探究不同樣方法調查植物的種群密度

魏志琴+盧婭

摘 要 利用不同樣方法調查遵義市新蒲濕地公園黃花蒿的種群密度。實驗結果表明，五點式、對角線式、等距式、雙對角線式和棋盤式五種方法調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得黃花蒿的種群密度差異不顯著；說明本次實驗中的所有方法都是可行的。實驗中使用5種方法對黃花蒿的種群密度進行了調查，增加了方法的多樣性，可以對高中生物學實驗教學提供一定的參考。

關鍵詞 實驗教學 種群密度 樣方法 黃花蒿

中圖分類號 Q-331 文獻標志碼 B

在人教版高中生物學必修三教材中，“樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”的探究實驗是重要的教學內容，讓學生嘗試探究調查種群密度是本節的重要教學任務。實驗教學是高中生物學教學的重要組成部分，是達成高中生物學教學目標的基本途徑和方法之一。本次實驗運用多種方法調查植物的種群密度，選取實驗地段并確定實驗對象，對比不同的樣方法測得的黃花蒿的種群密度，為教師的教學工作提供借鑒。

此次實驗選取遵義市新蒲濕地公園作為實驗地點，主要是考慮到其地形平坦，便于設置樣方；以雙子葉植物黃花蒿為實驗對象是由于黃花蒿是常見的雙子葉植物，容易識別。本次實驗除了采取課本上的等距式和五點式，還增加了對角線式、雙對角線式、棋盤式，增加了實驗方法的多樣性。

1 制定計劃

實驗目的：

（1） 掌握測量植物種群密度的方法；

（2） 比較不用樣方法所測量的植物種群密度的差異。

提出問題：不同樣方法調查黃花蒿的種群密度結果差異是否顯著？

做出假設：運用不同樣方法調查黃花蒿種群密度結果差異不顯著。

實驗地點：本次實驗以遵義市濕地公園作為實驗地點。遵義市新蒲濕地公園位于遵義東部新區，風景優美，將城市因素與濕地相連，建造了一個植物多樣、地形寬闊平坦的生態系統。

實驗時間：2015年3月12日。

準備材料：皮尺、繩子、木棍、記錄本、鉛筆。

確定調查對象：選擇雙子葉植物作為調查對象，因為單子葉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狀，容易辨別個體數目。

確定樣方：按實驗方法在實驗地段拉出樣方，每個樣方的大小均為1 m×1 m。

計數：記錄每個樣方內黃花蒿的種群數量（株/m2）。

計算種群密度：樣方中黃花蒿的總數除以樣方個數，即為黃花蒿的種群密度（株/m2）。

2 實驗方法

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數全部個體，然后將其平均數推廣，來估計種群總體數量的方法。

（1） 五點式取樣法：確定調查的地段之后，圈出一個長為40 m、寬為30 m的長方形樣地；用繩拉出該地段的兩條對角線，在樣地的中心處確定一個面積為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個樣方。

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

（3） 對角線式取樣法：確定調查的地段之后，圈出一個為長為40 m、寬為30 m的長方形樣地；用繩拉出該地段的任意一條對角線，在這條對角線中心處取一個樣方，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個樣方，如圖3所示。

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

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

3 實驗結果分析

根據實驗計劃中的各種方法，記錄不同的樣方法測得的每個樣方內黃花蒿的數量（見表1、表2）。

由表1可以看出，在選取樣方個數都是5的方法中，五點式測得黃花蒿的種群密度為16.2株·m-2，等距式測得黃花蒿的種群密度為12.8株·m-2，對角線式測得黃花蒿的種群密度為13.2株·m-2。由表2可以看出，在選取樣方個數都是10個樣方的方法中，雙對角線式測得黃花蒿的種群密度為19.8株·m-2，棋盤式測得黃花蒿的種群密度為18.9株·m-2。

此次實驗數據采用SPSS17.0統計軟件分析，表3中1、2、3、4、5分別表示五點式、等距式、對角線式、雙對角線式、棋盤式調查的黃花蒿的種群密度。

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

對比所選樣方個數都是10的兩種方法中，雙對角線式與棋盤式相比P值為0.919（P>0.05）表示差異不顯著。

對比樣方數為5和樣方數為10的不同方法，五點式與雙對角線式相比P值為0.739（P>0.05）表示差異不顯著；五點式與棋盤式相比P值為0.802（P>0.05）表示差異不顯著。等距式與雙對角線式相比P值為0.518（P>0.05）表示差異不顯著；等距式與棋盤式相比P值為0.573（P>0.05）表示差異不顯著。對角線與雙對角線式相比P值為0.305（P>0.05）表示差異不顯著；對角線式與棋盤式相比P值為0.342（P>0.05）表示差異不顯著。數據表明，無論是用哪種樣方法調查黃花蒿的種群密度，差異都不顯著，說明這些方法都是可行的，都可以用來測量植物的種群密度。

種群密度調查是高中生物的重要實驗之一，應用非常廣泛，如農林害蟲的監測和預報，漁業捕撈強度的確定等，都需要對種群密度進行調查研究。生物學是一門自然學科，建立在一定的實驗基礎上，生物學的教學要對應相應實驗。實驗教學不僅能培養學生探究能力、創新能力和思維能力，還可以提高教學效率，增加學生學習的興趣和積極性。

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