备课素材：种群密度调查方法-高二上学期生物人教版选择性必修二

种群密度调查方法人教2019版高中生物学选择性必修二提到，种群密度调查的方法有；实际上，在生态学研究中，还会用到一些方法。生物多样性是衡量自然保护区和国家公园保护工作的重要指标之一，其中大型野生动物对生态系统的结构、质量等变化非常敏感，可以作为自然保护区和国家公园生态系统质量的指示物种。然而，由于大型野生动物的天然密度较低、难以接近，传统基于地面的调查方式对动物有一定干扰，且存在视线遮挡、成本高等问题，野生动物种群数量调查工作难以长期开展，且精度低、难以重复。近年来，无人机以成本低、操作灵活等优势在精准农业、环境监测等领域得到广泛应用，但还鲜有学者研究如何将无人机航拍技术应用于大型野生动物调查工作，以及研究将其应用于野生动物调查的效率和精度。种群密度是指单位面积或单位体积中的个体数。是种群最基本的数量特征。种群密度的调查方法:（1）逐个计数法:分布范围较小,个体较大的个体。如柳树、琪桐等。（2）估算法：估算种群密度时，常用样方法、标记重捕法和黑光灯诱捕法。①样方法一般适用于植物，也可以用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物，如作物植株上的蚜虫、跳蜻等，在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个小大小相同的样方，一般采用五点取样法或者等距取样法，通过计数每个样方的个体数，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估算值，其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。②活动能力大的动物常用标志重捕法，其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。种群个体总数=标志数(第一次捕获)×重捕个体数/重捕中标志个体数。③具有趋光性的昆虫常用黑光灯诱捕法，如飞蛾等。（3）其他方法:不需要直接观察或捕捉，就能调查种群密度或种群数量的新方法。原因是在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时，这些方法就不适用了。为此，科学家开发出一些不需要直接观察或捕捉就能调查种群密度或种群数量的新方法。例如，航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等。①航拍法：一种基于无人机航拍影像对大型野生动物种群数量进行调查。将无人机应用于野生动物调查工作的方法和流程，可以避免了对野生动物的干扰，大幅减少了野外调查工作量，提高调查精度和效率，并使调查工作变得易于重复和具有了更高的对比性。②红外触发相机：在动物的栖息地布设若干台红外触发相机，恒温动物一靠近，就会触发相机自动拍摄照片或视频。经过一段时间，科学家利用计算机分析处理这些照片或视频，就能确定所调查动物的种群数量。运用这种方法，我国科学家于2015年查明，我国东北长白山脉北部地区至少有27只东北虎和42只东北豹。③分析粪便：不同动物的粪便具有不同的特征，先区分粪便来自哪种动物，在分析这种动物的粪便来自多少个个体，就可以获得总群的数量信息。例如，在四川王朗国家级自然保护区，科学家采集了大量大熊猫的粪便，通过分析其中的微卫星DNA分子标记（又被称为短串联重复序列(STRs)或简单重复序列（SSR），是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列，由2～6个核苷酸的串联重复片段构成，重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，具体方法可以参考文章后的链接：科技侦探：Y染色体－STR基因检测技术的原理和应用），查明在2003年到2004年，这些地区大熊猫的种群数量为66只，其中雄性35只，雌性31只。④标记声音：动物的声音也存在个体差异，成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。因此，动物的声音可以作为一种非损伤、低干扰的标记，用于对不同个体进行识别，进而进行种群数量的监测。利用这套基于声音的个体识别技术，科学家成功地对鲸、长臂猿等哺乳动物以及鸮、秧鸡等鸟类开展了野外种群数量的监测。例1、某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题。（1）为保证调查的可靠性和准确性,选取样方是应注意的主要事项有

(答出3点即可)。（2）已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量为

。（3）与标志重捕法相比,上述调查方法的优势有

(答出2点即可)。答案：（1）随机取样、样方大小一致、样方数量适宜（2）(S×n)/m（3）对野生动物的不良影响小、调查周期短,操作简便解析：（1）采用样方法估算种群密度时，随机选取若干个小大小相同的样方，一般采用五点取样法或者等距取样法，通过计数每个样方的个体数，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估算值，需要注意一定要随机取样,并且样方大小一致、样方数量适宜等问题。故答案为:随机取样、样方大小一致、样方数量适宜。（2）某一区域的种群数量=区域面积×种群密度，种群密度=样方内平均个体数/样方面积，故若调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则种群密度=n/m，种群数量=区域面积×种群密度=s×n/m=(S×n)/m。故答案为:(S×n)/m。（3）由题意可知，题目中使用的估算种群密度的方法为航拍法，航拍法不需要直接观察或捕捉，就能调查科种群密度或种群数量，减少了对野生动物的影响，并且操作简单、调查周期短。故答案为:对野生动物的不良影响小、调查周期短，操作简便。例2、为保护和合理利用自然资源，某研究小组对某林地的动植物资源进行了调查。回答下列问题。（1）调查发现，某种哺乳动物种群的年龄结构属于增长型，得出这一结论的主要依据是发现该种群中

。（2）若要调查林地中某种双子叶植物的种群密度，可以采用的方法是

；若要调查某种鸟的种群密度，可以采用的方法是

。（3）调查发现该林地的物种数目很多。一个群落中物种数目的多少称为

。（4）该林地中，植物对动物的作用有

（答出2点即可）；动物对植物的作用有

（答出2点即可）。答案：（1）幼年个体偏多，成年和老年个体偏少（2）样方法

标志重捕法（3）丰富度（4）为动物提供食物

为动物提供栖息场所（合理即可）

为植物提供CO2和肥料；利于植物的传粉和种子传播（合理即可）解析：（1）年龄结构为增长型的种群中，老年和成年个体数目较少，幼年个体数目较多。（2）一般采用样