A Simplified and Cost-Effective Procedure for Deer Population Estimation Based on Faecal Pellet Group Counts

技术摘要：一种基于粪便颗粒群计数的简化且具成本效益的鹿类种群估算程序

问题陈述
可靠的种群密度估算对于高密度围栏区域内（如伊比利亚半岛的 montado 景观）野生有蹄类动物的可持续管理至关重要。虽然像粪便颗粒群计数这样的间接方法通常比红外相机诱捕法更精确且随时间变化更稳定，但传统的粪便常驻量（Faecal Standing Crop, FSC）方法受到显著运营成本和变异性的阻碍。传统的 FSC 需要估算两个难以确定的参数：鹿的排泄率（$df$）和平均颗粒分解时间（$mtd$）。这些参数的评估既耗时又复杂，并引入了巨大的不确定性，限制了种群监测的成本效益。

方法论
本研究提出了一种简化的 FSC 程序，通过引入一个单一的环境特定参数——个体平均粪便颗粒数（Pellet Groups per Individual, $Pgi$），取代了原有的双参数需求。

• 概念： $Pgi$被定义为排泄率与平均分解时间的乘积（$Pgi = df \times mtd$）。它是通过将估计的粪便颗粒群密度（$D_{pg}$）除以已知的鹿密度（$D_d$），在已知绝对鹿种群数量的围栏内经验性地确定的。
• 计算： 一旦针对特定环境确定了 $Pgi$，即可通过实地估算的粪便颗粒群密度（$D_{pg}$）直接计算鹿密度（$D_d$），公式为：$D_d = D_{pg} / Pgi$。这消除了分别估算$df$和$mtd$ 的必要。
• 研究设计： 该方法在葡萄牙阿连特茹（Alentejo）两个已知鹿类种群的围栏研究点进行了评估：
  1. Santa Rita (1 公顷)： 5 头成年�形鹿（冬季调查）。
  2. Tapada dos Bichos (51 公顷)： 96 头动物（红鹿与�形鹿，夏季调查）。
• 采样策略： 在新的 $Pgi$ 框架下比较了两种标准的采样方法：
  1. 条带样带法 (Strip Transect, ST)： 在样带线两侧固定的 1 米宽条带内计数所有粪便颗粒群。
  2. 线样带法 (Line Transect, LT)： 记录到粪便颗粒的垂直距离，以建立检测函数（使用 Distance 7.3 软件）。
• 评估指标： 根据精确度（变异系数，CV%）和成本效益（总实地调查时间，单位：分钟）对表现进行评估。

关键结果

• 精确度： 两种方法都表现出较高的精确度，$Pgi$ 估算的 CV% 值介于 11% 至 22% 之间。
  • 在较大的样点（Tapada dos Bichos）中，ST 和 LT 产生的精确度几乎相同（CV% ≈ 11%）。
  • 在较小的样点（Santa Rita）中，ST 的精确度略高（CV% = 15.7%），而 LT 为 21.8%。
  • 研究发现，精确度更多受样本设计和规模的影响，而非取决于方法的选择；在高密度围栏环境下，ST 的表现与 LT 相当甚至更好。
• 成本效益： 在大规模场景下，条带样带法 (ST) 证明了其显著的效率优势。
  • 在 Tapada dos Bichos（两名观察者）中，ST 需要 400 分钟 的实地工作，而 LT 需要 906 分钟。
  • 在多观察者、大面积场景下，ST 的成本效率约为 LT 的 2.3 倍，所需时间不到 LT 方法的一半。
• 参数变异性： 研究证实 $Pgi$ 对环境条件具有敏感性。夏季调查（Tapada dos Bichos）的 $Pgi$ 值高于冬季调查（Santa Rita），反映了饮食、排泄率和分解速率的季节性变化。

意义与主张
本文声称，引入 $Pgi$ 参数成功简化了传统的 FSC 方法，并作为提高成本效益的主要机制。通过将校准要求从两个挑战性参数（$df$和$mtd$）减少为一个环境特定的参数（$Pgi$），降低了针对特定地点进行校准的运营负担。

作者得出结论，基于 $Pgi$ 的条带样带法 (ST) 方案是监测地中海农林牧业系统中红鹿和�形鹿常规种群的最优选择。这一结论基于该方法能够在提供与更复杂的线样带法（LT）相当的精确度的同时，大幅节省劳动力成本。研究强调，$Pgi$ 值必须针对特定的环境背景（生境和季节）进行参数化，而不能盲目地在不同研究区域间迁移；但一旦建立，它们就能让管理者以传统 FSC 方法极低的成本获得精确的密度估算。