Вычисление плотности населения птиц по Равкину-Челинцеву
До недавнего времени я, участвуя в зимних учётах птиц по программе Parus, пользовался упрощённой методикой расчётов плотности населения. Подробнее о ней можно почитать на сайте: http://rbcu.ru/campaign/11378/
Но тут я решил воспользоваться оригинальной методикой и проштудировал пособие Равкин Е.С.,Челинцев Н.Г. Методические рекомендации по комплексному маршрутному учету птиц — М.: 1990 ( http://www.twirpx.com/file/174897/ ).
Для примера взял одну из учётных карточек и стал считать по той, и по другой методике расчёта. Разница в расчётной плотности получилась почти 100%.
Вот, что получилось по методике Евроазиатских Рождественских учётов
А вот что по оригинальной методике Равкина с расчётом эффективной ширины учётной полосы по формуле
B = K / СУММА(Ki / Ri), где Ki — число встреч, Ri — расстояние, K — суммарное число встреч, т.е. СУММА(Ki)
В строке d плотность населения, вычисленная по формуле d = (500 * K) / (L * B), где L — длина маршрута в км
Разница какая-то уж слишком подозрительно стабильная. Почти всюду в 2 раза.
В чём подвох, господа орнитологи?
Уж не тут ли кроется секрет?
d = ( 500 * K) / (L * B)
Т.е. расчёт ведётся на одну сторону учётной полосы. Но почему так?
Едут на паровозе по Австралии биолог, физик и математик. Видят из окна чёрную овцу.
— О, в Австралии обитают чёрные овцы! — сразу же восклицает биолог.
— Хм, в Австралии есть по крайней мере одна чёрная овца, — заключает физик.
— Да, в Австралии есть по крайней мере одна овца, имеющая чёрную окраску по крайней мере с одной стороны, — задумчиво отвечает математик.
А если серьёзно, то всё-таки хочется разобраться.
| Цитата |
|---|
| Иван Неслуховский написал: Уж не тут ли кроется секрет? d = ( 500 * K) / (L * B) Т.е. расчёт ведётся на одну сторону учётной полосы. Но почему так? |
Только не на одну сторону, а на обе, но не. В общем, потому что в первом случае введена в очень усредненном виде поправка на ошибку заметности. Связана эта поправка с тем, что заметность птиц уменьшается по мере увеличения расстояния до птицы (в пределах учетной полосы) от оси маршрута. Поэтому эффективная ширина обследованной полосы учета взята меньше. А плотность, соответственно, получится вдвое больше.
См, коэффициенты в формуле для первой (упрощенной) методики — N1*40 . и т.д. 40 — это для дальности обнаружения 25 м, при этом ширина полосы, конечно, в теории — по самим обнаружениям — 25 слева + 25 справа = 50 м. А при пересчете получается как на полосу шириной 25 м. коэффициент-то = 40.
И еще. Если видим в составе авторов фамилию Челинцев, это автоматически означает, что обработка результатов учета включает в себя кучу поправок и прочих статистических допущений. Безусловно, они уточняют результат — при соблюдении условий проведения учета — но я в их расчете так и не разобрался.
В методике Равкина-Челинцева усредняются все дальности обнаружения в пределах B (которая эффективная ширина полосы учёта), причём недоучёт за пределами B компенсируется переучётом вблизи, т.к. там коэффициенты слишком сильно «подбрасывают» численность птиц за счёт иногда случайных близких обнаружений. Т.е. обнаружение в окрестностях B — это нечто близкое к абсолютному учёту, а всё что по сторонам (ближе и дальше) — переучёт или недоучёт.
Меня удивляет, что расчёты по одной и по другой методике так чётко различаются в два раза (см. последний скриншот), хотя получены числа со множеством цифр после целой части.
Ошибки — e(d) — у меня там получились какие-то колоссальные (от 0,24 до 1,2, т.е. от 24 до 120%). Причём уменьшение ошибки возможно только при увеличении числа встреч, независимо ни от их дальности обнаружения (Ri), ни от длины маршрута (L). Я попробовал «поиграть» числом встреч, ну это нужно чтобы многие сотни птиц повстречались, чтобы уменьшить ошибку до хотя бы 10%, получается что численность редких птиц всегда с ошибкой в районе 100%. Это как-то странно. Может, я неверно считаю? Но вроде сложно неверно посчитать по формуле e(d) = 1,2 / КОРЕНЬ(K)
Я бы и рад всё посчитать, не так уж это и трудно, когда всё вбиваешь в эксель, но из-за отсутствия живых примеров, разобраться в этом не так-то просто. А ещё в описании методики упоминается учёт групп, но в самих формулах это так и не отражено (т.к. по идее нужно считать не только группы, но и соотношение «численность в группе / число групп»).
- Челинцев Н.Г., Равкин Е.С. Круговой учет населения птиц и его сравнение с маршрутным учетом. — М. 1995.
- Равкин Ю.С. К методике учета птиц в лесных ландшафтах // Природа очагов клещевого энцефалита на Алтае. Новосибирск. 1967
Что мне не нравится в упрощённой методике, в ней нет никаких оценок статистической погрешности. Также я не встречал статей, в которых бы оценивалась эффективность упрощённой методики.
Так и понятно, почему в два раза. Я выше написал с полосами. Потенциально-50-метровую (расст.обнаруж. до 25, т.е. 25+25) полосу — в смысле, число птиц в ней — умножают на 40, т.е. делают из нее 25-метровую ширину: вдвое. В 200-метровой (т.о. от 26 до 100, т.е. 100+100) — на 10, т.е. делают из нее 100-метровую: опять вдвое. В сущности, это основные полосы, в которые попадает большинство птиц. В 600-метровой — умножают на 3, из нее получается 333 м, т.е. здесь не совсем вдвое. Поэтому у птиц из этой полосы будет не в два раза (отсюда — отличие разницы от 2х). Двухкилометровую (1000+1000 ) умножают на 1, то есть опять из двух км ширины получается 1 км.
Во второй методике этого сужения полосы вдвое не происходит.
У Равкина 1967 , как помнится, суть дела, собственно, проста, примерно то же, что и в упрощенной. Говорится и о разбиении по полосам, и о коэффициентах активности. Могу посмотреть, в оригинале она у меня вроде была.
| Цитата |
|---|
| igor_f написал: Потенциально-50-метровую (расст.обнаруж. до 25, т.е. 25+25) полосу — в смысле, число птиц в ней — умножают на 40, т.е. делают из нее 25-метровую ширину: вдвое. |
Понимаете какое дело, и в той, и в другой методике результат должен получаться в одной системе измерений: ос. / кв. км , и какие бы ни были манипуляции, результат должен быть одинаковый , а не отличный в два раза.
И в Равкине-Челинцеве написано, что итоговая плотность вида D в случае, если нет разделения на поющих и летящих, равна d (т.е. умножения на 2 не происходит).
Получается, что Равкин-Челинцев даёт заниженный в 2 раза результат (результаты распределяются равномерно по 500-метровой полосе). В упрощённой методике происходит пересчёт на 1 км ширины, и тут всё прозрачно.
Благодарю за терпение и прошу прощения, что, может быть «не догоняю», но очень уж хочется разобраться.
Потом статистические ошибки. e(d) = 1,2 / КОРЕНЬ(K), где K = число всех встреченных птиц данного вида. Т.о. ошибка не зависит ни от дальности обнаружения, ни от длины маршрута, а только от того, насколько часто обнаруживаются птицы данного вида. Чем чаще, тем результат достовернее. Чтобы получить ошибку равную 5%, нужно насчитать 576 особей этого вида, для 10% их будет 144. Но если у меня какой-то вид имеет встречаемость 0,145 ос. / км, за 10 км учёта я встречу примерно 1-2 особи. Ошибка составит 85-120%. «Пациент либо жив, либо мёртв» .
Источник
Расчет численности птиц
, где:
Yru — количество рябчиков, зафиксированных на учетных маршрутах при учете в категории « лес» на исследуемой территории ;
Yru j — суммарное количество рябчиков, зафиксированных на учетном маршруте (его части), в категории « лес» , особей.
= 5 + 2 + 3 + 5 + 2 + 1 + 4 + 1 = 23 особи
2. Рассчитываем суммарную длину учетных маршрутов в категории «лес» на исследуемой территории, км
, где:
Eru — длина всех частей учетных маршрутов, проходящих в категории «лес» на исследуемой территории;
Eru j – удвоенная запланированная длина части учетного маршрута, проходящая в категории «лес» на исследуемой территории, км. П ри проведении ЗМУ в один день (с использованием пороши вместо затирки) длина части учетного маршрута не удваивается.
= 10,8 + 14,2 + 12 + 4,8 + 11 + 12 + 9,2 = 74 км (затирка не проводилась, поэтому не удваивается)
3. Рассчитываем ширину учетной полосы, км
, где:
Bru – ширина учетной полосы для рябчика в категории « лес» на исследуемой территории ;
Tru – общее число встреч рябчика в категории « лес» на исследуемой территории ;
Rrui – расстояние от учетчика до центра группы птиц рябчика или до одиночной птицы рябчика для каждой i встречи в категории « лес» на исследуемой территории , км.
= 0,015 км
4. Рассчитываем плотность населения рябчика в категории «лес», ос./тыс. га
, где
Pru – плотность населения рябчика в категории « лес» на исследуемой территории ;
= 103,6 ос./тыс. га
5. Рассчитываем численность рябчика в категории «лес» на исследуемой территории, особей
Zru – ч исленность рябчика в категории « лес» на исследуемой территории ;
Qru – площадь категории «лес» на исследуемой территории, тыс. га.
Zru = Z лес = 103,6 15,6 = 1616 особей
II . В категории «поле» рябчики обнаружены не были → Z поле = 0.
III . В категории «болото» рябчики обнаружены не были → Z болото = 0.
IV . Расчет численности рябчика на исследуемой территории.
Z общая = Z лес + Z поле + Z болото = 1616 + 0 + 0 = 1616 особей.
Источник