野生動物的數目是怎么來的，靠一個一個數嗎？

今年，部分野生動物的調研數目有了新的進展，比如印度西部的古吉拉特邦就統計有891只獅子，而在中國境內目前有2555只青頭潛鴨，云龍天池保護區內350只滇金絲猴，青海南部則有雪豹1200只左右，青海的大通則被發現有57只雪豹。印度境內的亞洲象則是數目在22446頭左右。有些人看到這里可能會提問，一些動物的數目統計到底是怎么來的？靠一個一個地數數嗎？還是用了某種現代黑科技？別急，慢慢看。

當你看到了動物的時候……

其實，動物種群的數目統計的方法多種多樣，比較熟悉的還得是標志重捕法。打個比方，在某個較大的城市公園里面，有人抓了200只樹麻雀并且對它們進行了標記，放回了公園，過段時間后進行重新捕捉200只，發現有標記的是10只左右，基于“總數/標記總數=重新捕捉總數/捕捉后標記數”這一公式進行計算，算出來這個假想的公園有4000只樹麻雀。這一方法適合的是移動能力強且具有一定數目的動物。

如果一些動物活動能力不強，比如條華蝸牛這樣的，直接來個樣方法或許不錯。比如說在一個小公園的草坪里面隨機選取樣方，用樣方點里面的蝸牛種群數目去估算種群密度就是典型的例子。

適合標志重捕的東方烏鶇 圖片來源：作者拍攝于北京市朝陽區

條華蝸牛 圖片來源：作者拍攝于北京市朝陽區

如果一些物種是和文章開頭提到的旗艦物種一樣，本身體型比較大，相對不好抓也不好標記，而分布的范圍也沒有那么多，那么很可能是發現多少個體就直接記錄數目了。利用這一方法的主要是某山坡上面的普通獼猴數目、某小區里面的貉數目等。而不同物種之間的面部、身上的條紋以及臉部、耳朵上的標記，都可能是識別個體的主要方式。

普通獼猴 圖片來源：作者拍攝于北京動物園

注解：在一些相對不大的保護地或者公園區域，也會有公民科學家對于生物的數目，基于樣帶以及目擊情況，以及多人常年持續的監測，來判定某地較小型動物的數目。例如杭州西湖的赤腹松鼠就有人進行調研。杭州附近的上海市的“貉口普查”也是有新的進展，2025年貉群在上海的種群密度穩中有降，且在普陀區以及崇明區有了貉的新出現。

上海不同小區內貉密度以及遇見率的變化 圖片來源：解放日報

或許你會說了，有時候實在遇不到動物，只能找到腳印這樣的活動痕跡怎么辦？沒關系，還有人會通過痕跡信息的處理來估計種群數目（比如動物的糞便，領地標記的爪痕還有腳印）。在印度一些保護區，就有人通過腳印計數的方式統計獅虎的數目，中國的東三省，虎豹的數目也同腳印計數的信息網絡收集法密不可分。對于足跡而言，圖像分析工具的足跡識別技術則能通過足跡模型來分辨自己檢測到的東北虎是完達山一號還是獨眼將軍。

東北虎的腳印 圖片來源：文獻‘I know the tiger by his paw’: A non-invasive footprint identification technique for monitoring individual Amur tigers (Panthera tigris altaica) in snow

補充：這里的東北虎個體名字是棲息地內被記錄的個體，于此打個比方。大熊貓的研究泰斗胡錦矗先生更是發明了“咬節法”，利用大熊貓糞便中遺留下來的竹節殘留物，殘留物的大小有利于分別大熊貓的年齡和身體狀況。

當機器監測到動物們的時候……

在新時代，DNA相關的黑科技以及個體識別，數目統計的新方式也是涌現出來，這些新絕招成為了識別不同動物個體的最新法寶。紅外相機的監測就是一個典型的例子。它們通過感知動物體內的熱量，拍攝到跑步過去的動物，也適用于夜間或者是一些人不方便走的區域做監測工作。不過它們也并非萬能——如果數據拍攝的地方沒有標記或者難以識別也不好整，有經驗的科研人員也需要觀測較長時間識別新的動物拍攝的個體。

福建省拍攝的紅外相機里面的豹貓，國家二級 圖片來源：福建日報

紅外相機拍攝的花豹，亞洲金貓和某種靈貓科 圖片來源：劉寧. 基于圖像的瀕危動物個體識別研究——以東北虎和小熊貓為例. 四川大學，2021,06

還有無人機的拍攝檢驗——它們在空中運載著熱成像相機或者攝像機去進行數目統計。有人用無人機去監測馴化的黃牛和綿羊，野生動物里面的長頸鹿和非洲草原象，東三省的梅花鹿以及東北馬鹿都有人做過檢測工作。當然，有些機器忙著監測熱像儀，只是看到有某一類動物，但是并不知道動物具體是哪一種。還有飛行角度變化下，可能就搞出來圖像不便于識別了，當分辨率不夠好的時候自然是神仙也難整理。

國家一級藍馬雞，在紅外相機出現的時候就是大咖 圖片來源：作者拍攝于長春市東北虎園

一些設備的監測，還可以通過動物面部的特征，條紋等特征去識別動物，從而統計物種數目，例如2024年，虎豹國家公園就有記錄70只東北虎以及80只左右的花豹就是典型的例子。青海西寧的大通則發現過將近60只雪豹，這些以外還有人使用亞洲象的面部腫塊，象牙形態和尾部，耳朵等內容來識別個體。保明偉的團隊就在2023年的西雙版納野象谷地區監測到112頭亞洲象。

圖為平原斑馬在北京動物園內，仔細觀察會發現它們的條紋有相應的區別。 圖片來源：作者拍攝

北京野生動物園里面不一樣的小熊貓個體，它們的臉是不一樣的 圖片來源：作者拍攝

小貼士：有時候，多數人單單看臉也沒法識別出不同動物個體的區別，《我們誕生在中國》電影里面關于雪豹達娃的故事，其實就是用好多只不同的雪豹充當雪豹達娃的扮演者，用這些不同雪豹的故事來拼湊成了一部電影里面的篇章。

電影5分14秒現身的“達娃”，這只雪豹演員本名大餅臉。它體側的斑紋和其他扮演雪豹達娃的雪豹不一樣。 圖片來源：果殼網

空中生態學則是用現在的氣象雷達，對于遷徙的鳥群進行大范圍的全天候監測。依靠雷達發射的電磁波并且分析反射回來的最新信號，然后自己得到周圍環境的信息。空間生態學的雷達更是能解決“部分鳥類夜間遷徙時候，沒人監控鳥類”的“夜班”問題。截止到2021年，從東亞到澳大利西亞的遷飛區域內，四百多個雷達就在監測很多鳥類走過的棲息地。荷蘭的科學家更是通過天氣雷達等方式，發現煙花燃放的世界下更是導致不少鳥去遠離放煙花的區域。

圖片來源：ncwf官網

兩臺氣象雷達偵測到了 2018 年 1 月 1 日午夜過后燃放煙花時鳥類的大規模起飛現象。在研究對象區域（被紅色圓弧包圍的區域）內，至少有 38.4 萬只鳥類立刻離開煙花燃放區 圖片來源：文獻Fireworks disturbance across bird communities

2025年的廣東省更是基于以往鳥類的六萬多條記錄的數據（來自森林，灘涂等鳥類棲息地科學家們記錄的鳥類活動地點和數目，這些數據也有來自公民科學家的記錄內容），使用Maxent的數學模型計算相應的水鳥，林鳥等密度值，保守估計廣東省大致有2.58億只鳥類，其中2.15億森林鳥類，4370萬水鳥。當然，廣東省記錄的六百多種鳥類里面此研究也只是評估了258個物種，一些野外相對少見的鳥并未算入本次的研究之中，剛剛的2.58個億只是一部分。

圖為廣東省鳥類密度估計值（a：總密度，b：林鳥密度，c：水鳥密度） 圖片來源：https://doi.org/10.1016/j.avrs.2025.100305

“撿屎”驗明動物身份

更值得關注的黑科技，還得是“你有時間撿屎沒”的利用生物糞便等提取生物DNA，以便于判斷生物個體數目的非損傷性取樣法。這些用到DNA的法子，在調研四川不同保護區大熊貓以及開頭提到印度的亞洲象數目上面作用巨大。

上文沒提到的那些難以通過紅外相機探測到的變溫動物，則可以深入山中采樣，采集到需要調研的恒溫動物或者變溫動物的相應糞便，毛發以及蛇蛻皮什么的（例如中國大鯢就用過口腔拭子、皮膚拭子、皮膚脫落物和尾靜脈采血這樣的方法提取DNA），提取其體內遺留的DNA。依照這個方法，除了能推算出數目，甚至能看該地區動物的遺傳種群是否健康，有沒有近親繁殖這樣的問題。

北京動物園的大熊貓 圖片來源：作者拍攝

上海動物園的中國大鯢 圖片來源：作者拍攝

或許到這里你可能會問？到底該怎么看？首先第一步需要采樣，采集到土地或者排泄物，尸體以及脫落毛發這些樣本。一些生物的皮膚脫落物也是采樣可以用的內容。當然，也別忘了冷凍保存相應的DNA以此防止這些序列在常溫下降解。

大熊貓糞便 圖片來源：CGTN

環境DNA提取方式，先提取水體，泥土和脫落毛發等，然后進行擴張片段的分析，具體可以分析生物種群，以及群落關系 圖片來源：文獻地下生態系統中的 eDNA：應用、技術方面和未來前景

然后提取DNA，并且通過引物進行PCR擴張（這些引物類似于尋找犯罪人活動視頻里面，犯罪人的關鍵信息的鏡頭，讓DNA片段得以復制和擴散，相當于你設法探尋到了一些生物遺留下來的“身份證”并且把身份復印件的照片全都打下來了），然后再看看相應的序列位點的差別，完成個體鑒定。

PCR反應的操作過程，需要經過目標DNA變性，復性和延伸三個部分，比如目標DNA序列是虎或者豹的線粒體里面的COI基因，以此判斷序列內有無目標動物，而引物可以讓這些目標序列擴出來，方便“通緝”這些有身份的目標物種 圖片來源：bio-review.com

如果糞便內相關DNA有幸用引物做“核酸檢測”工作的時候，有特定的引物可以擴張出獸類X和Y性染色體的關鍵片段，以此檢測到雄性哺乳動物身上的SRY基因，就可以區別動物個體有多少雄性多少雌性。2013-2018年，有人就通過DNA分析鑒定出了30只雄性東北虎個體，這些則是來自146份東北虎糞便。而這些東北虎當中也有不少個體是近親，黃泥河、琿春和老爺嶺的一項研究也表明這里的東北虎種群遺傳多樣性相對不高。

北京動物園的東北虎 圖片來源：作者拍攝

Y染色體上面SRY基因位置 圖片來源：SlideServe

如今，憑借相應的技術進步，我們已經可以相對清楚的調研一個地方動物的分布情況，個體識別以及具體數目的差別了。這些數據也有利于在動物行為學，保護生物學以及疾病監測，種群動態監測和社區保護上面，發揮重大的作用。

參考文獻：

https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/06/squirrel-census-new-york-city-central-park/

Shi X, Hu C, Soderholm J, et al. Prospects for monitoring bird migration along the East Asian‐Australasian Flyway using weather radar. Remote Sensing[J]. Ecology and Conservation, 2023 Apr;9(2):169-81.

張麗霞等. 動物個體識別方法種種. 野生動物學報，2015,36（04）：475-478

黃孟選等. RFID技術在動物個體行為識別中的應用進展. 中國家禽，2018，40（22）：39-44

劉寧. 基于圖像的瀕危動物個體識別研究——以東北虎和小熊貓為例. 四川大學，2021,06

Van Doren, B.M.; Horton, K.G. A continental system for forecasting bird migration. Science 2018, 361, 1115–1118.

Hu, G.; Lim, K.S.; Horvitz, N.; Clark, S.J.; Reynolds, D.R.; Sapir, N.; Chapman, J.W. Mass seasonal bioflows of high-flying insect migrants. Science 2016, 354, 1584–1587.

Fiona Hogan, Faye Wedrowicz, Ambika Pd. Khatiwada, Janardan Dev Joshi, Sam Wasser, Wendy Wright, Genetic Evidence Reveals Distinct Lineage of Chinese Pangolin in Nepal: Insights From Scat and Blood Samples for Conservation and Wildlife Forensics, Ecology and Evolution, 10.1002/ece3.70982, 15, 2, (2025).

文章India has 22,446 elephants, as per new census; they need the support of local communities to survive

付鑫等. 基于紅外相機監測照片對亞洲黑熊的個體識別. 經濟動物學報，2020，24（03）146-152

上海市生態環境局相關報道

Rosenberg K V, Dokter A M, Blancher P J, et al. Decline of the North American avifauna[J]. Science, 2019, 366(6461): 120-124.

文獻How many birds are there in Guangdong Province, China?

文獻Fireworks disturbance across bird communities

https://www.citylab.com/life/2019/06/squirrel-census-results-population-central-park-nyc/592162/

保明偉,韓泳,熊朝永,等.西雙版納野象谷亞洲象個體識別及種群數量特征[J].野生動物學報,2024,45(3):472-479.

青海林草的調查結果

文章Project Lion Success: Asiatic Lion Population Soars to 891 Under ...

文獻中國大鯢非損害性DNA取樣及提取方法的比較研究

Lee, J., Marchenkova, T., Matiukhina, D. et al. Tracking genetic diversity in amur tigers: a long-term study using microsatellites in Southwest Primorye, Russia. Mol Biol Rep 52, 264 (2025). https://doi.org/10.1007/s11033-025-10339-z

Ning Y, Liu D, Gu J, Zhang Y, Roberts NJ, Guskov VY, Sun J, Liu D, Gong M, Qi J, He Z, Shi C, Jiang G. The genetic status and rescue measure for a geographically isolated population of Amur tigers. Sci Rep. 2024 Apr 6;14(1):8088. doi: 10.1038/s41598-024-58746-9.

文章Integrated assessments call for establishing a sustainable meta-population of Amur tigers in northeast Asia

原標題：蝌學有方法丨野生動物的數目是怎么來的，靠一個一個數嗎？

來源：蝌蚪五線譜

編輯：可去奇點

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