校園生物種群探秘

杜娟　劉雅清

[摘? ?要]結合夏季校園小農場中動植物種類繁多的特點，以夏令營為契機組織學生進行校園生物種群探秘活動，探究校園小農場中的生物種類，模擬科學家如何進行種群計數，重點體驗用樣方法和誘捕計數法進行種群密度的測定。

[關鍵詞]校園小農場;生物種群;種群計數

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）23-0080-03

校園是學生最熟悉的地方，校園中的生物也是學生每天隨處可見的，但校園中生物的微觀世界卻常常被學生所忽略。因此，在學校舉辦的以“探究·體驗·成長”為主題的夏令營活動期間，我們帶領熱愛生物的七年級學生來了一場校園生物種群探秘活動，讓學生利用身邊的資源，像生物學家那樣去探索生物的奧秘。

一、地點的選擇

我們學校的校園中開墾了一塊小農場，里面種植有玉米、毛豆等農作物。正值夏季，農作物生長繁茂、碩果累累，吸引了不少動物聚居于此。因此，我們將調查地點選在了校園小農場中。

二、學生的分組

將學生的探究隊伍分成兩組：地下小分隊和地上小分隊，分別探究生活在土壤中的生物和生活在地表上的生物。

三、器材與材料的準備

制作取樣器：為取得一定深度的土壤樣本，學生第一次選取了截取一側封口的金屬飲料罐[1]，但在使用過程中金屬飲料罐很容易變形。對此，學生改用實驗室的鋼質薄口廢液缸代替，其直徑為8 cm，高度為10 cm，每次將其旋進土壤，可獲取約500 mL的土壤，效果良好。

制作昆蟲標本瓶：以裝有酒精棉球的廣口瓶作為標本瓶。

其他實驗器材有鑷子、小鏟、白紙、放大鏡、A4紙自制三角袋、望遠鏡等。

四、調查研究的過程

1.校園生物種群的調查

校園小農場中的植物種類繁多，有玉米、毛豆、番茄、花生、茄子、向日葵、甜瓜、葡萄等，夏令營活動開展時正值六月末，此時大部分植物都已結果。“地上小分隊”首先對校園小農場中的植物的根、莖、葉、花、果實等器官做了一番觀察、識別，并按照一年生草本和多年生木本、有花植物和無花植物、果實是果皮肥厚多肉的肉果還是果皮干燥的干果對其進行初步分類，以此更加深入地了解這些植物，結果如表1。

“地下小分隊”探究土壤中生物的豐富度。他們在校園小農場中選了三塊地方，用取樣器在每塊地方分別取兩次土壤，探究0～8 cm、8～16 cm兩個土壤層的生物類群。將每次獲得的土壤樣本倒在白紙上，用鑷子分揀出發現的生物種類，感興趣的可以將其收集到三角袋或標本瓶中[2]。在0～8 cm土壤層的樣本中，學生發現了兩條蚯蚓、兩只鼠婦、一只蛞蝓和若干只螞蟻;在8～16 cm土壤層的樣本中，學生發現了較0～8 cm土壤層更多的蚯蚓，共5條，還有一只蜈蚣?？偨Y：校園小農場中0～16 cm深的土壤層中生物類群主要有蚯蚓、螞蟻、鼠婦、蛞蝓、蜈蚣，且淺層土壤中的生物種類較深層土壤更豐富一些。

對于生活在地表上的動物，“地上小分隊”采用靜靜觀察或者撥動植物枝葉的方式來尋找，他們發現了蜘蛛、蝗蟲、蚱蜢、菜粉蝶、蜜蜂、大黃粉蟲等。在毛豆田里，學生注意到了生物間的捕食現象：毛豆葉子上有許多網狀蟲眼，仔細翻查枝葉，果然找到不少害蟲，在葉子背面有長1毫米左右的紅蜘蛛，有肉嘟嘟的毛蟲和豆天蛾。在玉米田里，學生還發現了一條食物鏈：一些玉米葉子上黏附著密密麻麻的吸食植物汁液的蚜蟲，而在其附近總能找到幾只正專心捕食蚜蟲的七星瓢蟲。他們還想探究校園中常見的鳥類，為此選擇了定點調查法[3]。一位擅長觀察鳥類、了解上海常見鳥類的學生“潛伏”在菜園旁邊的竹林中定點觀測，記錄半小時內飛過的或者在旁邊樹上棲息的鳥的種類和數量，結果發現常見的鳥類有麻雀、珠頸斑鳩、棕背伯勞、家燕等。最后，學生對所有發現的動物進行匯總分類，并對其數量進行了定性的粗估，結果如表2。

2.校園生物種群數量初測

種群數量特征是生態調查研究的一個基本數據，對于預測生物種群的變化規律、進行生態調控等方面有著重要的意義[4]。鑒于此，我們嘗試啟發學生對校園生物種群做深入調查，模擬生態學家在校園內初步測定生物種群數量。如何簡便地計算數量較多的生物種群的數量？針對不同類型的生物的特征選擇何種測量方式？我們提出這些問題鼓勵學生探究創想。問題提出后，一些學生已經具有由局部預測整體的樣方法思維。通過鼓勵，學生自主搜尋資料，討論實驗方案，我們從旁協助、修正，最后共同總結了常用的幾種種群計數方法：樣方法、標志重捕法、誘捕計數法、去除取樣法等[5]。

那么，選擇哪種方法更適宜在校園中實踐呢？學生想到了毛豆田里的紅蜘蛛或者草坪上的雜草野蒿正適合用樣方法，一致同意后，大家便開始行動。樣方的選取[6]：長方形的毛豆田中植株大致分布均勻，學生選取了豎直的4個樣方，如圖1，每個樣方中包含4株毛豆。種群密度的測定：仔細翻查每片葉子，計數紅蜘蛛的個數，最后求平均值，得到平均每株毛豆上有5只紅蜘蛛?？偡N群數量的計算：數整塊田中共有42株毛豆，所以這塊田中紅蜘蛛的總數有42 × 5=210（只）。

校園農場中有一塊大草坪，上面零零散散地長著一種常見的雜草——野蒿。同樣用樣方法，因為這次測定的面積較大，學生選了3 m×3 m的正方形樣方，共5個，如圖2。每次用木棍定住正方形的四個點，四位學生站在四個點上，一位學生在其中數，很快5個樣方中的野蒿數就匯總好了，再求平均值得到野蒿的種群密度為1.8株/m2。

除了樣方法，誘捕計數法也是在校園實踐中方便可行的生物種群計數方法。夏季里，我們的校園各處都掛著一個個綠色的網狀小籠子，這種籠子叫作捕蠅籠，是為了誘殺蒼蠅統一投放的。捕蠅籠的原理是在底盤中裝入誘餌吸引蒼蠅，入口處做成倒漏斗狀，蒼蠅起飛時往上飛，進去了就出不來了。這種籠誘法也是監測成蠅密度和種類的常見方法，即計數一定時間和地點內捕獲的蒼蠅的數量和種類，以此反映某個地方成蠅的密度[7]。校園中的捕蠅籠是統一時間投放的，學生在校園中調查了一圈，粗估不同地方的捕蠅籠中蒼蠅的數量。經比較，在向陽且植物較多的地方蒼蠅種群密度明顯高于背陰面植物較少的地方。

五、調查研究的總結

隨著時代的發展，生物學的學習已不再局限于生物課本身，豐富而真實的校園及其資源是天然的生物實驗室，教師應充分利用校園資源豐富的優勢，尋找生物探究學習的切入點，為學生創設更多拓展學習的機會[8]。七年級學生經過科學課的學習，已了解了常見動植物的基本特征，掌握了基本的動植物分類知識，對動植物也充滿了濃厚的學習興趣。夏季的校園小農場，動植物種類繁多，據此我們以夏令營為契機，組織學生進行了一場生物種群探秘活動，不僅探究了校園農場中的動植物種類，還拓展模擬了科學家如何進行種群計數，重點體驗了用樣方法和誘捕計數法進行種群密度的測定。

在動植物種類的探究中，除了探究地表上的動植物的種類外，學生還利用自制的取樣器探究了不同土壤層中動物的豐富度，并利用定點調查法探究了校園常見的鳥類。最后，學生將所觀察到的動植物進行分類制表及學習用樹脂膠制作昆蟲標本。在這個過程中，學生對動植物有了更深刻的認識。由于調查環境的限制，我們只進行了樣方法和誘捕計數法的嘗試，學生在探究過程中找到了適于樣方法計數的毛豆葉子上的紅蜘蛛、草坪上的野蒿，合作完成了選樣方、測定密度、計數、計算種群數量等過程，提高了學生的團結協作能力和動手能力。在種群計數的實踐活動中，對于隨機取樣方法、樣方內準確計數的原則等細節，我們沒有對學生做過多的要求，而是結合學生現階段的水平更多地協助他們在動手實踐的過程中體驗生物探究的樂趣，讓他們在做中質疑思考、總結學習。

本文為中學生利用校園資源進行生物種群探究、模擬生物種群計數提供了一定的參考方法，后續我們還希望對不同季節校園生物的種群特點進行探究，為校園制作一本四季生物手冊，也思考更多利用校園資源進行生物拓展探究的方法，為更多熱愛生物學習的學生提供實踐課堂。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 朱正威，趙占良.普通高中課程標準實驗教科書·生物（必修3）：穩態與環境[M].北京：人民教育出版社， 2007.

[2]? 朱小碗. 校園內土壤小動物類群豐富度調查研究報告[J]. 科學教育， 2010（5）：76-77.

[3]? 王煒，楊梅，楊敏，等. 昆明動物園野生鳥類多樣性調查[J].西南林學院學報， 2009（3）：62-66.

[4]? 鄭維列，田大倫，盧杰，等. 高寒植物長鞭紅景天種群結構及數量特征[J].植物研究，2009（4）：402-410.

[5]? 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.

[6]? 肖崇德，王新，田樹青.? “用樣方法調查草地中雙子葉植物的種群密度”實驗設計、實施與建議[J]. 生物學通報，2016（12）：10-12.

[7]? 冷培恩，徐仁權，朱仁義. 蠅類密度監測方法的現狀[J]. 寄生蟲與醫學昆蟲學報，2005（3）：189-192.

[8]? 凌玉弦，沈葉明，周雪瑞. 校園生物資源在中學生物學教學中的應用[J]. 安徽農業科學，2015（12）： 317-318.

（責任編輯 黃春香）