5、模拟用标志重捕法进行种群的密度调查 P68

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。

种群密度的取样调查方法1．动物——标志重捕法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，将这些个体标志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。

常用于动物种群密度的取样调查，计算公式是：种群中个体总数/重捕个体总数= 开始标志的个体总数/重捕个体中所含标志的个体总数。

例题1 在对某池塘内鲫鱼种群数量调查时，第一次捕获200尾，全部进行标志后放生；经过一段时间后，第二次捕获160尾，其中有标志的鲫鱼有10尾，则该池塘内鲫鱼的总数大约为。

研析：常用标志重捕法对某个动物种群的个体进行计数，其计算公式：种群中个体总数/重捕个体总数= 开始标志的个体总数/重捕个体中所含标志的个体总数，故该种群中个体数为x∶160= 200∶10，求得x=3200。

答案：3200尾。

2．植物——样方法样方法是在被调查种群的生活环境内，随机选取若干个样方，通过计数每一个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度。

常用于植物种群密度的取样调查。

样方形状可以多样，但样方的选取必须具有广泛的代表性，这可以通过随机取样来保证。

例题2 某同学采用样方法对一种植物进行计数，图3-1-1是其中一个样方中该植物的分布情况（注：图中黑点表示该种植物），对该样方中该种植物进行计数时，应记录的数目是个。

研析：样方法计数时，若有植物正好长在边界线上的，只计样方相邻两条边上的个体。

答案：8。

3．细菌——显微记数法将待测样品与等量的已知含量的红细胞混匀后，涂布在载玻片上，经固定染色后，在显微镜下随机选取若干个视野进行计数，得出细菌与红细胞的比例，再根据红细胞的含量计算出单位体积内的细菌数目。

例题3 为了测定培养液中细菌的数目，将500个红细胞与5mL该培养液混匀，然后制片观察，并进行随机统计。

统计结果如下：该5mL培养液共含有细菌个。

研析：测定细菌的数目有两种方法：一种是测细菌数目，一种是测细菌重量，两种方法均是取平均值。

种群密度的调查方法
调查方法一:
利用标记-重捕法进行种群密度调查。

首先，在研究区域内捕
捉一部分个体，并对其进行标记，以便能够识别它们。

然后，释放这些个体回到其自然环境中。

在一段时间后，再次进行捕捉，记录被捕捉到的个体中已标记和未标记的数量。

通过对这些数据进行计算和分析，可以得出种群密度的估计值。

调查方法二:
利用线路法进行种群密度调查。

在研究区域内打设一定长度的线路，然后沿着线路进行一定距离的巡回调查，记录所经过的区域内出现的个体数量。

通过将不同线路上所记录到的个体数量进行平均，可以得到种群密度的估计值。

调查方法三:
利用人工观察法进行种群密度调查。

在研究区域内设立观察点，定期进行人工观察，记录观察到的个体数量。

可以选择不同的观察点和观察时间，以获取更全面的数据。

通过将不同观察点和观察时间所记录到的个体数量进行合并和统计，可以得出种群密度的估计值。

调查方法四:
利用无人机或遥感技术进行种群密度调查。

通过使用无人机或
遥感设备，在空中对研究区域进行拍摄或扫描，获取高分辨率的图像或数据。

然后，利用图像处理或数据分析的方法，对图像或数据中的个体进行识别和计数。

通过将个体数量与研究区域的面积进行比较，可以得到种群密度的估计值。

模拟用标志重捕法进行种群的密度调查一、学习任务分析实验是一切自然科学研究的基础和起点。

探究性实验教学在高中生物教学中占有重要的地位。

浙教版高中生物必修模块中有1个探究实验,主要围绕有关种群密度的调查的实验探究。

因此本实验在整个必修三实验中占有非常重要的地位。

所以本次实验课主要以认知学理论为基础，来培养学生“发现问题——提出问题——解决问题”的科学探究方法，初步领悟科学探究思想。

二、学习者分析从学生的知识结构上看：学生具备了一定的生物细胞知识，了解细胞的结构和功能，对化学催化剂有感性认识，具备了一定的发现问题、提出假设、设计实验以及进行探究活动的一般方法，具有利用网络进行搜集、处理及表达、展示信息的能力。

但对在实验中控制变量问题的能力较弱。

从学生年龄特征上看：高二学生的逻辑思维能力已经增强，具备了对事物的推理、判断和创造性思维能力。

三、教学重难点1、教学重点：(1)标志重捕法的实验步骤。

(2)分析实验结果，得出实验结论。

2、教学难点：实验误差分析。

四、教学目标1、知识与技能目标：学会运用动物种群数量的计算公式。

2、过程与方法目标：(1)尝试用标志重捕法调查某种群的种群密度；(2)尝试对调查结果进行分析并得出结论。

3、情感态度与价值观目标：(1)通过模拟动物种群密度的调查，学生正确理解科学、技术和社会之间的关系。

(2)能够运用标志重捕法实地调查某珍稀动物的种群密度，进而能参与社会事务的讨论。

五、教学过程1、情境导入：师：如果要调查我们二高中校园内田鼠的种群密度，用什么方法才能调查田鼠的种群数量呢？同学1：不可能逐个数出，应该用标志重捕法估算出田鼠的种群数量。

师：这节课我们就在课堂上模拟标志重捕法调查调查二高中校园内的种群数量。

(引题)2、教学过程:师：在该模拟实验中有很多注意事项需要关注，我们先一起来熟悉一下这些注意事项。

观察你桌子上的实验材料，用什么来代表田鼠的？同学2：黄豆/黄色塑料子弹。

师：第一次捕获多少只田鼠？怎样模拟该过程？同学3：第一次捕获50只。

高中生物《标志重捕法》模拟题1.下列有关样方法和标志重捕法的叙述，错误的是( )。

A.五点取样、等距取样是样方法调查种群密度时常采用的取样方法B.样方法取样的关键是要做到随机取样C.调查跳蝻的种群密度应该用标志重捕法D.标志重捕法中，因捕获后的动物难以再次被捕获，故会导致估算值比实际值偏大2.以下是生态学研究中常用的方法，说法正确的是( )。

A.利用样方法调查某地区蒲公英的种群密度，应选取蒲公英分布较密集的样方进行调查B.调查跳蝻的种群密度时，可采用样方法C.许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度D.采用抽样检测法调查培养液中酵母菌种群数量的变化时，先用滴管吸取培养液，再将盖玻片放在计数室上3.某兴趣小组在调查麻雀密度时，用捕鸟网捕获了50只鸟，其中麻雀20只，做好标记后放生。

一个月后，在同样的地点又捕获了50只鸟，其中有标记的麻雀5只，没有标记的麻雀10只。

由于麻雀被捕一次后更难捕捉，因此推测此地区中麻雀的种群数量最可能( )。

A.小于60只B.大于60只C.小于220只D.大于220只4.标志重捕法和样方法是调查种群密度的两种常用方法。

下列说法错误的是( )。

A.使用样方法在调查某生物的种群密度时关键是要注意随机取样B.标志重捕法估算种群数量的公式是：(标志个体数×重捕标志个体数)/重捕个体数C.样方法并非只适用于植物，对于活动能力弱、活动范围小的动物或昆虫也适用D.用标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠部分被鼬捕食，会导致结果偏高5.研究者对本地的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2hm2，对初次捕获的田鼠进行统计、标记后放归，7日后进行重捕，所得到的调查数据见表。

以下分析正确的是( )。

A.该地区田鼠的平均种群密度约为130只/hm2B.综合两次捕获情况，该田鼠种群的(♀/♂)约为10∶7C.此调查方法也可用来调查土壤中小动物的种群密度、物种丰富度D.若田鼠在被捕捉过一次后更难被再次捕捉，则统计的种群密度比实际值低6.研究人员调查了生态果园及对照果园中某些害虫及害虫天敌的密度，结果如表。

实验十七：用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度一、调查种群密度的方法：①逐个计数，②估算：样方法（双子叶植物、昆虫）；标志重捕法（动物）1、样方法：①取样的关键是随机取样；②双子叶草本植物样方大小为Imxlm；③常用方法——五点取样法、等距取样法。

2、标志重捕法：①常用于调查活动能力强、活动范围大的动物种群密度时②用标志重捕法调查种群密度的计算公式：设该种群数量为N，第一次捕获并标志数量M ,第二次捕获数量为n ,其中有标志m, N:M =n:m二、种群特征：1、出生率：在单位时间里新产生个体数占该种群个体总数的比例；死亡率：在单位时间里死亡个体数占该种群个体总数的比例。

出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现。

物种的内部和外界因素都通过影响出生率和死亡率来影响种群数量及密度。

2、某种群单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率，分别称为迁入或迁出率,迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小。

3、年龄组成：种群中各年龄期个体所占比例，一般分为幼年（尚无生殖能力）、成年（有生殖能力）和老年（丧失生殖能力）三个阶段。

4、性别比例：种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。

性别比例也一般分三种类型：①雌雄相当型：多见于高等动物；②雌多雄少型：常见于人工控制的种群及象海豹等群体动物：③雌少雄多型：罕见;如家白蚁等营社会性生活的动物。

不合理的性别比例会导致出生率下降引起种群密度下降。

性别比例的应用：利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。

三、方法步骤：1、确定调查对象：选定调查对象一一双子叶植物；2、选取若干样方：①确定样方数量、大小、取样方法；3、计数：计数每个样方内的个体数量，求得每个样方的种群密度；4、计算种群密度：计算各个样方种群密度的平均值，作为该种群的种群密度估计值。

四、实验结论：直接反映种群的数量的是：种群密度；能够直接决定种群大小和密度变化的是：出生率和死亡率；能够预测种群密度变化方向的是：年龄组成；能够间接影响种群个体数量变动的是：性别比例。

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。

模拟动物种群密度调查的标记重捕法实践的一些改进介绍动物种群密度调查是生态学研究中非常重要的一个环节。

标记重捕法是一种常用的方法，在研究动物种群密度时存在着广泛的应用。

标记重捕法需要在捕捉动物时给它们做出标记，然后将它们释放回到野外。

在未来的捕捉活动中，人们将捕获一个标记过的动物和一些未标记的动物，并且记录下它们的数量，进行统计分析，从而得到动物种群密度的估计值。

在这篇文档中，我们将探讨如何改进模拟动物种群密度调查的标记重捕法的方法。

原理标记重捕法的常用模型是Petersen捕捉-标记-释放比例法。

该方法的原理是，一次标记重捕调查在单位时间内会发生两个事件，第一个是标记事件，即将部分个体标记后释放到种群中；第二个是重捕事件，即在一段时间后捕获种群中的个体，记录下某个时间点标记的个体和未标记的个体数量，然后推算出种群密度的变化情况。

改进使用传统的标记重捕法存在许多问题和限制，比如： - 捕捉效率低 - 对动物的压力较大，可能会导致伤害 - 需要大量的时间和人力资源 - 难以处理缺失标记的情况为了优化标记重捕法，我们提出了以下改进措施。

利用无人机和无线传感器技术使用无人机和无线传感器技术可以极大地提高捕捉效率和数据采集能力。

将标记和无线传感器结合，可以在野外实时监测动物的行为和生态习性。

此外，无人机可以提供高空视角，从而更好地监测野生动物的数量变化。

基于观测数据模拟观测数据模拟可以据此预测模拟动物数量的变化趋势。

通过这样的模拟，我们可以获取更精确的种群数据和密度估计值。

非侵入性标记传统的标记重捕方法通常会使用标记铭刻、标记齿轮或其他方法将标记附加到动物体表上。

这种方式容易造成捕捉的动物伤害和压力，严重影响动物的健康和受欢迎程度。

我们可以选择更友好的标记方法，比如微芯片或DNA标记等。

基于计算机视觉的识别和标记基于计算机视觉的识别和标记的技术可以在不捕捉动物的情况下进行标记，这对于小型啮齿类动物、鸟类等难以捕捉的动物来说是非常有用的。