“用標志重捕法調查動物的種群密度”的探究活動設計

趙紫平

(甘肅省臨夏中學 731100)

在調查種群密度時，對于活動能力較強的動物，如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲等一般采用標志重捕法。就是在一個有比較明確界限的區域內，捕捉一定數量的動物進行標志，然后放回，經過一段時間后，再進行重捕。根據重捕樣本中標志者的比例就可估算出該區域當時的種群總數，計算出某種動物的種群密度。具體探究活動設計如下。

1 教學目標

(1)運用標志重捕法調查動物的種群密度，學會做野外調查記錄。

(2)關注周圍生物的生存狀況，描述身邊的動物和它們生活的環境。

2 材料器具

米象、內徑為50×50×10 cm的盤子、面粉、有色快干漆、毛筆、指形管、培養皿。

3 探究活動

3.1 分組 每2位學生一組，在盤子中倒入面粉，使面粉的厚度達到5 cm。取80只生命力強的未標記的米象放入面粉中。

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

思考：為什么在培養皿中要墊上濕濾紙？放入冰箱后，是什么因素導致米象靜止不動。給米象做標記時應該注意哪些問題？

3.3 重捕 1 d后，在面粉中隨機確定50個取樣點。在取樣點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后才進行重捕？在重捕時怎樣符合隨機取樣的要求？

3.4 計數 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，將管內的面粉和米象導入培養皿，逐個登記標志和未標志的米象數(表1)，直至取出米象總數達到20只時停止，或者重捕到有標志的個體數達到4只以上時停止。

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行計數？

3.5 統計分析 各組學生根據自己的實驗數據，按照標志重捕法的計算公式計算種群總數。

該地段全部個體數記作N,其中標志個體數為M,重捕個體數為n,重捕標志數m,根據總數中標志的比例與重捕取樣中比例相同的假定,就可估計出N,即：N∶M = n∶m，得N=M×n÷m，但N只是種群總數的估計值，在實際調查中，還需要進一步測定該估計值的可信度，進行更科學的統計。按重捕數達到20只時停止，進行計算N的數目。按重捕到含標志個體數達到4只時停止，進行計算N的數目。

4 分析討論

(1)將本小組的調查結果與投放面粉中的實際值比較，討論以下問題：①數據之間有沒有差別？如果有，原因是什么？②本小組的調查方法有沒有值得改進的地方？

(2)比較本小組按取樣順序累計值計算出的種群總數，你能得出什么結論？

應用標志重捕法估計種群密度時必須注意以下幾個條件：

(1)標志物和標志方法必須對動物的身體不會產生傷害。如選用著色標志時,要注意色素無害而溶劑可能有毒；如果用切趾、剪翅等方法標志動物時,不能影響被標志動物正常的活動或者導致疾病、感染等。

(2)標志不能過分醒目。因為過分醒目的個體,在自然界中有可能改變與捕食者之間的關系,最終有可能改變樣本中標志個體的比例而導致結果失真。

(3)標志符號必須能夠維持一定的時間,在調查研究期間不能消失。

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

(5)種群是封閉的，即沒有遷入和遷出，即使有遷移現象也是可以測定的。

(6)在研究期間沒有出生或死亡，或能測出出生和死亡的數量。