動物標志重捕法模擬實驗設計與應用

陳幫強 梁碧波 左清秋

（1貴州省遵義市第一中學 貴州遵義 5630002貴州省遵義市教育科學研究院 貴州遵義 563000）

現行人教版高中生物學必修3第4章“種群和群落”介紹了動物標志重捕法探究種群密度。該方法是在被調查動物種群的活動范圍內，捕獲一部分動物個體，做上標記后再放回原來的環境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕到的動物個體中標記個體數占總個體數的比例，估算種群密度。在教學中教師只是講清楚、講透這一知識點，讓學生到大自然中體驗標記與捕獲的過程幾乎是不可能實現的。為此，本研究利用生活材料設計了動物標志重捕法模擬實驗方案，通過教學應用，發現使用效果良好。

1 實驗設計

1.1 實驗材料 塑料瓶（口徑10cm 左右）、2種顏色的塑料球（直徑為0.5cm）、玻璃珠（直徑1.5cm）、保鮮袋。

1.2 實驗用具 釘子、剪刀、錘子、木板。

1.3 模型制作

1）將帶蓋的塑料瓶瓶蓋放在小木板上，用釘子打上5個均勻分布小眼，再用剪刀打磨至直徑0.7cm 的小孔。

2）用保鮮袋袋口墊在瓶蓋內側邊緣。

3）在塑料瓶中放入300粒同一顏色的塑料球，代表需要調查的動物種群，同時放入20粒玻璃珠，代表生活同一區域的其他動物種群，這樣更能體現模擬自然環境中同一區域有不同的動物種群，更體現了模擬的真實性。

4）將瓶蓋蓋在瓶口上（圖1）。

圖1

1.4 模擬步驟

1）將模型倒置并劇烈搖瓶10s 后停止，瓶身正置，擰松瓶蓋，取出保鮮袋中的塑料球，并統計數目。

2）將另外顏色的塑料球等量放入塑料瓶中，代表第1次捕獲后標記的動物個體（圖2）。

圖2

3）蓋上瓶蓋，再將模型倒置并劇烈搖瓶10s 后停止,瓶身正置,擰松瓶蓋，取出保鮮袋中的塑料球,統計總塑料球和被標記的塑料球數（圖3）。

圖3

4）計算：模擬動物數（塑料球數）=（第1次捕獲塑料球數×第2次捕獲塑料球數）÷（第2次捕獲中標記的塑料球數）。

2 模擬應用

在塑料瓶中放300粒綠色塑料球，放入20粒玻璃珠，重復5輪，其結果見表1。

從表1可以看出，在5輪的實驗中，理論值與實際值的比值大于95%，小于105%，誤差百分比絕對值小于5%，充分說明此模擬方案的模擬估算值是非常可靠的。

表1 不同綠色塑料球數模擬實驗中理論值與實際值對比統計

3 應用反思

1）該實驗模型制作簡單，材料易得，操作安全，結果可靠。只需教師提前講解和布置，學生即可在家中或學校獨立完成實驗，因此這一方案有很好的實用性。

2）利用該模擬模型，學生還可以進行延伸性探究性學習。如果塑料球數量一定時，將搖瓶時間作為自變量，捕獲塑料球數量為因變量，這樣可以探究搖瓶時間與誤差值的關系；如果搖瓶時間為一定時，將塑料球數量作為自變量，捕獲塑料球數量為因變量，這樣可以探究瓶中塑料球數與誤差值的關系； 如果將不同的瓶蓋小孔大小或多少為自變量，捕獲塑料球數量為因變量，這樣可以探究重捕區域大小或重捕區域多少與種群數量的關系。

3）也可以放在瓶子里搖勻后用手抓，這樣抓上去更像捕捉，將抓出來的塑料球用記號筆標記后再放回去，讓學生覺得更像標記，然后搖勻后重新抓。

致謝：感謝毛亞飛博士（就讀于沖繩科學技術大學）對本文的建議及修改。