淺析黑光燈誘捕法調查種群密度

陳玲

摘 要：對于種群密度的調查，中學教材上詳細敘述了樣方法和標志重捕法，同時還提到了黑光燈誘捕的方法可以調查趨光昆蟲的種群密度，但是并沒有具體的介紹。本文針對這種方法如何調查種群密度做了簡要闡述。

關鍵詞：黑光燈誘捕;種群密度;去除取樣法

之前關于黑光燈誘捕法關注甚少，但是2018年高考理綜全國卷Ⅲ第6題卻將其當做了考點，題目如下：

某同學應用黑光燈誘捕的方法對農田中具有趨光性的昆蟲進行調查，下列敘述錯誤的是

A.趨光性昆蟲是該農田生態系統的消費者

B.黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學信息

C.黑光燈誘捕的方法可用于調查某種趨光性昆蟲的種群密度

D.黑光燈誘捕的方法可用于探究該農田趨光性昆蟲的物種數目

這道題要選出正確答案B并不難，但是對于選項C，黑光燈誘捕的方法如何調查趨光性昆蟲的種群密度？通過對多種文獻的研究，本人將在本文做簡單闡述。

人教版生物必修3《穩態與環境》第62頁有如下敘述：“對于有趨光性的昆蟲，還可以用黑光燈進行燈光誘捕的方法調查它們的種群密度。”并在教材中給出了黑光燈的設計圖（見下圖1）。配套的《教師教學用書》上沒有提供相關信息。

黑光燈是一種特制的氣體放電燈，能發出波長為360nm左右的紫外光波，這種紫外線一般是人眼不可見的，所以叫做“黑光”。但是很多的趨光昆蟲卻很喜歡這段波長的光，所以我們可以利用它們的這種習性，引誘它們從暗處飛向光源，并在黑光燈附近放置電網或殺蟲劑（例如上圖中的“毒瓶”），當被黑光燈引誘而來的昆蟲接觸電網或者殺蟲藥時，即可致死。[1]所以，黑光燈常用作農田誘殺害蟲的有效武器。那么，如何用上圖中誘殺的昆蟲來估算種群密度呢？

首先，我們要清楚種群密度的概念。在高等教育出版社出版的《基礎生態學（第2版）》中這樣描述：“種群的密度是單位面積、單位體積或單位生境中個體的數目。”本書還指明種群密度又大體可分為絕對密度和相對密度兩類。絕對密度是單位面積或空間的實有個體數，而相對密度則只是表示種群密度高低的一個相對指標。[2]如每公頃有10只黃鼠是絕對密度，而每100個鼠夾每天捕獲10只黃鼠則是相對密度。在高中階段學習的樣方法和標志重捕法就是估算種群的絕對密度。

用黑光燈誘捕的方法得到某種趨光昆蟲的相對密度是很簡單的，只需要在該區域均勻放置適宜數量的黑光燈，每日統計捕捉到的該昆蟲的數量即可，這樣得到的并不是該種群的具體數量，而是多度等級。這種統計的意義主要在于與往年的情況進行對比，預測害蟲的成災程度。例如今年每個黑光燈每晚捕獲30只某害蟲，查閱往年的數據得知每個黑光燈每晚捕獲20只該種害蟲就會爆發嚴重的蟲災，那么今年的蟲災就已經達到非常嚴重的程度了，必須及時采取滅蟲措施。

利用這種方法估算某種昆蟲的絕對密度屬于去除取樣法，該方法的原理是在一個封閉的種群里，用同樣的方法連續捕捉被調查動物，隨著連續的捕捉，導致種群內個體數逐漸減少，造成每次捕獲數逐次遞減，但捕獲的總累積數則逐漸增加，當單次捕獲數降到0時，捕獲的總累積數就等于該種群的總個體數。[3]我們將第i次單次捕獲數記作yi，將第i次捕獲后的捕獲累計數（即第1次至第i次捕獲數的總和）記作xi，將所統計出的xi和yi的數據點在直角坐標平面上，則是呈直線變化趨勢的散布圖，因此每次捕獲數與捕獲總累積數的關系符合一元線性回歸方程y=a+bx。其中y表示每次捕獲數，x表示捕獲的總累積數，a表示一元線性回歸方程擬合線在縱坐標上的截距，b表示一元線性回歸方程擬合線的斜率，隨著xi的增加，種群內個體數量逐漸減少，yi應該逐漸減小，即xi與yi呈負相關，所以b<0。通過制作直線回歸圖，或者運用生物統計的方法，就可以得到a和b的具體數值。這樣，當y=0時的x值即為種群數量的估計值，也就得到了種群密度的估算值。

綜上所述，不論是相對密度的調查還是絕對密度的調查，黑光燈誘捕的方法對于趨光昆蟲都是可行的。因為去除取樣法涉及到一元線性回歸方程的計算，高中生還不具備這樣的數學基礎，所以具體方法并不做要求。但是教師應該讓學生理解基本原理，結合實際了解黑光燈在農林業上的應用，將所學知識運用到生活生產中。

參考文獻

[1] 徐學成.黑光燈[J].電子技術，1964（09）：27-28.

[2] 婁安如等.種群動態[M]//基礎生態學.第2版.高等教育出版社，2007：67-70.

[3] 葉建偉.淺析去除取樣法調查種群密度[J].生物學通報，2011（12）：13-15.