淺談標志重捕法及其誤差分析

江蘇省2012年高考考試說明中要求生物學科的命題從普通高中生物教學實際出發(fā)，充分發(fā)揮高考的積極導向作用，有利于中學全面實施素質(zhì)教育和對學生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)，以能力立意為主導，考查考生對所學相關課程的基礎知識、基本技能、基本思想、基本活動經(jīng)驗的整體掌握程度和綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析、解決實際問題的能力。在理解所列知識的基礎上，能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。本文結(jié)合種群密度的調(diào)查方法之一——標志重捕法的教學，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析、解決實際問題的能力。

1.標志重捕法

在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中，捕獲一部分個體，將這些個體進行標志后，再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進行重捕，根據(jù)重捕中標志個體占總捕獲數(shù)的比例來估計該種群的數(shù)量。設某種群的總數(shù)為N，第一次捕獲并標記的個體為M，一段時間后，在原來的捕獲點再次捕獲一部分個體，并記錄個體數(shù)為n，其中已標記的為m，則理論計算公式N：M=n：m。

2.適用范圍

活動能力比較強、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

3.1公式成立的條件。

（1）標記個體與未標記個體在重捕時被捕獲的概率相等；

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

（3）標記個體在種群要均勻分布。

3.2標記技術。

標記方法也是多種多樣，同位素飼喂，電子設備，遙控設備，掛環(huán)等，這些標記技術要求：

（1）標志不能過于醒目；

（2）標記物和標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）標記符號必須能夠維持一段時間，在調(diào)查期間不能消失。

4.常見題型及誤差分析

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

4.1標志物脫落。

例1：某研究機構(gòu)采用標志重捕法對我國北方的某一種主要害屬——布氏田鼠進行調(diào)查，若調(diào)查過程中，標記物脫落對實驗結(jié)果有何影響？

解析：我們設種群數(shù)量為a。第一次標記了100只動物。第二次捕到40只動物，其中8只有標記。那么，若標記沒有脫落：100/a=8/40，可以算出：a=500。若標記脫落了，那我們設第二次捕到的8只動物里，有3只標記脫落了。那么，我們會誤認為，只捕捉到了5只有標記動物，根據(jù)錯誤的數(shù)據(jù)計算：100/a=5/40，可以算出：a=800。

可見，由于標志脫落，我們計算出的種群數(shù)量要大于實際數(shù)量。

4.3標記個體與被標記個體被捕獲的概率不同。

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

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

4.4標記時標記物太過明顯或?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：由于標記物太過于明顯，在第二次捕捉時就很容易被抓到，這樣就使得標記個體比未被標記個體更容易捕獲，和上述類型相反。

總結(jié)：用標記重捕法對種群密度調(diào)查進行調(diào)查，實驗的原理、結(jié)果計算都比較簡單，而對結(jié)果的誤差分析，從上述幾種類型中我們可以得出解決此類問題的關鍵是公式中的m值變化。因此我們應首先從分析公式中m的值開始入手，思考此值在實際操作中是偏大還是偏小，然后再代入公式計算。