签 在标本瓶上贴采集标签，应包括采集时间、地点、采集人等。,4 标本采集与制作,75,4 标本采集与制作,4.2 浸制标本制作-以鱼类为例,个体标签 每一标本挂一标签 材料及大小 以白棉布为佳，长宽=51cm。 书写处理 以碳素墨水书写，完全干燥后才拴挂。 书写方式 0307001泸水秤杆。其含意如下：03代表年代，07代表月份，001代表标本流水号。 拴挂部位 本口部不复杂的，一般挂在口部，如口部复杂拴挂在胸鳍基或背鳍基，也可捆在背鳍之前。,76,2009.7.昆明,谢谢大家！,
