《Applied Animal Behaviour Science》：Developing a methodology to identify personalities in farmed red deer
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B.R. 汤普森 | D.R. 史蒂文斯 | I.J. 戈登 | T.M.R. 麦克斯韦尔 | S. 齐登博斯 | K.G. 多兹 | D. 特里亚迪斯 | P. 格雷戈里尼新西兰莫斯吉尔Invermay农业中心AgResearch生物经济科学研究所摘要理解个体的性格特征被认为是
B.R. 汤普森 | D.R. 史蒂文斯 | I.J. 戈登 | T.M.R. 麦克斯韦尔 | S. 齐登博斯 | K.G. 多兹 | D. 特里亚迪斯 | P. 格雷戈里尼
新西兰莫斯吉尔Invermay农业中心AgResearch生物经济科学研究所
摘要
理解个体的性格特征被认为是一种提高畜牧生产力的方法，通过更好地将个体与农业系统相匹配来实现。然而，目前尚不存在针对养殖红鹿的标准化方法来达到这一目标。本研究探讨了使用可穿戴技术和统计分析技术来收集数据，以识别养殖红鹿（Cervus elaphus）的行为特征和性格特点。研究人员为68只红鹿配备了定制的可穿戴项圈，在7天内收集数据以观察各种行为。通过比较不同的统计方法，测试了行为的一致性和稳定性，这些是性格特征的基本指标。行为一致性是指个体在群体中保持其行为表现相对差异的程度；而行为稳定性则是衡量个体行为表现随时间和情境变化的程度。使用肯德尔一致性系数和线性混合模型得出的类内相关系数来研究行为表现的一致性。个体稳定性得分和相对可塑性系数用于研究行为稳定性/可塑性。不同行为的一致性在群体中存在差异，但总体上表现出中等到强的稳定性。在这种情况下，肯德尔一致性系数是最有信息量的方法，因为它衡量的是相对排名的一致性而非绝对一致性。行为稳定性在群体中也有差异，但两种方法都提供了有价值的信息。研究表明，可穿戴技术与统计分析技术的结合可以量化红鹿的行为，并评估其行为的一致性和稳定性，从而有助于推断个体的性格特征。
引言
动物的行为和反应会因其所处的环境而有所不同。然而，动物会表现出在空间和时间背景下一致的个人化且可重复的行为变化，这通常被称为性格（Réale等人，2007年）。识别和利用性格特征被认为是一种提高畜牧生产力的方法，通过更好地将个体动物与环境和农业系统相匹配（Gregorini等人，2017年；Moreno García等人，2020年；Thompson等人，2024年）。例如，在放牧环境中，探索范围更广、在水源附近停留时间较少的牛在圈养条件下表现出更高的皮质醇水平（Wesley等人，2012年）。像皮质醇这样的应激激素水平升高会对动物福利和生产力产生负面影响（Besharati等人，2024年）。能够确定个体的性格并将其与合适的农业环境相匹配可能有助于减少压力，从而对动物福利和生产力产生积极影响。
要描述一个人的性格，必须以能够真实反映个体间行为一致性的方式记录行为（Sih等人，2004年），同时考虑个体行为的一定稳定性（Dingemanse等人，2010年）。需要一种标准化的方法来收集一致的数据，使用经过验证的技术来检测和识别用于性格评估的行为（Thompson等人，2024年）。
历史上，行为数据的收集非常繁琐（Chambers等人，1981年；Gordon，1995年），并且依赖于主观测量（Carter等人，2012年），这些测量通常在人为设计的环境中进行，旨在减少可能影响行为表现的非目标行为的影响（Réale等人，2007年）。可穿戴设备的使用提供了在现实环境中记录动物行为的机会，从而自动化和简化了数据收集过程（Klingstr?m等人，2024年）。可穿戴技术被认为可以提高农场生产力（Shalloo等人，2021年），同时改善动物福利（Neethirajan，2017年）和环境结果（Lovarelli等人，2020年），因此已经在农场中得到应用（例如活动项圈）。市场上可穿戴设备的普及以及利用开源硬件定制设备的能力进一步降低了制造成本，使得为不同牲畜种类开发、测试和验证新的可穿戴设备成为可能（Cain和Cross，2018年；Klingstr?m等人，2024年）。
Thompson等人（2024年）提出了一种利用行为特征来识别性格的框架和方法。该框架基于Réale等人（2007年）提出的动物性格模型，而后者又是基于人类五因素性格模型发展而来的。Thompson等人（2024年）的框架采用了Réale等人（2007年）提出的五个轴中的三个：活动轴（1），关注与能量和营养获取相关的行为，包括时间预算的组成部分，如放牧时间和反刍时间；探索轴（2），定义个体与其所处环境的互动方式，通过每日利用范围和每日行走距离等指标来衡量个体的探索意愿；社交轴（3），描述个体与同伴的互动方式以及个体的社交偏好，使用最近邻居和给定距离内的群体规模等指标（Thompson等人，2024年）。该框架并非旨在涵盖所有行为方面，而是基于可穿戴设备能够收集到的可能具有信息量的行为来设计的，以克服上述客观、可重复数据收集的挑战。
虽然个体在群体中相对于其他个体的行为表现一致性是性格的一个基本原则，但根据所处环境的不同，个体的行为表现也可能表现出一定的可塑性（Dingemanse等人，2010年；Bucklaew和Dochtermann，2021年）。行为反应的可塑性被认为有助于个体适应变化的环境（Finkemeier等人，2018年）。能够快速适应新环境被视为进化中的一个重要优势，但同时也认识到高水平的可塑性会带来一定的代价（DeWitt等人，1998年）。因此，了解个体的可塑性对于全面理解其行为反应至关重要。
本研究的目的是测试可穿戴技术收集牲畜行为数据的能力，以表征活动、探索和社交这三个提出的行为轴，从而帮助识别个体的性格特征。为此，数据需要反映群体内个体间的差异以及个体内部行为稳定性的变化（可塑性）。
章节片段
方法
所有实验程序均获得了AgResearch动物伦理委员会的预先批准（项目编号446），这符合新西兰1999年《动物福利法》的要求。
本实验在2023年1月和2月的哺乳后期使用了定制的可穿戴设备，对养殖红鹿（Cervus elaphus）进行了14天的数据收集。
数据收集
所有部署的项圈均被回收，其中86个项圈中有68个（79%）包含了数据。在18个未记录数据的项圈中，3个的SD卡损坏，1个电池故障，其余14个由于编程问题未能记录数据。另有1个项圈的数据因性能不佳被排除在分析之外，还有242个个体空间点因超出使用区域边界20米而被移除。
讨论
本实验中，可穿戴技术与数据分析技术的结合展示了项圈安装传感器从养殖雌性红鹿那里收集数据的潜力，从而验证了Thompson等人（2024年）提出的行为轴的概念。尽管传感器的成功率低于预期，但收集到的数据分辨率高于传统的视觉观察方法（1次扫描对比30次扫描）。
CRediT作者贡献声明
Thompson Bryan Robert：撰写——初稿、软件、资源、项目管理、方法论、研究、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。P. Gregorini：撰写——审阅与编辑、监督、方法论、研究、概念化。D. Triadis：方法论、正式分析。K.G. Dodds：撰写——审阅与编辑、正式分析。S. Zydenbos：监督。T.M.R. Maxwell：撰写——审阅与编辑、监督、方法论。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢AgResearch的战略科学投资基金和新西兰鹿业协会对本研究项目的资助。同时，我们也感谢Invermay农业中心的AgResearch工作人员以及农业系统和统计团队的研究人员在研究试验期间提供的动物管理、操作和数据处理方面的帮助。
