劉軍

江蘇省2012年高考考試說明要求生物學(xué)科的命題從普通高中生物教學(xué)實(shí)際出發(fā)，充分發(fā)揮高考的積極導(dǎo)向作用，有利于中學(xué)全面實(shí)施素質(zhì)教育和對學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以能力立意為主導(dǎo)，考查考生對所學(xué)相關(guān)課程基礎(chǔ)知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗(yàn)的整體掌握程度和綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析、解決實(shí)際問題的能力。在理解所列知識的基礎(chǔ)上，能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評價(jià)。本文結(jié)合種群密度的調(diào)查方法之一——標(biāo)志重捕法的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析和解決實(shí)際問題的能力。

1.標(biāo)志重捕法

在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中，捕獲一部分個(gè)體，將這些個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)志個(gè)體占總捕獲數(shù)的比例估計(jì)該種群的數(shù)量。設(shè)某種群的總數(shù)為N，第一次捕獲并標(biāo)記的個(gè)體為M，一段時(shí)間后，在原來的捕獲點(diǎn)再次捕獲一部分個(gè)體，并記錄個(gè)體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的為m，則理論計(jì)算公式N∶M=n∶m。

2.適用范圍

活動能力比較強(qiáng)、活動范圍較大的動物，如哺乳類、鳥類、爬行類、兩棲類、魚類和昆蟲類等。

3.注意事項(xiàng)

3.1公式成立的條件。

（1）標(biāo)記個(gè)體與未標(biāo)記個(gè)體在重捕時(shí)被捕獲的概率相等；

（2）在調(diào)查期內(nèi)沒有新的個(gè)體出生和死亡，沒有遷入和遷出；

（3）標(biāo)記個(gè)體在種群要均勻分布。

3.2標(biāo)記技術(shù)。

標(biāo)記方法是多種多樣的，同位素飼喂，電子設(shè)備，遙控設(shè)備，掛環(huán)等，這些標(biāo)記技術(shù)要求：

（1）標(biāo)志不能過于醒目。

（2）標(biāo)記物和標(biāo)記方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生壽命和行為的傷害。

（3）標(biāo)記符號必須能夠維持一段時(shí)間，在調(diào)查期間不能消失。

4.常見題型及誤差分析

實(shí)際值等于該公式計(jì)算的值必須滿足以上注意事項(xiàng)。但直接考公式的題太簡單，所以很多題往往在注意事項(xiàng)上做文章，這就使得公式得到的值會出現(xiàn)比實(shí)際值偏大或者偏小的誤差。這往往被考生忽略。筆者對這類考題進(jìn)行歸類，大體分為以下類型，下面結(jié)合具體實(shí)例分析。

4.1標(biāo)志物脫落。

例1.某研究機(jī)構(gòu)采用標(biāo)志重捕法對我國北方的某一種主要害屬——布氏田鼠進(jìn)行調(diào)查，若調(diào)查過程中，標(biāo)記物脫落對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響？

解析：我們設(shè)種群數(shù)量為a。第一次標(biāo)記了100只動物。第二次捕到40只動物，其中8只有標(biāo)記。那么，若標(biāo)記沒有脫落：100/a=8/40，則可以算出：a=500。若標(biāo)記脫落了，則我們設(shè)第二次捕到的8只動物里，有3只標(biāo)記脫落了。那么，我們會誤認(rèn)為只捕捉到了5只有標(biāo)記動物，根據(jù)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)計(jì)算：100/a=5/40，可以算出a=800。

可見，由于標(biāo)志脫落，計(jì)算出的種群數(shù)量要大于實(shí)際數(shù)量。

4.2在調(diào)查期內(nèi)種群數(shù)量有變化，前提條件是在調(diào)查期內(nèi)沒有新的個(gè)體出生或死亡，同時(shí)也沒有遷入或遷出，但在實(shí)際調(diào)查中種群數(shù)量可能有所變化。

例2.下圖表示某種鼠遷入新的環(huán)境后增長率隨時(shí)間的變化曲線，若對該鼠的種群密度的調(diào)查，在一定范圍內(nèi)，t1時(shí)進(jìn)行第一次捕獲并標(biāo)志25只，在t2時(shí)進(jìn)行第二次捕捉，共捕獲未標(biāo)志的30只，標(biāo)志的10只，該鼠的種群數(shù)量應(yīng)為（ ）

A.大于100只 B.等于100只 C.小于100只 D.約為75只

解析：本題主要考查種群增長曲線、種群數(shù)量的調(diào)查方法、種群的特征等。假設(shè)在 時(shí)間內(nèi)種群數(shù)量不變，則根據(jù)標(biāo)志重捕法的公式計(jì)算，種群的數(shù)量為25×40/10即100只，由于在t 時(shí)間內(nèi)種群還在增長，因此種群數(shù)量大于100只。

4.3標(biāo)記個(gè)體與被標(biāo)記個(gè)體被捕獲的概率不同。

例3.在采用標(biāo)記重捕法對田鼠種群密度調(diào)查研究時(shí)，要求被標(biāo)記個(gè)體與未被標(biāo)記個(gè)體被捕獲的概率相等，但事實(shí)上田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，那么通過計(jì)算所得的種群密度與實(shí)際種群密度相比可能會？搖？搖？搖？搖。

解析：我們設(shè)種群數(shù)量為a。第一次標(biāo)記了100只動物。第二次捕到40只動物，其中5只有標(biāo)記。那么，若標(biāo)記沒有脫落：100/a=5/40，則可以算出：a=800。由于第一次捕捉的個(gè)體數(shù)被標(biāo)記后，第二次很難捕捉到，導(dǎo)致第二次捕捉的個(gè)體中被標(biāo)記的個(gè)體減少，在公式N=M·n/m中由于分母m的值減小，使得N值比實(shí)際值偏高。

4.4標(biāo)記時(shí)標(biāo)記物太過明顯或?qū)游镌斐蓚Γ@種情況下可能對測得數(shù)值有何影響呢？

解析：由于標(biāo)記物太過于明顯，在第二次捕捉時(shí)就很容易被抓到，這樣就使得標(biāo)記個(gè)體比未被標(biāo)記個(gè)體更容易捕獲，和上述類型相反。

總結(jié)：用標(biāo)記重捕法對種群密度調(diào)查進(jìn)行調(diào)查，實(shí)驗(yàn)的原理、結(jié)果計(jì)算都比較簡單，而對結(jié)果的誤差分析，從上述的幾種類型我們可以得出解決此類問題的關(guān)鍵是公式中的m值變化。我們應(yīng)首先從分析公式中m的值開始入手，思考此值在實(shí)際操作中是偏大還是偏小，然后代入公式計(jì)算。