“用標(biāo)志重捕法調(diào)查動(dòng)物的種群密度”的探究活動(dòng)設(shè)計(jì)

趙紫平

(甘肅省臨夏中學(xué) 731100)

在調(diào)查種群密度時(shí)，對(duì)于活動(dòng)能力較強(qiáng)的動(dòng)物，如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲等一般采用標(biāo)志重捕法。就是在一個(gè)有比較明確界限的區(qū)域內(nèi)，捕捉一定數(shù)量的動(dòng)物進(jìn)行標(biāo)志，然后放回，經(jīng)過一段時(shí)間后，再進(jìn)行重捕。根據(jù)重捕樣本中標(biāo)志者的比例就可估算出該區(qū)域當(dāng)時(shí)的種群總數(shù)，計(jì)算出某種動(dòng)物的種群密度。具體探究活動(dòng)設(shè)計(jì)如下。

1 教學(xué)目標(biāo)

(1)運(yùn)用標(biāo)志重捕法調(diào)查動(dòng)物的種群密度，學(xué)會(huì)做野外調(diào)查記錄。

(2)關(guān)注周圍生物的生存狀況，描述身邊的動(dòng)物和它們生活的環(huán)境。

2 材料器具

米象、內(nèi)徑為50×50×10 cm的盤子、面粉、有色快干漆、毛筆、指形管、培養(yǎng)皿。

3 探究活動(dòng)

3.1 分組 每2位學(xué)生一組，在盤子中倒入面粉，使面粉的厚度達(dá)到5 cm。取80只生命力強(qiáng)的未標(biāo)記的米象放入面粉中。

3.2 標(biāo)志 取20只生命力強(qiáng)的米象放入墊有濕濾紙的培養(yǎng)皿中，加蓋，再放到冰箱里，約2 min后，或米象不動(dòng)后，將培養(yǎng)皿取出，使米象背朝上，用小號(hào)的毛筆在米象的一只鞘翅上涂上一小滴快干漆。漆干后，將標(biāo)志的米象加到盤中面粉中，在木盤上貼好標(biāo)簽，記載標(biāo)記蟲數(shù)和未標(biāo)記的蟲數(shù)。

思考：為什么在培養(yǎng)皿中要墊上濕濾紙？放入冰箱后，是什么因素導(dǎo)致米象靜止不動(dòng)。給米象做標(biāo)記時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？

3.3 重捕 1 d后，在面粉中隨機(jī)確定50個(gè)取樣點(diǎn)。在取樣點(diǎn)依次將指形管管口朝下迅速壓入面粉，直至碰到盤底。

思考：為什么要等1 d后才進(jìn)行重捕？在重捕時(shí)怎樣符合隨機(jī)取樣的要求？

3.4 計(jì)數(shù) 全部管子壓入面粉之后，用一張硬紙片插入管口下面，再將紙片和管子一起取出，將管內(nèi)的面粉和米象導(dǎo)入培養(yǎng)皿，逐個(gè)登記標(biāo)志和未標(biāo)志的米象數(shù)(表1)，直至取出米象總數(shù)達(dá)到20只時(shí)停止，或者重捕到有標(biāo)志的個(gè)體數(shù)達(dá)到4只以上時(shí)停止。

表1 重捕的米象登記表

思考：為什么等到全部指形管壓入面粉后才逐一取出進(jìn)行計(jì)數(shù)？

3.5 統(tǒng)計(jì)分析 各組學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照標(biāo)志重捕法的計(jì)算公式計(jì)算種群總數(shù)。

該地段全部個(gè)體數(shù)記作N,其中標(biāo)志個(gè)體數(shù)為M,重捕個(gè)體數(shù)為n,重捕標(biāo)志數(shù)m,根據(jù)總數(shù)中標(biāo)志的比例與重捕取樣中比例相同的假定,就可估計(jì)出N,即：N∶M = n∶m，得N=M×n÷m，但N只是種群總數(shù)的估計(jì)值，在實(shí)際調(diào)查中，還需要進(jìn)一步測(cè)定該估計(jì)值的可信度，進(jìn)行更科學(xué)的統(tǒng)計(jì)。按重捕數(shù)達(dá)到20只時(shí)停止，進(jìn)行計(jì)算N的數(shù)目。按重捕到含標(biāo)志個(gè)體數(shù)達(dá)到4只時(shí)停止，進(jìn)行計(jì)算N的數(shù)目。

4 分析討論

(1)將本小組的調(diào)查結(jié)果與投放面粉中的實(shí)際值比較，討論以下問題：①數(shù)據(jù)之間有沒有差別？如果有，原因是什么？②本小組的調(diào)查方法有沒有值得改進(jìn)的地方？

(2)比較本小組按取樣順序累計(jì)值計(jì)算出的種群總數(shù)，你能得出什么結(jié)論？

應(yīng)用標(biāo)志重捕法估計(jì)種群密度時(shí)必須注意以下幾個(gè)條件：

(1)標(biāo)志物和標(biāo)志方法必須對(duì)動(dòng)物的身體不會(huì)產(chǎn)生傷害。如選用著色標(biāo)志時(shí),要注意色素?zé)o害而溶劑可能有毒；如果用切趾、剪翅等方法標(biāo)志動(dòng)物時(shí),不能影響被標(biāo)志動(dòng)物正常的活動(dòng)或者導(dǎo)致疾病、感染等。

(2)標(biāo)志不能過分醒目。因?yàn)檫^分醒目的個(gè)體,在自然界中有可能改變與捕食者之間的關(guān)系,最終有可能改變樣本中標(biāo)志個(gè)體的比例而導(dǎo)致結(jié)果失真。

(3)標(biāo)志符號(hào)必須能夠維持一定的時(shí)間,在調(diào)查研究期間不能消失。

(4)在下次取樣之前，被標(biāo)志的動(dòng)物必須在種群中完全混合均勻，這也是標(biāo)志重捕的前提。

(5)種群是封閉的，即沒有遷入和遷出，即使有遷移現(xiàn)象也是可以測(cè)定的。

(6)在研究期間沒有出生或死亡，或能測(cè)出出生和死亡的數(shù)量。