探究不同样方法调查植物的种群密度

魏志琴+卢娅

摘 要 利用不同样方法调查遵义市新蒲湿地公园黄花蒿的种群密度。实验结果表明，五点式、对角线式、等距式、双对角线式和棋盘式五种方法调查的黄花蒿的种群密度的p值都大于0.05，表示用这五种方法测得黄花蒿的种群密度差异不显著；说明本次实验中的所有方法都是可行的。实验中使用5种方法对黄花蒿的种群密度进行了调查，增加了方法的多样性，可以对高中生物学实验教学提供一定的参考。

关键词 实验教学 种群密度 样方法 黄花蒿

中图分类号 Q-331 文献标志码 B

在人教版高中生物学必修三教材中，“样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”的探究实验是重要的教学内容，让学生尝试探究调查种群密度是本节的重要教学任务。实验教学是高中生物学教学的重要组成部分，是达成高中生物学教学目标的基本途径和方法之一。本次实验运用多种方法调查植物的种群密度，选取实验地段并确定实验对象，对比不同的样方法测得的黄花蒿的种群密度，为教师的教学工作提供借鉴。

此次实验选取遵义市新蒲湿地公园作为实验地点，主要是考虑到其地形平坦，便于设置样方；以双子叶植物黄花蒿为实验对象是由于黄花蒿是常见的双子叶植物，容易识别。本次实验除了采取课本上的等距式和五点式，还增加了对角线式、双对角线式、棋盘式，增加了实验方法的多样性。

1 制定计划

实验目的：

（1） 掌握测量植物种群密度的方法；

（2） 比较不用样方法所测量的植物种群密度的差异。

提出问题：不同样方法調查黄花蒿的种群密度结果差异是否显著？

做出假设：运用不同样方法调查黄花蒿种群密度结果差异不显著。

实验地点：本次实验以遵义市湿地公园作为实验地点。遵义市新蒲湿地公园位于遵义东部新区，风景优美，将城市因素与湿地相连，建造了一个植物多样、地形宽阔平坦的生态系统。

实验时间：2015年3月12日。

准备材料：皮尺、绳子、木棍、记录本、铅笔。

确定调查对象：选择双子叶植物作为调查对象，因为单子叶草本植物通常是丛生和蔓生的，叶脉一般呈条形或披针形，从地上部分难以辨别是一株还是多株；而双子叶植物叶脉一般是网状，容易辨别个体数目。

确定样方：按实验方法在实验地段拉出样方，每个样方的大小均为1 m×1 m。

计数：记录每个样方内黄花蒿的种群数量（株/m2）。

计算种群密度：样方中黄花蒿的总数除以样方个数，即为黄花蒿的种群密度（株/m2）。

2 实验方法

样方法是估算种群密度最常用的方法之一，是指在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群总体数量的方法。

（1） 五点式取样法：确定调查的地段之后，圈出一个长为40 m、宽为30 m的长方形样地；用绳拉出该地段的两条对角线，在样地的中心处确定一个面积为1 m2的样方记为样方1，然后如图1中位置确定样方2、3、4、5，共5个样方。

（2） 等距式取样法：确定调查的地段之后，圈出一个长为40 m、宽为30 m的长方形样地；等距取5个1 m2的样方，记为样方1、2、3、4、5，共5个样方，如图2所示。

（3） 对角线式取样法：确定调查的地段之后，圈出一个为长为40 m、宽为30 m的长方形样地；用绳拉出该地段的任意一条对角线，在这条对角线中心处取一个样方，记为样方1，以样方1为中心样方，往两边分别取样方2、3及样方4、5，共5个样方，如图3所示。

（4） 双对角线式取样法：确定调查的地段之后，圈出一个图形长为40 m、宽为30 m的长方形样地；用绳拉出该地段的两条对角线，按单对角线式先在一条对角线上取5个样方，记为样方1、2、3、4、5。再在另一条对角线上取五个样方，记为样方6、7、8、9、10，中心样方1和10重叠，共10个样方，如图4所示。

（5） 棋盘式取样法：确定调查的地段之后，圈出一个为长50 m、宽30 m的长方形样地；首先在用绳拉出该长方形样地ABCD的中线EF，按等距取样法在中线EF上等距取四个样方记为样方1、2、3、4，然后作长方形ABEF的中线HI，在HI上等距取三个样方，记为样方5、6、7；同样，作长方形CDEF的中线JK，并在JK上等距取三个样方，记为样方8、9、10，共10个样方，如图5所示。

3 实验结果分析

根据实验计划中的各种方法，记录不同的样方法测得的每个样方内黄花蒿的数量（见表1、表2）。

由表1可以看出，在选取样方个数都是5的方法中，五点式测得黄花蒿的种群密度为16.2株·m-2，等距式测得黄花蒿的种群密度为12.8株·m-2，对角线式测得黄花蒿的种群密度为13.2株·m-2。由表2可以看出，在选取样方个数都是10个样方的方法中，双对角线式测得黄花蒿的种群密度为19.8株·m-2，棋盘式测得黄花蒿的种群密度为18.9株·m-2。

此次实验数据采用SPSS17.0统计软件分析，表3中1、2、3、4、5分别表示五点式、等距式、对角线式、双对角线式、棋盘式调查的黄花蒿的种群密度。

对比样方数都是5的三种方法中，五点式与等距式P值为0.785（P>0.05）表示差异不显著；五点式与对角线式相比P值为0.524（P>0.05）表示差异不显著；等距式与对角线式相比P值为0.702（P>0.05）表示差异不显著。

对比所选样方个数都是10的两种方法中，双对角线式与棋盘式相比P值为0.919（P>0.05）表示差异不显著。

对比样方数为5和样方数为10的不同方法，五点式与双对角线式相比P值为0.739（P>0.05）表示差异不显著；五点式与棋盘式相比P值为0.802（P>0.05）表示差异不显著。等距式与双对角线式相比P值为0.518（P>0.05）表示差异不显著；等距式与棋盘式相比P值为0.573（P>0.05）表示差异不显著。对角线与双对角线式相比P值为0.305（P>0.05）表示差异不显著；对角线式与棋盘式相比P值为0.342（P>0.05）表示差异不显著。数据表明，无论是用哪种样方法调查黄花蒿的种群密度，差异都不显著，说明这些方法都是可行的，都可以用来测量植物的种群密度。

种群密度调查是高中生物的重要实验之一，应用非常广泛，如农林害虫的监测和预报，渔业捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。生物学是一门自然学科，建立在一定的实验基础上，生物学的教学要对应相应实验。实验教学不仅能培养学生探究能力、创新能力和思维能力，还可以提高教学效率，增加学生学习的兴趣和积极性。

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