标志重捕法调查种群密度模拟实验的改进
种群数量调查(标志重捕法)实验二
通过用两种标志重捕法进行种群数量调查，并比较其实验结果，比
较了两种方法所得的误差，标准差，标准误，置信区间等指数，林可指数
法的实验结果与理论数值相差值比施夸贝尔法的大，施夸贝尔法更接近理
论值。所以用施夸贝尔法测定的实验数值更准确。林克指数法采用一次标 记一次重捕，而施夸贝尔法采用一次标记多次重捕，故所得的结果更加科 学。 三、实验总结 1）、实验需要遵循随机分布的规律，撒豆子和选取方格时尽可能的随意，又 要防止样品撒出样方纸之外,还有在选方格等时要尽量避免实验的人为主观 性； 2)、方格纸使用时不平整，豆子分布就不是随机的,会引起误差，故撒豆子 前要尽量使方格纸平整； 3)、记录实验数据要认真计算，才能保证实验结果的准确性； 4)、实验结果可能会存在误差,但是这是正常的； 5）、做完实验后对实验数据的处理一定要认真； 6)、实验后要认真总结失败及不足的原因，认真总结和反思，加强交流，在 以后的实验中得以提高，下次的实验要做好预习等等。 指导老师评语及得分：
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±1.96SE
3、其中 SE 为标准误，计算公式为： SE N
(N M )(N n) Mn(N 1)
施夸贝尔法(Schnabel method)
N
ni
M
(NM )(Nn)
Mn(N 1)
得 SE≈0.215。
种群总数的 95%置信区间为：N±1.96SE 即 360±0.421.
2）、施夸贝尔法：
由 N
ni
M
2 i
得：N=3082497÷8277≈372.
标志重捕法
标志重捕法在市场营销中的应用
市场调查
• 对消费者进行标记，通过标志重捕法调查消费者的购买行为、品牌忠诚度等问题 • 为市场营销策略制定、市场分析提供数据支持
产品推广
• 结合其他营销手段，利用标志重捕法进行产品推广效果评估 • 为产品营销、品牌建设提供科学依据
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标志重捕法原理与应用
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01 标志重捕法的基本原理
标志重捕法的定义与背景
标志重捕法的发展背景
• 20世纪初，生态学家开始关注动物种群的动态变化 • 为了研究动物种群的分布、数量及迁徙规律，生态学家们发明了标志重捕法 • 随着生物技术的发展，标志重捕法在生态学、环境科学等领域得到了广泛应用
动物种群生态学研究
• 结合其他生态学调查方法，研究动物种群的数量动态、繁殖习性、栖息地选择等问 题 • 为动物生态学、保护生物学等领域提供研究素材
标志重捕法在植物种群监测中的应用
植物种群数量调查
• 对特定区域的植物种群进行标志重捕，估算出种群的数 量、分布范围及生长速度 • 为植物资源保护、自然保护区管理提供科学依据
• 在一段时间内进行多次捕获，每次捕获后记录已标记个体的数量 • 利用多次重捕的数据，更准确地推算出种群的数量 • 适用于研究种群数量的季节性变化、繁殖动态等
02 标志重捕法的优缺点分析
标志重捕法的优点及其适用范围
优点
• 操作简便，成本较低 • 能够估算出种群的数量、分布及迁徙规律 • 适用于各种生活习性的动物种群，包括哺乳动物、鸟类、 鱼类等
环境生物学研究
• 结合其他生态学调查方法，研究环境因素对生物种群的影响及生物种群的适应机制 • 为环境生物学、生态毒理学等领域提供研究素材
标志重捕法
标记重捕法
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黄豆、红豆质地形状不同是否会干扰试验结果？
应如何改进试验？
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标记重捕法
例：设某种群的总数为N ， 第一次捕获标记的个体为M， 第二次重捕的个体数为n， 其中已标记的为m， 则:
Mm
=
N
n
前提：标志重捕使标记个体与未标记个体在重捕
时被捕获的概率相等！
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标记重捕法注意事项
标记物不能影响动物的正常活动，不能导致 其发生疾病、感染
标记符号必须能维持一定时间又不过分醒目 在调查期间没有较多个体迁入、迁出、死亡
适用范围：哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、 鱼类和昆虫等动物。
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例、某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠—布氏田 鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm2（1 hm2＝ 10000 m2），随机布设100个鼠笼，放置1夜后, 统计所 捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行 重捕与调查。所得到的调查数据如下表。
捕获数/只 标记数/只 雌性个体数 雄性个体数
初捕
3232ຫໍສະໝຸດ 1418重捕
36
4
18
18
该草地布氏田鼠的平均种群密度为 144 只/ hm2。
事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉, 上述计算所得
的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏 大 。
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样方法调查种群密度实验报告
样方法调查种群密度实验报告常见种群密度的调查方法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。
5、模拟用标志重捕法进行种群的密度调查 P68
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。
“模拟动物种群密度调查的标记重捕法”实践的一些改进
“模拟动物种群密度调查的标记重捕法”实践的一些改进作者：唐杰来源：《中学生物学》2014年第03期摘要文中依托建构主义理论，通过控制无关变量，对苏教版必修3教材上的标记重捕法模拟实验中的实验材料和实验方法做了一些改进，认为能使高中学生更好地领悟标记重捕法。
关键词标记重捕法模拟实验实践改进建构主义无关变量合作学习中图分类号 G633.91 文献标识码 B建构主义的学习理论对生物学教学具有重要的指导意义。
建构主义学习理论认为，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是积极地建构知识的过程。
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，提倡发现学习、探究性的学习、合作学习、个别化教学以及利用现代信息技术手段进行教学。
实验是以认识为直接目的的探究活动，是人类认识客观世界的本质和规律，能动地改造客观世界的活动。
生物学实验是生物科学形成和发展的基础；生物学实验教学是中学生物学教学的重要组成部分，是实现中学教学目标的基本途径和方法。
因此，在实验教学中如何开展实验，如何优化实验教学过程，如何进行生物实验教学设计是对教师能力的基本要求。
但是，在生物学教学中，直接用研究对象的实验很多时候是非常困难或不可能进行的，因而模拟实验成为其中一个重要的方法。
苏教版高中生物教科书必修三《稳态与环境》第三章“生物群落的演替”第一节“生物群落的基本单位——种群”中，有关调查、测定、计算动物种群密度的常用方法是标记重捕法。
动物种群密度的调查，对城市学生来说，很难通过实地调查展开，为了避免将方法论仅当作知识来讲授，教师可以通过模拟实验活动，让学生领悟有关科学方法，并且培养学生的小组合作学习精神与能力。
建构主义认为，知识不仅是个体在与环境的相互作用中建构起来的，而且其与社会的相互作用同样重要。
学生可以通过相互沟通和交流，相互争辩和讨论，合作完成一定的任务，共同解决问题，从而形成更丰富、更灵活的理解。
采用“合作学习”有助于学生的意义构建，即教师给定一个任务（问题），经小组成员在研究、解决问题中相互沟通，相互合作，共同负责才能完成的。
种群密度调查———标志重捕法的模拟实验
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
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。
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标志重捕法调查种群密度模拟实验的改进
新邵县第四中学谭慧忠
一、实验地位
人教版普通高中课程标准教科书必修③《稳态与环境》的第4章种群和群落中，有关调查、测定、计算动物种群密度的最常用方法------标志重捕法。
若使用标志重捕法方法直接来进行种群密度调查实验，对于农村高中的课程安排和实际情况非常困难或不可能，因而模拟实验成为一个重要的研究方法，该实验在课本上仅有知识性文字表述动物种群密度调查方法，为了避免将方法论当对作知识来灌输讲授，也可以通过模拟实践活动，有许多教师进行了模拟实验，但模拟实验中的实验用具和方法有很多有待创新之处。
二、实验用具
黑白围棋子若干、布袋子两个
三、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志，然后放回原地，经一定时期（标志个体与未标志个体重新充分均匀混合），再进行重捕，根据重捕样本个体中标记个体的比例，估算该区域内某种群的数量。
标志重捕法适合于哺乳类、鸟类、鱼类和部分昆虫种群密度的估计。
该模拟实验中，用黑色围棋子代表某动物种群，白色围棋子代表被标记部分的个体。
四、实验创新之处
1、实验用具创新
（1）有些教师使用了黄豆或者是乒乓球作为模拟生物个体的用具，黄豆个体之间总存在的差异，手感不一样，且进行染色的黄豆很容易掉色。
乒乓球个体较大，要用较大的容器装载，且不同颜色的乒乓球不容易混合均匀。
所以该实验如果使用围棋子作为实验的模拟用具，材料大小合适，个体差异小，黑白分明，能减少实验误差，并且把黑白子分开进行重复实验能在较短的时间内完成。
（2）盛模拟材料的纸盒或者是玻璃缸用布袋子代替，纸盒呈方形，边角上不容易混合均匀。
玻璃缸透明，很容易掺入人的主观因素，影响实验结果。
2、实验方法创新
在该模拟实验中每次取一个取20、30、40个体进行标志改为随机用手抓一把或者两把，这样更适合野外捕捉的实际情况，因为在野外不可能刚好就捕捉到特定数量的个体数。
五、实验过程
方法步骤：
步骤一：从装黑色棋子的布袋中抓一把黑子（计数为N1），换上相同数量的白色围棋子，代表第一次捕捉到的动物数量，并全部进行了标志。
步骤二：使黑白围棋子充分混合均匀，再在布袋中抓一把围棋子（计数为N2，其中有白子数目为b），求N x=N1*N2/b。
N x表示估算的种群个体总数，N1表示第一次捕捉到的个体数，并全部做标志，N2表示第二次捕捉到的个体数，b表示重捕的数量。
通过对该模拟实验的改进，相对于其他教师的模拟实验，节省了实验时间，模拟得出的数据与实际数值更加接近，减少了实验的误差。
七、自我评价
1、实验器材简单，容易操作。
2、实验材料个体差异小，不需染色，且大小合适，上手不易脱落。
3、比较几种模拟材料的选用，围棋子效果最好，计算值与实际值最接近。
4、改进后的方法与野外实验情况更相近，随机抓取更符合实际。
5、该实验用具还可以用于人的性别遗传模拟实验。