南京野生长江江豚行为谱及PAE编码系统

行为谱是依据对动物行为的辨识、分类等编制而成的行为目录,是深入开展动物行为生态学研究的重要基础和科学依据.2019—2023年,在南京长江江豚自然保护区内开展了112 d船只调查和10 d无人机定点监测,记录江豚出水4258次.本文构建了长江江豚的行为谱和PAE(姿势-动作-环境)编码系统,共定义P码13种,A码26种,E码10种,总计61种行为,归为10类:游动方式、生理功能行为、鳍肢行为、躯体行为、跳跃行为、社会行为、母子豚行为、捕食行为、交配行为和吐水行为.与铜陵半自然水域长江江豚相比较,有47种相同的行为,多数是江豚的基本生命活动所需,14种仅在南京江豚发生的行为可能是长江江豚对繁忙的航运产生的适应性对策,41种仅在铜陵半自然水域中发现的行为如冲突、滑行、悬挂等,可能与人工喂食等相关.部分行为在枯水期和丰水期、不同风力条件下出现的频率有显著差异,可能与育幼和环境适应性相关.本研究构建了野生江豚的行为谱和第一个PAE编码系统,对物种的保护与管理提供了重要参考.

基于监控视频数据的城市轨道交通车站闸机设施处行人停滞行为谱特征研究

[目的]为科学设置闸机,改善其实际通行能力,以及减少行人异常停滞行为带来的拥挤风险,需对城市轨道交通车站闸机设施处行人停滞行为谱特征进行研究。[方法]利用视频轨迹追踪技术,采集城市轨道交通车站闸机设施处监控视频中的行人运动参数;确定行人停滞行为表征指标,从闸机类型、行人流及个体停滞行为三类要素构建了城市轨道交通车站闸机设施处行人停滞行为谱,并采用四分位差法确定行人停滞行为谱表征指标上下限阈值;对行人停滞行为起点至闸翼/闸杆中心的纵向距离和横向距离,以及行人停滞范围和停滞时间等4个表征指标的差异性进行了分析,并全面解析了不同闸机类型和不同行人流率下的行人停滞行为谱特征。[结果及结论]行人易在闸机设施正前方停滞,行人停滞行为起点至闸翼/闸杆中心的纵向距离远大于其横向距离;当行人流率为>5~10人次/min时,行人停滞范围波动性最大;随着行人流量的增加,行人可用空间、停滞范围及停滞时间均减小。

野生中华穿山甲行为谱及PAE编码系统的构建

中华穿山甲(Manis pentadactyla)是国家一级重点保护野生动物,由于其穴居性且习性隐蔽,难以在野外被直接观测,有关行为学研究大多基于圈养个体的观察记录。为探究野生中华穿山甲的行为学特征,2020年10月—2022年10月,于广东省河源市和平县林区前期调查发现的中华穿山甲洞穴附近布设269台红外相机,共记录并识别1806段野生中华穿山甲活动影像,基于“姿势(posture)-动作(act)-环境(en‐vironment)”(PAE)三要素并结合其行为功能,构建野生中华穿山甲的行为谱和PAE编码系统。结果显示:共记录到5种姿势、33种动作和9种环境类型,并将行为划分为警戒、觅食、运动、挖掘、筑巢、家庭和标记七大类,共计22种行为。通过建立中华穿山甲的PAE行为谱,有效补充了该物种在野外行为研究上的空缺,同时为中华穿山甲行为学的深入研究提供了基础数据。

基于冰雪路面危险驾驶行为谱的行车风险识别方法

为描述驾驶人在冰雪路面行车时危险驾驶行为的具体表现形式,并量化其整体行车风险,通过模拟驾驶试验获取驾驶人操作类数据和车辆运动类数据,构建包含猛打方向、急变速、超速行驶、横向摇摆和跨道行驶这5种行为的危险驾驶行为谱。根据具体试验条件和四分位差法,分别确定不同路面附着系数下危险驾驶行为的阈值,并通过加权平均的方式计算危险驾驶行为谱特征值。以特征值作为行车风险评价指标,利用K-means聚类算法,将行车风险状态划分为4类,将随机森林模型、元启发式优化算法与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)结合,建立冰雪路面行车风险识别模型。结果表明:超速行驶对冰雪路面行车安全影响最大,其权重为0.285;危险驾驶行为谱特征值主要分布于区间[0.00, 0.20]内,最大值出现在路面附着系数为0.2条件下;在路面附着系数为0.2和0.4条件下,严重行车风险明显增加,其占比分别为正常路面的4.85倍和2.49倍;鱼鹰优化算法(Osprey Optimization Algorithm, OOA)与SVM结合得到的行车风险识别模型的识别准确率为93.96%,优于浣熊优化算法(Coati Optimization Algorithm, COA)和灰狼优化算法(Gray Wolf Optimization Algorithm, GWOA)。研究结果有助于了解驾驶人在冰雪路面和正常路面行车时的差异,为提升驾驶人的行车安全水平提供依据。

基于操纵量指标的合流区危险驾驶行为谱研究

公路立交合流区交通环境复杂,交织比例和换道频次高,危险系数大。为描述合流场景下危险驾驶行为的主要表现形式,同时,量化其危险程度,提出操纵量指标表征立交合流区危险驾驶行为,构建基于车辆轨迹数据特征参数的驾驶行为谱;运用风险度量法量化4种危险驾驶行为,即急打方向、猛踩踏板、危险跟驰和危险换道。结合四分位差法和CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法确定危险驾驶行为特征参数阈值和权重,并综合计算危险驾驶行为谱特征值;结合危险点空间分布及相关研究验证操纵量指标的有效性。研究结果表明:4种危险驾驶行为相关系数均小于0.2,不存在共线性;4种危险驾驶行为中,急打方向权重占比最高,为0.405,对合流区行车安全影响最大;操纵量指标危险点空间分布与现有研究合流区交通冲突点吻合。上述结果证明:采用操纵量指标建立的危险驾驶行为谱可以客观实时的结合车辆轨迹数据辨识合流区危险驾驶人,为公路立交合流区主动安全防控提供依据。

人工饲养环境下眼斑水龟的行为谱及PAE编码系统

濒危物种眼斑水龟Sacalia bealei是中国特有种,受过度捕猎、宠物贸易等因素影响,种群数量急剧下降。本研究采用扫描取样法和全事件取样法对人工饲养环境下眼斑水龟的活动进行观测与分析,记录了眼斑水龟在2种环境中的14种姿势和73种动作,采用PAE编码系统对记录到的姿势、动作和环境进行编码,最终为眼斑水龟建立了包括运动、休息、摄食、排遗、警戒、冲突、求偶交配、产卵和其他在内的9大类共66种行为的行为谱,并使用中性化的语言对观察到的行为进行了描述和定义,其中求偶交配行为10种,产卵行为分为4个过程。研究结果将有助于深入理解眼斑水龟生态功能和行为与环境之间的相互关系,为眼斑水龟人工保育提供科学依据。

中华秋沙鸭越冬期行为谱及PAE编码系统

2020—2021年越冬季,在湖南省桃源水电站坝下,对濒危物种中华秋沙鸭(Mergus squamatus)进行行为观察并录制视频,共分辨、记录了中华秋沙鸭越冬期的10种姿势、46种动作和120种行为,构建了中华秋沙鸭越冬期坝下行为谱及PAE(postureact-environment)编码系统。依据行为功能,将中华秋沙鸭越冬期坝下所有行为划分为休憩行为、基础运动行为、维持行为、觅食行为、排泄行为、警戒行为、求偶交配行为和其他群体社会行为8大类,其中基础运动行为、维持行为、觅食行为及警戒行为类目最多,占比达82.5%,与中华秋沙鸭坝下行为最相关的环境因子是水位、砾石洲滩和大石块。中华秋沙鸭越冬期行为谱及PAE编码系统的构建可为该濒危物种提供系统完整的行为信息,有助于深入开展行为生态学研究及保护工作。

基于红外相机技术的野生豹猫行为谱和PAE编码系统

2017年6月至2021年4月,本研究基于红外相机技术开展野生豹猫(Prionailurus bengalensis)行为谱和PAE编码系统行为谱的研究,同时比较分析该物种行为多样性的季节差异和年龄组差异。本研究共分辨记录了野生豹猫的8种姿势、39种动作、25种行为,建立了野生豹猫行为谱及其PAE编码系统。本研究发现野生豹猫的总体绝对行为多样性指数H总和总体相对多样性指数r总均在夏季最高而冬季最低。秋、冬两季的绝对行为多样性指数H和相对多样性指数r呈显著性差异(H:Z=-2.023,P=0.043;r:Z=-2.023,P=0.043);成体的总体绝对行为多样性指数H总和总体相对多样性指数r总均高于幼体,相对多样性指数r存在显著年龄组差异(Z=-2.018,P=0.044)。本研究结果将为今后野生豹猫的综合保护与管理提供科学参考依据。

基于PAE编码系统笼养黑叶猴的行为谱

2019年12月—2020年1月和2020年6—12月,采用瞬时扫描取样法和随机取样法,观察并记录广西梧州黑叶猴珍稀动物繁殖中心笼养条件下17只黑叶猴(Trachypithecus francoisi)(成年雄性猴3只,成年雌性猴8只,亚成年猴1只,少年猴2只,婴幼猴3只)的行为,采用以“姿势—动作—环境”(posture-act-environment,PAE)为轴心,行为生态功能为依据的PAE编码系统,对其行为进行分类,并构建PAE行为谱。共分辨并记录16种姿势、98种动作和87种行为,动作姿势可划归于摄食、排遗、调温、亲密、竞争、聚群、通讯、休息、运动、繁殖、异常和其他共12个行为类别,其中竞争行为产生于同一笼舍内的黑叶猴个体之间,异常行为是笼养条件下黑叶猴为应对人造环境所做出的有别于自然环境下的不正常行为。笼养黑叶猴表现出与野外黑叶猴相似的觅食、休息、移动、饮水、舔食石壁、出洞和入洞等刚性行为,也表现出其他弹性较大的行为,包括聚群、通讯、亲密、繁殖、竞争、异常和其他行为等。黑叶猴表现出较大的弹性行为,可能是有足够的空间去表达这些行为。基于PAE编码系统编制的笼养黑叶猴行为谱在提高该物种的迁地保护和野外行为谱的研究中都具有重要的参考价值。

镜面环境下吐鲁番沙虎行为谱及PAE编码系统

基于“姿势-动作-环境(PAE)”编码系统对吐鲁番沙虎Teratoscincus roborowskii记录并构建其在独立个体环境、镜像环境及同类个体存在3种情境下的行为谱和PAE编码系统。在3种情境下共描述了吐鲁番沙虎7种姿势、50种动作、8种环境和29种行为,按照功能分为运动行为、警戒行为、冲突行为、展示行为和杂类行为5大类。研究结果显示,吐鲁番沙虎在面对镜子和同类时具有类似的反应,即引起相同的警戒行为,如翘尾、拱腰、抖尾、压头俯身和压头拱尾接近等,但对镜像的反应更强烈(频繁在镜前徘徊、长时间盯着镜子等)。实验结果中的行为谱及PAE编码系统为下一步的镜面测试实验奠定了基础,并有助于了解吐鲁番沙虎的行为功能。

人工环境下棘胸蛙(Paa spinosa)繁殖期的行为谱及活动节律

2007年4月,利用红外线摄像设备记录人工环境下的棘胸蛙行为活动,采用扫描取样法和目标动物取样法对录像资料进行分析,对人工环境下棘胸蛙的个体行为和活动节律进行了研究。结果表明:人工环境下的棘胸蛙行为主要包括静止行为(休息、对视);社会行为(打斗、追逐);运动行为(游泳、鸣叫、跳跃);捕食行为;繁殖行为(求偶鸣唱、侵占、驱赶、撕咬,摔跤、抱对、错抱、拒绝行为、产卵)等。日变化规律变化表明:棘胸蛙的静止行为占了多数,其余多数行为集中在夜间,在凌晨03:00～05:00间出现一个最高峰,与此不同的是棘胸蛙的打斗行为在白天06:00～07:00、08:00～09:00、11:00～12:00多次出现高峰,而在夜间17:00～24:00打斗行为时间分配很少。鸣叫行为在06:00～07:00,13:00～14:00出现两个高峰,而在夜间17:00～01:00鸣叫行为时间分配很少。棘胸蛙的繁殖行为也主要发生在夜间,在凌晨02:30～04:30为高峰,其间抱对行为占到67%,其次为摔跤17%,撕咬15%,而其余所占很少。在行为描述的基础上,对棘胸蛙的有关行为机制进行了探讨。

基于PAE编码系统的太行山猕猴行为谱

2009年2月至2010年3月,在河南太行山猕猴国家级自然保护区济源管理局愚公管理分局所辖的天坛山管护区,利用焦点动物取样法,观察并记录了野生太行山猕猴行为的发生过程、内容和环境。基于以"姿势-动作-环境"(Posture-act-environment,PAE)为轴心、以行为生态功能为依据的PAE编码系统,对野生太行山猕猴的行为进行分类和系统编码并构建PAE行为谱。结果:1)研究中分辨并记录到猕猴的14种姿势,93种动作,121种行为;2)将所记录到的行为分别划归于摄食、排遗、调温、配对、交配、育幼、竞争、亲密、聚群、通讯、休息、运动和其他等13个类别中;3)得到了基于PAE编码系统的野生太行山猕猴行为谱。

麝类行为谱的初步建构及行为型的描述性定义

2005年1月至2006年2月对甘肃兴隆山麝场、福建上杭麝场、四川都江堰麝场、陕西镇坪麝场及上海崇明岛麝场的圈养林麝、原麝和马麝的行为进行了观察和记录,制定了圈养麝类动物的焦点取样行为谱、扫描取样行为谱、刻板行为谱和冲突行为谱,并区分和定义了扫描行为谱的站立及运动、摄食、反刍和静卧等4类行为型,通过辨识行为的基本单元,定义了其所有事件记录行为谱所包含的静卧、站立凝视、运动、摄食、反刍、蹭尾、尿粪标记、环境探究、尾阴探究、自我指向、亲和、警觉、冲突、刻板、繁殖行为及杂类行为等16种行为类,并描述性地定义了各行为类下所含行为型,此外,定义了麝的刻板行为谱,含食异物、刻板舔刮、狂奔、往返走、立台、跳墙和搭蹄凝视等7种刻板行为型,以及圈养麝的冲突行为谱,含威胁、进攻、取代、追击和防御等5种行为亚类,并描述和定义了各行为亚类下的行为型。本研究的行为谱建构和行为型定义可为麝类行为生态研究提供参考依据。

矮岩羊(Pseudois schaeferi)行为谱及PAE编码系统

2007年3～12月,对四川竹巴笼自然保护区的矮岩羊(Pseudois schaeferi)进行了行为谱工作的研究,建立了矮岩羊行为谱及其PAE(posture,act and environment)编码系统。研究分辨和记录了矮岩羊的11种姿势,83种动作和118种行为,还区别了各种行为在雄性、雌性和幼体之间的相对发生频次以及发生季节。

利用红外相机建立野生水鹿行为谱及PAE编码系统

动物行为谱是动物行为学研究的基础。2015年1月至2016年6月,在四川卧龙自然保护区,利用PAE编码分类系统并结合红外相机所获得的照片和视频数据开展水鹿(Rusa unicolor)行为谱的研究,建立了野生水鹿行为谱及其PAE编码系统。本研究共分辨并记录了野生水鹿的7种姿势,63种动作和74种行为,基本涵盖了水鹿的主要行为,并区别了各种行为在成年雄性、成年雌性和亚成体之间的相对发生频次,分析水鹿的具体行为与环境之间的关联。通过建立野生水鹿的行为谱,能为更深入地开展水鹿行为生态学研究提供基础信息,也为水鹿的保护与管理提供依据。该研究可以推广到其他不易直接观测的野生动物的行为学研究中。

滇金丝猴的行为谱及PAE编码系统

2012年6月到2013年3月,在云南白马雪山国家级自然保护区响古箐区域,依据以"姿势-动作-环境"(Posture-act-environment,PAE)为轴心、以行为生态功能为依据的PAE编码系统,对滇金丝猴的行为进行分类和系统编码并构建PAE行为谱。分辨并记录了滇金丝猴的14种姿势、82种动作及143种行为,描述了各种行为的相对发生频次与性别、年龄的关系。与川金丝猴相比,滇金丝猴的行为有些不同,这可能与两者生活环境的差异有关。

黑腹果蝇梳理行为谱及行为序列研究

目的构建黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)的梳理行为谱并研究其行为序列。方法使用集中个体取样法和扫描取样法观察记录目标动物的行为,Ethom软件处理数据。结果黑腹果蝇梳理行为共计15种,且具特定的行为序列:前足参与的梳理行为很少与后足参与的梳理行为产生联系,当梳理前翅时,果蝇会趋向于继续梳理前翅或转向梳理身体后部;而当梳理身体后部时,果蝇会趋向于继续梳理身体后部或转向梳理前翅而不会趋向于梳理身体前部。去翅后梳理行为组成及行为序列均未改变。结论果蝇的梳理行为是一种先天定型行为,各梳理行为之间非随机出现,具有特定的时间序列。

圈养金钱豹行为谱

2005年3月～2006年3月,采取所有事件取样法和目标取样法,对成都动物园圈养的17只金钱豹进行行为观察,在此基础上制定了行为谱。研究表明:休息、观望、运动是圈养金钱豹的主要行为,占其所有行为的93.1%,休息占其所有行为的54.40%;观望占21.18%;运动占17.53%。

布氏田鼠行为谱的构建

通过摄像回放的方式对内蒙古锡林郭勒盟典型草原区野外围栏内和室内观察箱内布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii)行为进行观察记录,按照其生活习性和各行为的生物学意义,将生态功能相近的行为归类,构建了布氏田鼠的行为谱,并分别分析了观察箱内和围栏内、不同生殖期、不同发育期和主要活动时期的行为模式的差异。结果表明:布氏田鼠的行为谱被分为个体行为和社会行为2大类,个体行为包括运动行为、摄食行为、非社会性探究行为、排泄行为、警戒行为、维持行为和筑巢行为;社会行为包括友好行为、对抗行为、繁殖行为和杀婴行为。统计数据结果显示,观察箱内运动行为和警戒行为发生频率较围栏内显著降低,非社会性探究行为、自我修饰和友好行为发生频率显著升高;观察箱内哺乳期布氏田鼠繁殖行为、筑巢行为频次较发情期和怀孕期显著增长;幼体摄食行为显著高于亚成体和成体;围栏内秋季布氏田鼠的筑巢行为频次显著增长。

基于PAE编码系统构建的半自然条件下长江江豚行为谱

识别和编制动物行为谱是深入研究动物行为及其与环境复杂关系的基础和前提。本研究于2013年8月至2014年4月以栖息在铜陵淡水豚国家级自然保护区半自然水域的8头长江江豚为研究对象,采用焦点动物取样法和随机动物取样法观察记录了动物行为发生的过程、内容和环境,并以"姿势—动作—环境"(posture-act-environment,PAE)为轴心,以行为的功能为依据,构建了长江江豚的PAE行为谱。共分辨记录了半自然水域长江江豚的8种姿势、33种动作和46种行为,并定性描述了不同行为出现频率与年龄组、性别的关系。该行为谱综合了姿势和环境信息,有助于进一步研究长江江豚的生态与行为、促进长江江豚的保护。