“用标志重捕法调查动物的种群密度”的探究活动设计

赵紫平

(甘肃省临夏中学 731100)

在调查种群密度时，对于活动能力较强的动物，如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等一般采用标志重捕法。就是在一个有比较明确界限的区域内，捕捉一定数量的动物进行标志，然后放回，经过一段时间后，再进行重捕。根据重捕样本中标志者的比例就可估算出该区域当时的种群总数，计算出某种动物的种群密度。具体探究活动设计如下。

1 教学目标

(1)运用标志重捕法调查动物的种群密度，学会做野外调查记录。

(2)关注周围生物的生存状况，描述身边的动物和它们生活的环境。

2 材料器具

米象、内径为50×50×10 cm的盘子、面粉、有色快干漆、毛笔、指形管、培养皿。

3 探究活动

3.1 分组 每2位学生一组，在盘子中倒入面粉，使面粉的厚度达到5 cm。取80只生命力强的未标记的米象放入面粉中。

3.2 标志 取20只生命力强的米象放入垫有湿滤纸的培养皿中，加盖，再放到冰箱里，约2 min后，或米象不动后，将培养皿取出，使米象背朝上，用小号的毛笔在米象的一只鞘翅上涂上一小滴快干漆。漆干后，将标志的米象加到盘中面粉中，在木盘上贴好标签，记载标记虫数和未标记的虫数。

思考：为什么在培养皿中要垫上湿滤纸？放入冰箱后，是什么因素导致米象静止不动。给米象做标记时应该注意哪些问题？

3.3 重捕 1 d后，在面粉中随机确定50个取样点。在取样点依次将指形管管口朝下迅速压入面粉，直至碰到盘底。

思考：为什么要等1 d后才进行重捕？在重捕时怎样符合随机取样的要求？

3.4 计数 全部管子压入面粉之后，用一张硬纸片插入管口下面，再将纸片和管子一起取出，将管内的面粉和米象导入培养皿，逐个登记标志和未标志的米象数(表1)，直至取出米象总数达到20只时停止，或者重捕到有标志的个体数达到4只以上时停止。

表1 重捕的米象登记表

思考：为什么等到全部指形管压入面粉后才逐一取出进行计数？

3.5 统计分析 各组学生根据自己的实验数据，按照标志重捕法的计算公式计算种群总数。

该地段全部个体数记作N,其中标志个体数为M,重捕个体数为n,重捕标志数m,根据总数中标志的比例与重捕取样中比例相同的假定,就可估计出N,即：N∶M = n∶m，得N=M×n÷m，但N只是种群总数的估计值，在实际调查中，还需要进一步测定该估计值的可信度，进行更科学的统计。按重捕数达到20只时停止，进行计算N的数目。按重捕到含标志个体数达到4只时停止，进行计算N的数目。

4 分析讨论

(1)将本小组的调查结果与投放面粉中的实际值比较，讨论以下问题：①数据之间有没有差别？如果有，原因是什么？②本小组的调查方法有没有值得改进的地方？

(2)比较本小组按取样顺序累计值计算出的种群总数，你能得出什么结论？

应用标志重捕法估计种群密度时必须注意以下几个条件：

(1)标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。如选用着色标志时,要注意色素无害而溶剂可能有毒；如果用切趾、剪翅等方法标志动物时,不能影响被标志动物正常的活动或者导致疾病、感染等。

(2)标志不能过分醒目。因为过分醒目的个体,在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真。

(3)标志符号必须能够维持一定的时间,在调查研究期间不能消失。

(4)在下次取样之前，被标志的动物必须在种群中完全混合均匀，这也是标志重捕的前提。

(5)种群是封闭的，即没有迁入和迁出，即使有迁移现象也是可以测定的。

(6)在研究期间没有出生或死亡，或能测出出生和死亡的数量。