关于生态中调查种群密度方法的思考

关于生态中调查种群密度方法的思考

成都七中嘉祥外国语学校何胜洁

【摘要】高中生物中对种群密度的调查方法和相关实验中和很多名词是学生甚至是老师们容易混淆的,本文对这些名词作了相关的梳理,并提出了自己的一些看法和建议。

【关键词】种群密度调查方法

中学阶段对生物科学的研究方法主要介绍了观察法、调查法和实验法,其中在教版的高中生物必修3教材的生态部分有很多有关调查法的实验,其中有很多专用名词,学生很容易混淆,我通过对教材的认真研读认为可以归纳如下:

首先,对于那些分布范围小、个体较大、数量又比较稀少的生物种群,教材上明确说到可以逐个计数,我认为可以叫做精确计数的方法。

其次,对于那些分布范围非常广泛、数量有比较繁多的生物种群,逐个计数就比较困难,所以教材上提到需要采用估算的方法,也就是抽(取)样调查法。而这就是调查种群密度最常用的方法,教材也着重介绍了这种方法。这种方法教材又具体讲了以下几种类型:

一、样方法

这种方法的定义可以解读为:1.在被调查种群的分布范围内。这一点对应调查种群密度中种群的定义,说明样方法是在该种群分布的区域内作得调查。2.随机选取若干样方。这说明了取样的关键是随机取样,并且样方数要足够的多,因此在实验中取样的方法就提到了两种(五点取样法和等距取样法)。3.计数每个样方的个体数,求每个样方的种群密度。此处在实验时会提到计数方法,即计样方以内和相邻两边及夹角的个体数。4.以平均值作为估计值。这蕴含了统计学原理,样方越多、取样越随机则数据就越准确。

该方法在教材中也提到了它的适用对象:植物和活动范围小、活动能力弱的动物(昆虫的卵、蚜虫等)。

值得注意的是在调查土壤中小动物的丰富度时提到的取样器取样法,个人认为也是一种样方法,此实验的样方则是单位体积的土壤,因此取样时也应该随机取若干个样方的土壤,统计好每个样方的小动物种类和数量后,仍然应该求平均值。此内容教材并没有详述,因此考试时此种调查的方法统一填为:取样器取样法。但是我认为此填法不准确,取样器取样法其实是选取样方的方法,和调查种群密度时五点取样法、等距取样法是并列的,而要说其调查方法仍该填为样方法。这个实验中还提到的记名计算法和目测估计法这是对样方中的个体进行计数时所用的方法。

二、标记重捕法

这是对于那些活动能力强、活动范围大的动物的调查方法,此方法在很多资料上都概括为相应的公式:种群密度估计值=第一次捕获的个体数*第二次捕获的个体数/第二次捕获的个体中被标记的个体数。在考查上也比较简单。

三、黑光灯诱捕法

而对于那些具有趋光性的昆虫,教材上提到了一种用紫光或紫外光做成的黑光灯,利用昆虫的趋光性可调查一定范围内的昆虫种群密度。

四、对于微生物的种群密度的调查方法,在教材上并没有专用名词,所以常直接写成抽样检测的方法。但我认为其实质仍然和样方法雷同,也是随机选取一定体积的培养液,估算其种群密度。比如“培养液中酵母菌种群密度的变化”实验中其实也是先估算血细胞计数板中一个计数室体积中的酵母菌数目,再计算整个培养液中的酵母菌数量。在估算一个计数室的酵母菌数量时,也是只随机选取5个或4个中方格中的酵母菌进行计数,求其平均值后再进行估算,因此这也是实际意义上的样方法。

这个方法教材上虽然没有在调查的方法上详述,但在计数方法上作了详细的讲述,结合选修1微生物的相关内容,可以概括为:1.显微镜直接计数法。该方法要利用血细胞计数板通过显微镜对微生物进行计数,但由于在显微镜下无法判断微生物的死活,所以此方法统计出来的活菌数偏大。2.稀释涂布平板法。这种方法是专题二中详细介绍的方法,由于最后统计的是微生物形成的菌落数,所以是计数活菌的方法,但由于所形成的菌落可能是由一个以上的微生物分裂而成,所以此方法统计出来的活菌数偏小。3.滤膜法。该方法只出现在旁栏资料上,但对于单位体积内微生物种群密度极少的类群,是一种常用的方法。

以上是我对教材中种群密度的调查方法的一些个人看法,学生在相关内容填写时,很多名词容易混淆,对调查的方法、计数的方法和取样的方法常常张冠李戴、漏洞百出。但其实本人认为人教版教材上对这些方法的描述也确实存在混乱之处,造成教师在授课时不容易理清楚这些方法的关系,学生当然也是不知所措、答非所问。而有些试题对这些方法的答案也比较死板,甚至出现知识性错误,比如土壤中小动物的丰富度的调查方法中都填成“取样器取样法”,而调查酵母菌的种群密度的方法,有些题目则把“显微镜直接计数法”确定为调查的方法。这让学生对这方面的知识更为混乱,所以我建议在开始学习调查种群密度的方法时,先对这种方法做一种系统的介绍,再在各个实验中去对应之前的系统介绍。更加希望教材能针对生物学调查的方法作一个系统介绍,对相关题目的答案进行一定的规范要求。这有利于学生更加系统的认识生物科学的研究方法,对于实验性学科的认识也更为全面。

参考文献:普通高中课程标准实验教科书(人教版)

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