动物标志重捕法模拟实验设计与应用

陈帮强 梁碧波 左清秋

（1贵州省遵义市第一中学 贵州遵义 5630002贵州省遵义市教育科学研究院 贵州遵义 563000）

现行人教版高中生物学必修3第4章“种群和群落”介绍了动物标志重捕法探究种群密度。该方法是在被调查动物种群的活动范围内，捕获一部分动物个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物个体中标记个体数占总个体数的比例，估算种群密度。在教学中教师只是讲清楚、讲透这一知识点，让学生到大自然中体验标记与捕获的过程几乎是不可能实现的。为此，本研究利用生活材料设计了动物标志重捕法模拟实验方案，通过教学应用，发现使用效果良好。

1 实验设计

1.1 实验材料 塑料瓶（口径10cm 左右）、2种颜色的塑料球（直径为0.5cm）、玻璃珠（直径1.5cm）、保鲜袋。

1.2 实验用具 钉子、剪刀、锤子、木板。

1.3 模型制作

1）将带盖的塑料瓶瓶盖放在小木板上，用钉子打上5个均匀分布小眼，再用剪刀打磨至直径0.7cm 的小孔。

2）用保鲜袋袋口垫在瓶盖内侧边缘。

3）在塑料瓶中放入300粒同一颜色的塑料球，代表需要调查的动物种群，同时放入20粒玻璃珠，代表生活同一区域的其他动物种群，这样更能体现模拟自然环境中同一区域有不同的动物种群，更体现了模拟的真实性。

4）将瓶盖盖在瓶口上（图1）。

图1

1.4 模拟步骤

1）将模型倒置并剧烈摇瓶10s 后停止，瓶身正置，拧松瓶盖，取出保鲜袋中的塑料球，并统计数目。

2）将另外颜色的塑料球等量放入塑料瓶中，代表第1次捕获后标记的动物个体（图2）。

图2

3）盖上瓶盖，再将模型倒置并剧烈摇瓶10s 后停止,瓶身正置,拧松瓶盖，取出保鲜袋中的塑料球,统计总塑料球和被标记的塑料球数（图3）。

图3

4）计算：模拟动物数（塑料球数）=（第1次捕获塑料球数×第2次捕获塑料球数）÷（第2次捕获中标记的塑料球数）。

2 模拟应用

在塑料瓶中放300粒绿色塑料球，放入20粒玻璃珠，重复5轮，其结果见表1。

从表1可以看出，在5轮的实验中，理论值与实际值的比值大于95%，小于105%，误差百分比绝对值小于5%，充分说明此模拟方案的模拟估算值是非常可靠的。

表1 不同绿色塑料球数模拟实验中理论值与实际值对比统计

3 应用反思

1）该实验模型制作简单，材料易得，操作安全，结果可靠。只需教师提前讲解和布置，学生即可在家中或学校独立完成实验，因此这一方案有很好的实用性。

2）利用该模拟模型，学生还可以进行延伸性探究性学习。如果塑料球数量一定时，将摇瓶时间作为自变量，捕获塑料球数量为因变量，这样可以探究摇瓶时间与误差值的关系；如果摇瓶时间为一定时，将塑料球数量作为自变量，捕获塑料球数量为因变量，这样可以探究瓶中塑料球数与误差值的关系； 如果将不同的瓶盖小孔大小或多少为自变量，捕获塑料球数量为因变量，这样可以探究重捕区域大小或重捕区域多少与种群数量的关系。

3）也可以放在瓶子里摇匀后用手抓，这样抓上去更像捕捉，将抓出来的塑料球用记号笔标记后再放回去，让学生觉得更像标记，然后摇匀后重新抓。

致谢：感谢毛亚飞博士（就读于冲绳科学技术大学）对本文的建议及修改。