探究不同樣方法調(diào)查植物的種群密度

魏志琴+盧婭

摘 要 利用不同樣方法調(diào)查遵義市新蒲濕地公園黃花蒿的種群密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五點(diǎn)式、對(duì)角線式、等距式、雙對(duì)角線式和棋盤(pán)式五種方法調(diào)查的黃花蒿的種群密度的p值都大于0.05，表示用這五種方法測(cè)得黃花蒿的種群密度差異不顯著；說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)中的所有方法都是可行的。實(shí)驗(yàn)中使用5種方法對(duì)黃花蒿的種群密度進(jìn)行了調(diào)查，增加了方法的多樣性，可以對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 種群密度 樣方法 黃花蒿

中圖分類(lèi)號(hào) Q-331 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

在人教版高中生物學(xué)必修三教材中，“樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的探究實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生嘗試探究調(diào)查種群密度是本節(jié)的重要教學(xué)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是達(dá)成高中生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)的基本途徑和方法之一。本次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用多種方法調(diào)查植物的種群密度，選取實(shí)驗(yàn)地段并確定實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)比不同的樣方法測(cè)得的黃花蒿的種群密度，為教師的教學(xué)工作提供借鑒。

此次實(shí)驗(yàn)選取遵義市新蒲濕地公園作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，主要是考慮到其地形平坦，便于設(shè)置樣方；以雙子葉植物黃花蒿為實(shí)驗(yàn)對(duì)象是由于黃花蒿是常見(jiàn)的雙子葉植物，容易識(shí)別。本次實(shí)驗(yàn)除了采取課本上的等距式和五點(diǎn)式，還增加了對(duì)角線式、雙對(duì)角線式、棋盤(pán)式，增加了實(shí)驗(yàn)方法的多樣性。

1 制定計(jì)劃

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

（1） 掌握測(cè)量植物種群密度的方法；

（2） 比較不用樣方法所測(cè)量的植物種群密度的差異。

提出問(wèn)題：不同樣方法調(diào)查黃花蒿的種群密度結(jié)果差異是否顯著？

做出假設(shè)：運(yùn)用不同樣方法調(diào)查黃花蒿種群密度結(jié)果差異不顯著。

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：本次實(shí)驗(yàn)以遵義市濕地公園作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。遵義市新蒲濕地公園位于遵義東部新區(qū)，風(fēng)景優(yōu)美，將城市因素與濕地相連，建造了一個(gè)植物多樣、地形寬闊平坦的生態(tài)系統(tǒng)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2015年3月12日。

準(zhǔn)備材料：皮尺、繩子、木棍、記錄本、鉛筆。

確定調(diào)查對(duì)象：選擇雙子葉植物作為調(diào)查對(duì)象，因?yàn)閱巫尤~草本植物通常是叢生和蔓生的，葉脈一般呈條形或披針形，從地上部分難以辨別是一株還是多株；而雙子葉植物葉脈一般是網(wǎng)狀，容易辨別個(gè)體數(shù)目。

確定樣方：按實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)地段拉出樣方，每個(gè)樣方的大小均為1 m×1 m。

計(jì)數(shù)：記錄每個(gè)樣方內(nèi)黃花蒿的種群數(shù)量（株/m2）。

計(jì)算種群密度：樣方中黃花蒿的總數(shù)除以樣方個(gè)數(shù)，即為黃花蒿的種群密度（株/m2）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

樣方法是估算種群密度最常用的方法之一，是指在若干樣方中計(jì)數(shù)全部個(gè)體，然后將其平均數(shù)推廣，來(lái)估計(jì)種群總體數(shù)量的方法。

（1） 五點(diǎn)式取樣法：確定調(diào)查的地段之后，圈出一個(gè)長(zhǎng)為40 m、寬為30 m的長(zhǎng)方形樣地；用繩拉出該地段的兩條對(duì)角線，在樣地的中心處確定一個(gè)面積為1 m2的樣方記為樣方1，然后如圖1中位置確定樣方2、3、4、5，共5個(gè)樣方。

（2） 等距式取樣法：確定調(diào)查的地段之后，圈出一個(gè)長(zhǎng)為40 m、寬為30 m的長(zhǎng)方形樣地；等距取5個(gè)1 m2的樣方，記為樣方1、2、3、4、5，共5個(gè)樣方，如圖2所示。

（3） 對(duì)角線式取樣法：確定調(diào)查的地段之后，圈出一個(gè)為長(zhǎng)為40 m、寬為30 m的長(zhǎng)方形樣地；用繩拉出該地段的任意一條對(duì)角線，在這條對(duì)角線中心處取一個(gè)樣方，記為樣方1，以樣方1為中心樣方，往兩邊分別取樣方2、3及樣方4、5，共5個(gè)樣方，如圖3所示。

（4） 雙對(duì)角線式取樣法：確定調(diào)查的地段之后，圈出一個(gè)圖形長(zhǎng)為40 m、寬為30 m的長(zhǎng)方形樣地；用繩拉出該地段的兩條對(duì)角線，按單對(duì)角線式先在一條對(duì)角線上取5個(gè)樣方，記為樣方1、2、3、4、5。再在另一條對(duì)角線上取五個(gè)樣方，記為樣方6、7、8、9、10，中心樣方1和10重疊，共10個(gè)樣方，如圖4所示。

（5） 棋盤(pán)式取樣法：確定調(diào)查的地段之后，圈出一個(gè)為長(zhǎng)50 m、寬30 m的長(zhǎng)方形樣地；首先在用繩拉出該長(zhǎng)方形樣地ABCD的中線EF，按等距取樣法在中線EF上等距取四個(gè)樣方記為樣方1、2、3、4，然后作長(zhǎng)方形ABEF的中線HI，在HI上等距取三個(gè)樣方，記為樣方5、6、7；同樣，作長(zhǎng)方形CDEF的中線JK，并在JK上等距取三個(gè)樣方，記為樣方8、9、10，共10個(gè)樣方，如圖5所示。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中的各種方法，記錄不同的樣方法測(cè)得的每個(gè)樣方內(nèi)黃花蒿的數(shù)量（見(jiàn)表1、表2）。

由表1可以看出，在選取樣方個(gè)數(shù)都是5的方法中，五點(diǎn)式測(cè)得黃花蒿的種群密度為16.2株·m-2，等距式測(cè)得黃花蒿的種群密度為12.8株·m-2，對(duì)角線式測(cè)得黃花蒿的種群密度為13.2株·m-2。由表2可以看出，在選取樣方個(gè)數(shù)都是10個(gè)樣方的方法中，雙對(duì)角線式測(cè)得黃花蒿的種群密度為19.8株·m-2，棋盤(pán)式測(cè)得黃花蒿的種群密度為18.9株·m-2。

此次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，表3中1、2、3、4、5分別表示五點(diǎn)式、等距式、對(duì)角線式、雙對(duì)角線式、棋盤(pán)式調(diào)查的黃花蒿的種群密度。

對(duì)比樣方數(shù)都是5的三種方法中，五點(diǎn)式與等距式P值為0.785（P>0.05）表示差異不顯著；五點(diǎn)式與對(duì)角線式相比P值為0.524（P>0.05）表示差異不顯著；等距式與對(duì)角線式相比P值為0.702（P>0.05）表示差異不顯著。

對(duì)比所選樣方個(gè)數(shù)都是10的兩種方法中，雙對(duì)角線式與棋盤(pán)式相比P值為0.919（P>0.05）表示差異不顯著。

對(duì)比樣方數(shù)為5和樣方數(shù)為10的不同方法，五點(diǎn)式與雙對(duì)角線式相比P值為0.739（P>0.05）表示差異不顯著；五點(diǎn)式與棋盤(pán)式相比P值為0.802（P>0.05）表示差異不顯著。等距式與雙對(duì)角線式相比P值為0.518（P>0.05）表示差異不顯著；等距式與棋盤(pán)式相比P值為0.573（P>0.05）表示差異不顯著。對(duì)角線與雙對(duì)角線式相比P值為0.305（P>0.05）表示差異不顯著；對(duì)角線式與棋盤(pán)式相比P值為0.342（P>0.05）表示差異不顯著。數(shù)據(jù)表明，無(wú)論是用哪種樣方法調(diào)查黃花蒿的種群密度，差異都不顯著，說(shuō)明這些方法都是可行的，都可以用來(lái)測(cè)量植物的種群密度。

種群密度調(diào)查是高中生物的重要實(shí)驗(yàn)之一，應(yīng)用非常廣泛，如農(nóng)林害蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，漁業(yè)捕撈強(qiáng)度的確定等，都需要對(duì)種群密度進(jìn)行調(diào)查研究。生物學(xué)是一門(mén)自然學(xué)科，建立在一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，生物學(xué)的教學(xué)要對(duì)應(yīng)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能培養(yǎng)學(xué)生探究能力、創(chuàng)新能力和思維能力，還可以提高教學(xué)效率，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

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