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中美研究:大熊猫足迹可用来鉴别其个体及性别 准确率达九成

2017-12-22

  野外如何鉴别大熊猫个体,一直没有理想的方法。不过,20日刚刚发表在《生物保护》(《Biological Conservation》)杂志上的一篇标题为“Using Footprints to identify and sex giant pandas”的学术报告显示,足迹可以作为鉴别熊猫个体及性别的一种有效途径。

  该论文称,足迹不仅可以用于分辨动物的物种,类似于人的指纹,它还隐含着个体特异的信息。通过对足迹照片的分析,科学家可以确定动物个体的身份。

  12月21日,澎湃新闻(www.thepaper.cn)从昆山杜克大学得知,该研究由昆山杜克大学、美国杜克大学、美国SAS公司JMP软件及中国大熊猫研究中心的合作开展。

  “我们希望突破现有熊猫数量调查的局限性,提供一种准确率高、成本低、非入侵性创新型调查方法。尤其是重新重视之前被我们忽视的痕迹,利用统计方法上的突破解读这些脚印背后的信息。”论文第一作者、昆山杜克大学环境科学助理教授李彬彬博士称。

  2016年9月5日,因考虑到大熊猫野生种群正在缓慢恢复,世界自然保护联盟濒危物种红色名录曾将大熊猫从“濒危”降至“易危”级别。尽管如此,大熊猫仍很难在野外被看到。

  区别于虎、豹、雪豹等带有条纹或是斑点的动物,通过熊猫的毛色特征来判别熊猫个体很难:传统的个体识别方法——“咬节法”,是通过熊猫粪便中残留大量的咬节(长度和形状都保存较完好的竹茎片段)的平均长度、巢域大小的信息进行个体估算,但该方法准确率低;近年来较流行的DNA识别法尽管准确率高,但因需要提取粪便外黏膜中的DNA,对粪便的新鲜度要求很高,分析成本也更高。

  据介绍,此次研究人员首先对圈养已知熊猫的足迹进行收集分析,再根据大熊猫野外地表介质复杂、地形复杂等特点,利用稳健的交互验证判别分析和聚类分析法,研发出了针对大熊猫的个体识别算法及模型。

  如果通过利用已知圈养熊猫个体在圈养及野外条件下的足迹进行模型验证,个体识别准确率可以达到90%。值得注意的是,对于一直以来难以判定的性别,足迹识别法同样可以达到90%的准确率。

  也就是说,“足迹识别法”可以通过对个体内和个体间的差异进行区分比较,从而确定个体及数量。不过,该方法同时要求收集6个以上的足迹来保证预测准确性。

  李彬彬告诉澎湃新闻,该研究从2014年至今历时三年多。目前,通过特殊的设计以及一套野外使用的规范流程,数据采集只需要一把直角尺和一个能照相的手机即可。

  目前,熊猫足迹识别技术的交互界面已经作为一个插件添加在SAS公司的JMP软件内,照片导入后,只需要人工确定几个点的位置,软件就会自动进行变量提取和分析。

  为了支持保护工作,JMP软件将免费提供这个系统给实地保护工作人员和研究人员。同时SAS公司正与此科研团队开发利用深度学习进行图像处理,自动挑选有价值的图像,减少人工工作量。

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