普尔热瓦尔斯基的马(科仕为przewalskii)反应Semireserve条件下无人机飞行:保护暗示

文摘

最近的技术创新导致了大量的无人机的可用性(也称为无人机,以下简称无人机)飞机遥控打孔越来越受欢迎的工具的生态研究,本研究的问题关注程度野生动物反应可能允许空中野生动物监测(AWM)无人机。我们的实验测试的假设wildlife-UAVs交互强烈取决于飞行高度,可能会有最低海拔范围的有蹄类动物不是极其不安,决定几乎可以实现水平的差别在飞行中观察,这个问题可能会影响未来的无人机研究的可行性和其他野生动物保护在中国半干旱生态系统。我们调查了一组封闭的行为反应普尔热瓦尔斯基的马(科仕为przewalskii)存在不同的空中无人机模型进行航班海拔范围从1到52米,记录每匹马的高度反应(注意到和逃离)无人机。所有的马都表现出的压力反应无人机飞行逃跑就是明证。结果显示强大的飞行高度和响应之间的相关性在不同的主题,成年人通常注意到无人机在更大的高度(20.58±10.46米)比不成熟(4.67±0.87米)。同时,反应高度的女性(15.85±6.01米)比男性更小(26.85±18.52米)。支持他们的生物角色群(例如,男性必须给他整个群保护而女性纯粹是负责他们的后代),我们的研究结果还表明,年龄,紧随其后的是性别,是两个最重要的元素,确定无人机的一匹马的警戒水平。这项研究将帮助未来的科学家更好地衡量适当的高度使用无人机对动物观察为了减少干扰和最佳保存他们的自然行为。

1。介绍

1.1。普尔热瓦尔斯基的马

普尔热瓦尔斯基的马(科仕为przewalskii),也称为蒙古野马或准噶尔马,是最后幸存的亚种的野马。尽管最初发现在15世纪,这些马不是科学记录直到1880年,这些马被发现在蒙古戈壁沙漠,俄罗斯官员,尼古拉Przhevalsky上校,所以马以他的名字命名1,2]。被抓获后,转移到欧洲在1900年代早期,普尔热瓦尔斯基的马很快成为濒危由于栖息地的丧失,在狩猎,与牲畜(竞争1- - - - - -3]。最后见到野生普尔热瓦尔斯基氏野马的记录发生在1969年的准噶尔蒙古戈壁(4),从那时起,这个物种已经灭绝只有少数残余野生种群中存在小圈养牲畜在西方国家,使生存的分类单元(5- - - - - -7]。普尔热瓦尔斯基的马今天活着的后代从只有13个人,是人工繁殖的核(1,3,6,8,9]。后另一个在四个不同的大洲20年的圈养繁殖,包括亚洲、马的总数上升至近1000人(3,6,7,10- - - - - -14],许多组织已经从那时起也试图释放马等semiwild栖息地Kalamaili自然保护区在新疆,中国。虽然这可能是一个正确方向的一步,这些人口仍然有些依赖人类对生存的支持。因此,建议该项目成功的国家限制在该地区家畜的数量,以确保长期的自我维持人口普尔热瓦尔斯基的马1- - - - - -3]。

1.2。以前使用无人机研究野生动物的研究

无人驾驶飞行器(无人机)有可能彻底改变的研究在许多科学领域(15,16]。无人机已被证明是有用的设备的观察野生动物,特别是系统的生产数据与高空间和时间分辨率,因为设备可以访问远程或困难的地形17),收集大量数据以更低的成本比传统的天线的方法,和便于观察物种对人类的存在(18]。目前,尽管大监管障碍,无人机被科学家和环保主义者部署监控对生物多样性的威胁,收集频繁的航拍图像,估计人口数量,和阻止偷猎19- - - - - -24),但普遍增加无人机飞行,关键是理解是否无人机作为压力影响野生动物和量化。无人机很可能也会有意外和意外风险对野生动物及其微妙的生态系统。研究表明,报复无人机由陆地哺乳动物不同的海洋哺乳动物和水生鸟类(25,26]。例如,散放的一项针对美国黑熊(美洲黑熊)证明了无人机飞行的存在为生理状态,带来了极大的痛苦通常并不表现为行为变化,观察人士证明难以辨别(27]。此外,一项研究在南美(喇嘛guanicoe在任何速度)透露,低空飞行的无人机,以及高空飞行的无人机在加速速度,造成了干扰美洲驼的行为(28]。

尽管无人机可能成功,大量的使用仍然存在不确定因素,和科学家必须谨慎的影响带给每一个新的调查,特别是当涉及到濒危物种或生态敏感的栖息地(27]。此外,至关重要的是,无人机被制造出来并选择最小化视觉和听觉刺激,以减少干扰野生动物。形状、体积,颜色都是因素被考虑从而模仿威胁的野生动物栖息地研究本土为了减少中断(29日]。零星的动作和威胁或惊人的轨迹应该不惜一切代价避免,如果一个操作被证明是过度的破坏性,它必须立即停止27]。这些基本规定,确保安全思考素养、无人机飞行肯定会取得稳定的进步和演变成动物行为研究更有效的设备。

1.3。摘要和假设

最后幸存的亚种的野马,普尔热瓦尔斯基的马是一个伟大的主题感兴趣的科学界。尽管大量的研究尤其是在他们的社会行为和时间预算30.- - - - - -38),普尔热瓦尔斯基的马匹仍然有些神秘科学世界的今天,主要是因为他们的罕见。我们的研究的目的是为了更好地理解普尔热瓦尔斯基的马匹,尤其是他们对无人机semireserve条件下的反应。普尔热瓦尔斯基的先前的研究国内和野生马(马和科仕caballus)显示左偏见与马警觉反应的反应早在从左边的新奇刺激(39- - - - - -41]。在这项研究中,我们想看小说的高度刺激的影响。我们特别关注的个人马对无人机的高度如何,哪些因素影响了他们的反应,无论是年龄,性别或群体,他们居住在。我们的假设是wildlife-UAVs交互强烈取决于飞行高度,飞行过低可能过分打扰他们,可能会有最低海拔范围的有蹄类动物不是极其不安。

另外,我们希望学习无人机飞行的高度可以操作没有令人不安的马和无人机是否可以成为一个可靠的工具在观察他们的行为和其他野生动物。我们还假设,马将应对无人机飞行的四种方法之一:没有明显的反应(正面)和明显的反应(负面)(即。、注意眼睛/头运动和/或将上半身的运动速度,增加和/或转移缓慢的无人机)。我们还假设,反应的程度会随年龄和性别。

2。材料和方法

实验的设计开始确定一系列的飞行高度。飞行高度的范围是通过初步测试,飞到海拔10米从1米到100米的增量。我们确定1 - 5 m是一个合适的下界,因为安全问题,50 - 60 m是一个合适的上限,因为消极反应已经显著下降的高度。

2.1。研究区域

这项研究是由三个独立的围场野马繁殖研究中心的新疆维吾尔自治区,中国(44°12′20.5′N, 88°44 52.8′′E)。这个地区半干旱,沙漠气候的季节性温差:最热的夏季气温记录40°C, 104°F,冬季的气温通常低于−15°C。保持自然繁殖模式和社会结构普尔热瓦尔斯基的马,马通常留在本国群出生后提高了他们的母亲。一旦他们达到一个成熟的年龄,他们将分配给牛群对应于他们的性别。偶尔,母马将重整旗鼓来创建一个新颖的混合群体,而马将重新引入这样的混合群来确定主导地位。击败了种马回到他的单性群体,而获胜的马收益控制他的新员群。

2.2。数据收集

无人驾驶飞行器(无人机)我们使用Mavic 2变焦无人机,由1/2.3英寸12 MP传感器高达4倍变焦,包括一个2倍光学变焦(24 - 48毫米)来捕获所有短裤从广角到中档。4倍无损变焦和2倍光学变焦启用仔细,高清的遥远的话题,同时保持距离减少中断我们的马。Mavic 2相机利用收的最新硬件框架技术和记录视频与先进H.265压缩比特率更高。视频H.265 / HEVC编解码器维持50%比h / AVC视频的更多信息,从而导致更好的保留细节使我们清楚地认识到行为的信号在我们的马。此外,FOC正弦驱动ESCs和低噪声螺旋桨减少飞行噪声,从而减少干扰的马。双筒望远镜(放大10倍)是在需要的时候使用。马步行之后,看着在30 - 100米的距离。个人马被确定使用性别、大小、颜色和标记的区别。

从2020年8月1日进行了无人机飞行,08年12月,2020年,在白天的时候为了减少其他因素的影响,可能会影响反应时间的普尔热瓦尔斯基马。研究小组由四个人员:(1)一个试点,(2)主观察者,(3)地面摄影师,(4)数据记录器。飞行员负责飞行的无人机。只有一匹马得分时,无人机在一群飞。航班的62匹马包括53个成年人和九个不成熟的马(成年男性,N= 9;不成熟的男性,N= 5;成年女性,N= 44;和不成熟的男性,N= 4)生活在自然社会条件下三个单独的附件。马的年龄从储备协会的记录(马范围从1天2年被归类为不成熟的,直到他们离开他们出生的乐队)。因为这些马已经被广泛的研究,他们习惯于观察和没有高度警惕和被动的观察者的存在,谁能从远处看只要20 - 50米同时保持静止。

目标的无人机发射约100米的位置。整个数据集包括62个航班,高度从1到100米。每个航班开始从一个发布点,从焦个体动物飞高约100米,高度变化时适当的经过。无人机的飞行动物或群10 m / s。接下来通过随机选择被空运在另一个高度。如果调用一个肯定的回应,无人机在远处等待,而动物将仰坐久坐行为。

我们使用了也提供了一个录制视频直播视频完成了飞行和邮票的位置后,告诉我们确切的高度和角度的无人机来确定垂直距离我们的主题,以及单独的精确测量显示我们测量的两个级别的反应。为了避免混淆,此处使用的术语“响应”是为所有级别的行为反应,因为它是一个广泛的物种指打断喂养动物,通过提升或它的头一歪,参加其周围环境(41]。1级,即高度警惕,决心通过眼睛和耳朵的动作普尔热瓦尔斯基的马;这些反应的范围可以从细微的耳朵商务机表明听觉影响间接地瞟着无人机。一次主题显示这些反应,就意识到无人机的存在,和无人机被记录的高度警觉的高度。2级,被称为逃跑的高度,是无人机的高度的身体取代本身避免无人机。

2.3。数据分析

数据测试和一个示例Kolmogorov-Smirnov测试正常。因为所有的数据显示一个正态分布,我们使用了t -试验检测的差异警戒高度和飞行起始年龄和性别之间的高度。然后我们使用一般线性模型来测试年龄的影响,性,和他们的相互作用对警报高度和飞行起始高度。我们接受了统计显著性水平 ,和所有的数据使用SPSS 19.0统计软件包进行分析。

3所示。结果

普尔热瓦尔斯基62年所有的马匹对无人机飞行航班。表1和2显示每个响应的相对组成不同的海拔。首先,注意积极的响应(没有明显的运动和警报)随高度,而负面反应(可辨别的运动和警报)降低高度。结果帮助我们说明更少的消极反应的一般模式支持假设高度海拔越高,从无人机动物反应起到很大作用。接下来,注意到的响应程度不同对年龄和性别:警戒高度(马注意到无人机高度)和逃跑的高度(高度马离开)的成年马远程11-52 1-36米而不成熟的远程3 - 6和1 - 2米,分别。结果还显示,未成熟的成年人相比显示,男性比女性更大的影响(表1)。此外,警戒高度和逃跑的高度为女性所有测试群远程8-30和1 - 4米,而对于男性29-52 4-36米不等,分别显示男性马比雌性更警觉(表2)。总之,年龄,性别,和他们的相互作用有显著影响警戒高度和高度(表跑了3)。

4所示。讨论

普遍提高无人机飞行,它是至关重要的理解无人机作为压力是否野生动物和量化影响(27]。在这项研究之前,(27)评估无人机飞行对运动的影响和心率反应,那些美国黑熊和得出的结论是,无人机飞行诱导强烈的行为和生理反应,但大多数熊没有回应行为通过增加运动利率或移动到另一个位置。然而,马的强烈反应,而无人机飞行62测试在这个研究。普尔热瓦尔斯基的马匹被unhabituated无人机,进行的这项研究是在压力环境中自然发生的事件。结果显示强大的飞行高度和响应之间的相关性也支持我们的假设2,无人机引起行为反应,包括搬迁(移动的无人机,但仍然在望)和逃离(从视觉运动)以及眼睛/头运动和/或将上半身。

假设3也强烈支持了我们的结果。反应的强度不同的性别和年龄,和我们的研究结果表明,年龄和性别是一匹马对无人机的反应的重要决定因素。成熟的马比不成熟更警惕的无人机所演示的成年马的更高的高度被提醒到飞行的无人机相比,不成熟。因此,这可以归因于缺乏经验的年轻的马;因此,较低水平的响应,支持先前的行为数据普尔热瓦尔斯基的马匹,稍后将进一步讨论。结果还设置性别(独家成熟马)作为第二个最有影响力的因素无人机反应高度警觉的事实高度为女性的测试群是低于男性的马。

这些结论都是不仅由我们的数据支持,也为其他科学家的工作,作为科特勒提到马的保护者的角色他的羊群,特别是包括母马和小马驹26]。中不可或缺的责任取决于他的能力抵御未知生物,其中包括无人机。与此同时,尽管母马不负责她的整个群的安全,她的幸福负责仔(年代)。因此,她的警觉性,虽然不像种马,高增加,她仍然能够确保安全的后代(27]。

因此,高度不能参与我们的实验的唯一因素。扰动引起的无人机不仅取决于声强(dB)和频率(赫兹)也持续时间和模式的噪音。进一步研究在这一领域将是可取的。

正如上面提到的,年龄扮演重要的角色在决定普尔热瓦尔斯基的警戒级别的马由于他们的角色在他们的牛群的本质;年轻的马不需要保持警惕,而公马和母马照顾他们的牛群和小马驹,分别。此外,成年马的性也明显影响他们发现异物的距离,同样,由于水平的责任,他们在他们的牛群。

无人机的实用性方面用作动物研究领域的工具,我们的实验让我们相信无人机是一个非常有用的工具远程观察某些动物的行为。然而,当有人建议在之前的实验中,无人机必须小心使用和环境意识29日]。为了避免干扰动物的自然常规观察期间,我们作为科学家,必须清楚和完全控制无人机的接近研究对象(28]。在我们的研究中,垂直距离最远的无人机是第一次注意到52米。这告诉我们,最佳高度观察普尔热瓦尔斯基的马肯定会高于52米,不过,没有额外的数据,它将不可能确定确切的最佳高度。我们的实验告诉我们,在最小化干扰,无人机技术先进和实用的科学设备。一个难以觉察地设计无人机飞行高度不显明的的主题是一个有益的工具,用于动物的观察在这个时代。

4.1。研究的局限性

然而,它必须考虑,所有的分析都表现在个体层面,我们无法提供统计分析这组级别的工作,因为它之前没有预料到这项研究。然而,在一组物种,一个人的反应可能会影响整个组织的行为。以其他的术语来说,一个人可能看过,对无人机,跑了,马和诱导行为,甚至没有看到无人机。进一步研究统计分析在集团层面可能阐明潜在的个人之间的反应。

5。结论

由于群层次结构,成人的各种高度和不成熟的普尔热瓦尔斯基的马匹的反应,和逃避未知的空运的对象是一个反映他们的反应,事情可能会受到他们的责任和角色在他们的组织。我们的实验,以及无数科学家的工作摆在我们面前,验证和支持这个声明数据和研究。我们知道最警觉的马通常是成年人,而至少警报通常是不成熟的。此外,年龄和性别是前两个因素,第一和第二,分别影响每匹马的高度注意或逃离无人机。知道会造成干扰的最小距离普尔热瓦尔斯基的马匹,我们能够更好地确保无人机飞行的存在并不妨碍这些马的自然行为,从而保证一个更精确的实验。我们希望,通过进一步的研究和发展,无人机将变得越来越可靠,成长为一个更好的工具使用动物的观察。

数据可用性

使用的数据和/或分析的研究可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是由中国科学技术支持项目科学研究志愿者联盟(CSRVA: 2019 - 06 - zh02)。作者要感谢客座教授众泽妞妞支持他们在研究区进行研究。作者也感谢高级工程师Entemakh实地调查他的帮助。作者也感激建议由保罗·杰森的秃鹰中国勘探和研究社会,香港,中国。

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