种群数量调查不同取样方法试验设计比较

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摘要    种群数量调查是生物科学多门课程的重要试验教学内容，具有较强的理论性和应用性。本试验以黄河三角洲地区广泛分布的鼠妇为试验对象，分别利用随机取样法、对角线取样法及平行取样法设计种群数量调查试验，并分析比较不同取样方法的统计调查结果，以获得种群密度和数量分布特征，对提高学生综合素质和创新能力具有重要作用。

关键词    取样方法;种群数量;鼠妇

中图分类号    S436.33        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）24-0188-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

种群是大量同种个体的集合，是物种存在的基本单元，种群动态是种群生态学研究的重要内容，而种群数量或种群密度则是种群动态研究的基本调查指标。在开展实际研究过程中，种群绝对密度很难统计，通常以相对密度来表示种群数量，抽样调查是最常见的种群密度调查方法。对鼠妇、昆虫等大多数小型动物而言，样方法是最常用的种群数量抽样调查方法。掌握种群数量调查方法对生物学大类相关学生专业知识学习和能力提高具有重要意义。

种群数量调查是开展生物学相关研究中普遍应用的一种调查方法。开展具体抽样调查时，根据调查对象，要从实际出发，按照一定程序从总体研究对象中抽取部分个体作为调查样本，再对样本开展调查，获取调查数据，经概率统计获得总体调查对象的种群密度和数量分布特征。

鼠妇属于甲壳纲等足目，是甲壳动物中唯陆生类群，可以完全适应陆地生活，通常生活在阴暗潮湿的砖块、石块下，以枯枝落叶为食。在黄河三角洲地区多数林地、绿化带、草坪等地，鼠妇种群生物量较大，比较容易采集[1]。鼠妇易采集，而且室内容易饲养，是较好的试验材料。鼠妇是北方森林生态系统中林间落叶的重要分解者，对促进生态系统的物质循环和能量流动具有重要作用[2-3]。鼠妇也有一定的饲养价值和经济价值，可作为鱼类和家禽及某些宠物的饲料或饵料。鼠妇还取食温室中一些绿色叶菜，对叶片、幼苗等造成危害，也是一类园艺害虫[4]。因此，对于鼠妇还有很多方面需要研究。要开展相关研究，种群数量调查是一个重要的研究内容。

1    材料与方法

1.1    试验地自然条件

试验调查地点选取滨州学院校园内杨树林地。杨树林地长80 m、宽80 m，总面积6 400 m2。林地栽植密度株距3.5 m，行距4.0 m，林间落叶分布不均，相对镶嵌分布，林间部分区域地表潮湿，适合鼠妇生长。

1.2    调查方法

采取随机取样法、对角线取样法和平行线取样法，3种方法调查同一样地的鼠妇种群数量，然后对不同调查方法进行统计比较。

1.2.1    随机取样法。随机取样法是指在取样调查时根据随机原则，通过随机数字确定需要调查的样方，从总体中抽取一定数量样方的方法。在本试验设计中，根据鼠妇的生活分布特点，在其生活的杨树林地取80 m×80 m的大样方1个，然后将80 m×80 m的大样方按4 m×4 m的标准共划分为400个小样方，每个小样方面积16 m2，然后分别编号，样方划分及编号情况见图1。利用网上在线随机数生成器（http：///numbers/random-number-generator.php），根据试验设计，输入最小数1、最大数400，生成数字30个。这些数字分别是139、125、110、173、169、372、57、333、264、172、30、269、13、326、229、184、48、50、342、30、332、315、217、5、33、16、98、330、338、362。每个随机数字代表1个样方，在图1中对应其在杨树林地的位置。在每个随机数字对应的样方正中间位置取20 cm×20 cm面积的样点，统计每个样点的鼠妇数量。

1.2.2    对角线取样法。对角线取样法是在样地的对角线上选取样方调查取样的方法。在本试验设计中，在鼠妇生活的杨树林地，取80 m×80 m的大样方1个，然后按5 m×5 m标准分割共划分为256个小样方，每个小样方面积25 m2。沿80 m×80 m大样方的对角线取样，双对角线取样，每条对角线取16个样方，共取32个样方，样方划分及编号情况见图2。在每个样方正中间位置取20 cm×20 cm面积的样点，统计每个样点的鼠妇数量。

1.2.3    平行取样法。平行线取样法是在样地均匀划分后的平行线上选取样方调查取样的方法。在本试验设计中，在鼠妇生活的杨树林地，取80 m×80 m的大样方1个，然后按5 m×4.7 m标准共划分为272个小样方，每个小样方面积23.5 m2。沿80 m×80 m的大样方的1、5、9、13、17列取樣，每列取6个样方，共计取30个样方，样方划分及编号情况见图3。在每个样方正中间位置取20 cm×20 cm面积的样点，统计每个样点的鼠妇数量。

2    结果与分析

采取随机取样法、对角线取样法和平行线取样法对鼠妇种群数量进行统计分析。3 种调查方法除调查样地总面积和调查样点一样外，因为取样方法的差异，调查样方数、样方面积2个调查指标的设定值也不同，3种调查方法的调查结果也不一样。对角线法统计的鼠妇数量最高，随机取样法其次，数量最少的是平行线取样法，相应的调查所得种群密度也是对角线法最高，为299.22只/m2，随机取样法次之，为246.67只/m2，平行线取样法最低，为242.50只/m2。

3    结论与讨论

采取随机取样法、对角线取样法和平行线取样法对鼠妇种群数量进行统计分析，对角线法统计的鼠妇数量最高，随机取样法其次，数量最少的是平行线取样法。3种调查方法结果不一致或是由于环境差异所致，亦或是调查方法所致。对鼠妇而言，调查结果的差异，理论上应为环境差异所致，随着取样数量的增多，这种差异应该会逐步缩小。对角线法取样的种群数量高，究其原因可能是对角线取样的几个点正好适合鼠妇分布，种群数量较大。这一调查结论也符合鼠妇在林间成聚集分布的特点，若林间环境差异较大，由于环境的差异而镶嵌聚集分布。

抽样调查是理论知识与实践应用并重的科学调查方法，理论知识抽象且较难理解，课堂教学多为理论讲授，推导证明各种公式，公式复杂难记，初学者难以掌握，容易造成理论与现实脱节，使学生失去学习兴趣[5-6]。然而，抽样调查的实际应用非常具体。因此，应用实例的选取，对教学效果具有重要作用。

本试验涉及多项知识内容，需要学生自行设计方案，比较试验结果，分析原因差异。需要了解试验对象鼠妇的生物学特性，认识并正确识别，特别需要掌握其生活环境特点。设计抽样方法应掌握动物种群数量调查的抽样知识;不同物种抽样方法不一样，鼠妇个体小、数量多、易调查，适用直接调查法[8]。种群数量调查不同抽样方法的设计比较试验，对培养学生结合实际问题、灵活运用专业知识、培养学生实践动手能力和创新能力有重要作用。

4    参考文献

[1] 李建庆，梅增霞.黄河三角洲地区常见鼠妇的采集和性别鉴定[J].滨州学院学报，2009，25（6）：32-34.

[2] 廖崇惠，陈茂乾，陈锦华.两种陆栖等足类的种群及其分解落叶的作用[J].动物学报，1992，38（1）：23-30.

[3] 李建庆，梅增霞，姚志刚，等.黄河三角洲地区杨树林地鼠妇的空间格局及抽样技术研究[J].西北林学院学报，2010，25（2）：123-126.

[4] 蒋玉文，贾岚，何振昌，等.卷球鼠妇的生物学特性及防治[J].沈阳农业大学学报，1992，23（2）：88-92.

[5] 刘媛媛，苏金梅，吕雄，等.抽样调查课程的教学思考[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2018，20（2）：63-66.

[6] 孙耀东.大数据背景下抽样调查课程教学探索[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2015（3）：112-114.

[7] 马岚.对抽样调查课程教学改革的思考[J].教学研究，2007（8）：29-30.

[8] 朱银飞，祁先慧，刘胜亮，等.吐鲁番市杏树小蠹虫的危害特点及抽樣调查方法研究[J].新疆农业大学学报，2018，41（4）：276-280.