生态学实验2 标志重捕法

Lincoln 指数法估计种群数量大小胡雪芳 201300261033同组者：张立光，宇海慧，王亦民，李晓辉，高贤龙【实验目的】1.通过Lincoln指数法估计种群数量，使学生掌握标记重捕技术；2.理解Lincoln指数法在统计种群数量中的重要作用。

【实验原理】标记重捕法（mark-recapture techniques）通常用于估计在一个有比较明显界限的区域内的动物种群数量大小。

基本原理：在该区域内捕捉一定数量的动物个体并对其进行标记，然后放回，经过一个适当时期（让标记动物与种群其它个体充分混合）进行重捕。

在重捕样本中根据标记者的比例，估计该区域种群的总数。

即标记动物在二次抽样样品中所占的比例与所有标记动物在整个种群中所占的比例相同。

标记重捕法的方法很多，其中Lincoln指数法是常用的方法之一。

在运用Lincoln指数法进行种群数量估计时，必须满足下列假设条件，才能使种群数量估计比较准确：（1）标记方法不能影响个体的正常活动；（2）标记保留的时间不能短于整个实验的时间；（3）第二次取样之前标记个体必须在自然种群中充分混合；（4）不同年龄的个体具有相等的被捕几率；（5）种群是封闭的，无迁入或迁出，或迁入与迁出的数值能够测定；（6）实验期间没有出生和死亡，或出生和死亡的数量必须能够测定。

Lincoln指数法的基本公式：p a = n r式中：p——种群总数；a——最初标记数；n——取样总数；r——样本中标记个体数。

【实验材料】黑色围棋子400枚，白色围棋子100枚（代替实验动物），标记笔，50mL的烧杯，80mL黑色布袋，托盘等。

【方法步骤】（1）每6人一组，每组取一布袋，每布袋装入由实验老师发的黑色围棋子若干（一般250粒左右，我们采用的是500粒），但每组所装棋子数不等。

（2）每组再分别装入白色色棋子100个左右（相当于标记的动物），并将具体数目填入表1中。

（3）将白色棋子与布袋中原有的黑色棋子混合均匀。

标记重捕法测种群密度一．实验目的1.掌握标志重捕法测种群密度的原理及应用；2.通过演示实验，体会标志重捕法的具体实施过程及种群密度的计算方法。

二．实验原理标志重捕法是指在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例，来估计该种群的数量。

际实应用中，往往不知道总数，而其它三个量可以通过具体操作解决，设总数为M，推出公式：第一次捕捉的数量/M=第二次捕捉中带标记的数量/第二次捕捉的数量三．实验器材黑棋子（20个）、白棋子（数目未知）、不透明的袋子、100ml小烧杯。

四．实验过程1.将数目已知的黑棋子和数目未知的白棋子放入一个不透明的袋子中；2.封住袋子的口，上下、左右摇晃，使袋子内的黑白棋子充分混匀；3.打开袋子的口，用100ml小烧杯从袋子内舀出一烧杯棋子（注意：在舀棋子时，不能用眼睛看，防止主观因素影响实验结果），倒在桌子上，分别数其中黑棋子和白棋子的数目，重复五次。

4.将数据代入上述公式，计算袋子中的棋子总数。

五．实验结果实验所得数据：次数 1 2 3 4 5黑棋子数 6 5 3 7 5总棋子数29 28 29 29 31种群密度的计算：20/M=（6+5+3+7+5）/（29+28+29+29+31）得：M=20÷0.178=112（个）所以，此种群中个体的总数大约为112个。

六．影响因素以下几个因素对标志重捕法的结果准确性有影响：1.被调查的物种的活动能力。

物种的活动能力越强，活动范围越广，结果越准确；2.选择区域的随机性。

选择区域时，不能有主观因素；3.适宜的标记。

标记的个体应该是随机的；4.实验的次数。

试验次数越多，结果越接近真实值。

实验二 种群数量调查标记重捕法一、实验目的1、了解标志重捕法(mark-recapture techniques)的基本原理。

2、初步掌握标志重捕法这项技术。

二、实验原理标志重捕：在调查地段中，捕获一部分个体进行标志，然后放回，经一定时间后进行重捕，根据重捕中标志个体的比例估计该地段中种群个体的总数。

包括：林可指数法(Lincoin index method) 施夸贝尔法(Schnabel method) 乔利一西贝尔法(Jolly-Seber method)假设：①标志个体在整个调查种群中均匀分布，标志个体和未标志个体都有同样的被捕机会；②调查期间，没有迁人或迁出； ③调查期间，没有新的出生或死亡。

林可指数法(Lincoin index method)mMn N1‘假定总数中标志个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同：种群个体总数——N，标志数——M，重捕个体数——n，重捕中标志个体数——m。

2、种群总数的95%置信区间为：N±3、其中SE为标准误，计算公式为：)1 ())( (---=NMnn NMNNSE施夸贝尔法(Schnabel method)()()∑∑=i i i i m M M n N 2ni －在第i 次取样时，捕获或取样动物的总数；mi －在第i 次取样的捕获动物中，已标志动物的总数；Mi －在第i 次取样时，种群中已标志动物总数；Ui －在第i 次取样过程中，新标志并释放动物的总数。

种群总数的倒数的95%置信区间估计种群总数的95%置信区间，一般要按下式求出1/N 的方差S21/N然后按下式求出1/N 的标准误（SE1/N ）N SE t N/105.01⨯±2222/1a )()(1--=∑∑∑i i i i i i N M n M m n M S ∑=)(/122ii M n S N SE当自由度 = a - 1=7 时=三、实验材料实验器材: 样方纸实验动物(模拟): 红豆和白豆。

高中生物《标志重捕法》教案一、教学目标1．举例说出标志重捕法的程序，尝试用标志重捕法计算公式估算种群的数量。

2．通过小组合作探究，了解生物种群的数量特征，提高动手能力和探究能力。

3．学会观察自然界生物，尝试用标志重捕法了解生物种群数量，热爱大自然。

二、教学重难点重点：标志重捕法的估算方法。

难点：尝试提出问题、作出假设；进行探究种群数量关系的实验设计和操作，并进行估算。

三、教学过程（一）新课导入首先简单复习种群的概念，然后联系生活实际提问：一个池塘中所有大大小小的青鱼组成一个种群，一块草地上的所有的黄芪也组成一个种群……种群有哪些不同于个体的特征呢?（种群数量、种群密度、出生率、死亡率、年龄结构和性别比例等），接着提问：种群数量变化有任何规律?今天我们就一起来学习用标志重捕法来模拟估算种群的数量。

（二）新课教学1．实验原理及提出问题设疑：播放人与自然中片段视频，提问学生，在视频中这些学者运用了一种方法了解了高原上狼群的大体生存数量，从而知道了高原上狼群的种群密度。

他们采用了什么方法?什么是标志重捕法?（在被调查种群的生存环境中捕获一部分个体，将这些个体进行标志，然后再放回到原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比，来估算被调查种群的数量。

标志重捕法常用于鸟类、哺乳动物及鱼类的种群密度的调查。

）继续设疑：在自然环境中，很多动物活动范围非常广，如何计算出种群数量呢?（对某种群数量调查中，假设第一次捕获并标志为M，第二次捕获数为n，其中被标志数为m，设该种群总数量为N，则该种群的数量N＝n/m*M。

）2．做出假设教师引导学生分析上述问题有探究价值，接着引导学生作出大胆推测，做出假设：第一次捕获并标志为M，第二次捕获数为n，其中被标志数为m，设该种群总数量为N，则种群数量N＝n/m*M。

3．制定实验方案依照课前分组，小组讨论实验基本思路，教师巡视，之后小组代表发言，引导其他小组顺着该组同学设计思路继续推测实验预期结果。

基础生态学实验报告Lincoln指数法、去除取样法估计种群数量大小
摘要
本实验通过用黑白棋子模拟种群中的个体，从而利用Lincoln指数法、去除取样法估计种群数量大小。

实验原理及目的实验原理
标记重捕法
用于估计在一个有比较明显界限的区域内的动物种群数量大小．
原理：标记动物在第二次抽样样品所占的比例与所有标记动物在整个种群中所占的比例相同．
假设条件：即:种群总数/最初标记数=取样总数/样本中标记个体数
实验目的
(1)通过Ｌincoln指数法估计种群数量，掌握标记重捕技术.
(2)理解Ｌincoln指数法在统计种群数量中的作用.
(3)通过去除取样法估计种群数量大小，理解去除取样法的基本原理，掌握去除取样法估计种群数
量大小的技术．
材料实验仪器与设备:
黑、白棋子，80ml烧杯，黑色布袋，托盘，计算器
实验步骤(一)Ｌincoln指数法
1. 每一小组取一个黑布袋，袋中装入白色围棋子
2. 每组装入黑色棋子50个左右,将数值添入表中,并与白棋子混合均匀
3. 用80ml烧杯随机取一烧杯棋子，记录其中的总棋子数和黑棋子数.将取出的棋子倒回袋中再次混合．重复此过程5次,并填于下表
4. 据表得出５个p值，求平均值p,比较总数估计值p和总数实际值Ｐ
回归方程：y＝a＋bx（Excel）。

种群密度调查———标志重捕法的模拟实验种群密度是生物种群最基本的数量特征，标志重捕法是估算动物种群密度的常用方法，在野生动物保护、农林业害虫、害兽的监控与防治、渔业资源的评估、利用与保护上有重要应用。

鉴于在中学现有条件下，对兽鸟鱼虫进行实际的标志重捕实验难以展开，在新课程教学实践中，我们反复研究了几种版本中标志重捕法的说明，设计并实施了如下标志重捕法的模拟实验，教学效果反馈很好。

1 实验原理标志重捕法是指在一个比较明确的区域内，捕捉一定量的生物个体进行标记，然后放回原地，经过一个适当时期( 标记个体与未标记个体重新充分混合均匀后) ，再进行重捕，根据重捕样本中标记者的比例，估计该区域内的某种群的总数。

标志重捕法适用于哺乳类、鸟类、鱼类和部分昆虫种群密度的估计。

本模拟实验中，用黄色玉米代表某种动物种群，用白色玉米代表其中被标记的部分个体。

2 材料用具100 g 袋装黄玉米种子若干包（代表要调查的一定区域内某动物种群个体总数），与黄玉米粒一样大小的 50 粒小包装白玉米种子若干包（代表标记的个体）， 1 000 mL 烧杯和培养皿若干。

3 操作步骤1) 每一小组将袋装的黄玉米种子倒入烧杯中 ,从烧杯中取出 50 粒黄玉米，倒回袋子，然后将白玉米种子倒入烧杯中 ( 代替标志的动物 ) ，充分搅拌，使黄玉米和白玉米混合均匀。

2 ）每次从烧杯中随机取出一粒玉米放在培养皿中，随后将烧杯中的玉米粒混合均匀，再随机抓取一粒玉米放入培养皿中，依此方法，共随机抓取玉米种子 40 粒（ 20~40 次均可）。

3 ）数出培养皿中共有多少粒白玉米 (a) 。

4 ）按下列公式计算出烧杯中有多少粒黄玉米：50∶x=a∶40式中， x 为烧杯中的黄玉米总数( 代表某动物种群的个体总数 ) 。

则 x=2 000/a5 ）每一实验小组重复测算 3~5 次。

求平均值。

6 ）小组内学生分工合作，将烧杯中的黄玉米倒在桌上，数清有多少粒黄玉米，再加上培养皿中已抓出的黄玉米数和放回袋子内的50 粒黄玉米，与步骤 5 ）中测出的平均值作比较。