淺析黑光燈誘捕法調(diào)查種群密度

陳玲

摘 要：對(duì)于種群密度的調(diào)查，中學(xué)教材上詳細(xì)敘述了樣方法和標(biāo)志重捕法，同時(shí)還提到了黑光燈誘捕的方法可以調(diào)查趨光昆蟲的種群密度，但是并沒有具體的介紹。本文針對(duì)這種方法如何調(diào)查種群密度做了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：黑光燈誘捕;種群密度;去除取樣法

之前關(guān)于黑光燈誘捕法關(guān)注甚少，但是2018年高考理綜全國卷Ⅲ第6題卻將其當(dāng)做了考點(diǎn)，題目如下：

某同學(xué)應(yīng)用黑光燈誘捕的方法對(duì)農(nóng)田中具有趨光性的昆蟲進(jìn)行調(diào)查，下列敘述錯(cuò)誤的是

A.趨光性昆蟲是該農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的消費(fèi)者

B.黑光燈傳遞給趨光性昆蟲的信息屬于化學(xué)信息

C.黑光燈誘捕的方法可用于調(diào)查某種趨光性昆蟲的種群密度

D.黑光燈誘捕的方法可用于探究該農(nóng)田趨光性昆蟲的物種數(shù)目

這道題要選出正確答案B并不難，但是對(duì)于選項(xiàng)C，黑光燈誘捕的方法如何調(diào)查趨光性昆蟲的種群密度？通過對(duì)多種文獻(xiàn)的研究，本人將在本文做簡單闡述。

人教版生物必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第62頁有如下敘述：“對(duì)于有趨光性的昆蟲，還可以用黑光燈進(jìn)行燈光誘捕的方法調(diào)查它們的種群密度?！辈⒃诮滩闹薪o出了黑光燈的設(shè)計(jì)圖（見下圖1）。配套的《教師教學(xué)用書》上沒有提供相關(guān)信息。

黑光燈是一種特制的氣體放電燈，能發(fā)出波長為360nm左右的紫外光波，這種紫外線一般是人眼不可見的，所以叫做“黑光”。但是很多的趨光昆蟲卻很喜歡這段波長的光，所以我們可以利用它們的這種習(xí)性，引誘它們從暗處飛向光源，并在黑光燈附近放置電網(wǎng)或殺蟲劑（例如上圖中的“毒瓶”），當(dāng)被黑光燈引誘而來的昆蟲接觸電網(wǎng)或者殺蟲藥時(shí)，即可致死。[1]所以，黑光燈常用作農(nóng)田誘殺害蟲的有效武器。那么，如何用上圖中誘殺的昆蟲來估算種群密度呢？

首先，我們要清楚種群密度的概念。在高等教育出版社出版的《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)（第2版）》中這樣描述：“種群的密度是單位面積、單位體積或單位生境中個(gè)體的數(shù)目?！北緯€指明種群密度又大體可分為絕對(duì)密度和相對(duì)密度兩類。絕對(duì)密度是單位面積或空間的實(shí)有個(gè)體數(shù)，而相對(duì)密度則只是表示種群密度高低的一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。[2]如每公頃有10只黃鼠是絕對(duì)密度，而每100個(gè)鼠夾每天捕獲10只黃鼠則是相對(duì)密度。在高中階段學(xué)習(xí)的樣方法和標(biāo)志重捕法就是估算種群的絕對(duì)密度。

用黑光燈誘捕的方法得到某種趨光昆蟲的相對(duì)密度是很簡單的，只需要在該區(qū)域均勻放置適宜數(shù)量的黑光燈，每日統(tǒng)計(jì)捕捉到的該昆蟲的數(shù)量即可，這樣得到的并不是該種群的具體數(shù)量，而是多度等級(jí)。這種統(tǒng)計(jì)的意義主要在于與往年的情況進(jìn)行對(duì)比，預(yù)測(cè)害蟲的成災(zāi)程度。例如今年每個(gè)黑光燈每晚捕獲30只某害蟲，查閱往年的數(shù)據(jù)得知每個(gè)黑光燈每晚捕獲20只該種害蟲就會(huì)爆發(fā)嚴(yán)重的蟲災(zāi)，那么今年的蟲災(zāi)就已經(jīng)達(dá)到非常嚴(yán)重的程度了，必須及時(shí)采取滅蟲措施。

利用這種方法估算某種昆蟲的絕對(duì)密度屬于去除取樣法，該方法的原理是在一個(gè)封閉的種群里，用同樣的方法連續(xù)捕捉被調(diào)查動(dòng)物，隨著連續(xù)的捕捉，導(dǎo)致種群內(nèi)個(gè)體數(shù)逐漸減少，造成每次捕獲數(shù)逐次遞減，但捕獲的總累積數(shù)則逐漸增加，當(dāng)單次捕獲數(shù)降到0時(shí)，捕獲的總累積數(shù)就等于該種群的總個(gè)體數(shù)。[3]我們將第i次單次捕獲數(shù)記作yi，將第i次捕獲后的捕獲累計(jì)數(shù)（即第1次至第i次捕獲數(shù)的總和）記作xi，將所統(tǒng)計(jì)出的xi和yi的數(shù)據(jù)點(diǎn)在直角坐標(biāo)平面上，則是呈直線變化趨勢(shì)的散布圖，因此每次捕獲數(shù)與捕獲總累積數(shù)的關(guān)系符合一元線性回歸方程y=a+bx。其中y表示每次捕獲數(shù)，x表示捕獲的總累積數(shù)，a表示一元線性回歸方程擬合線在縱坐標(biāo)上的截距，b表示一元線性回歸方程擬合線的斜率，隨著xi的增加，種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量逐漸減少，yi應(yīng)該逐漸減小，即xi與yi呈負(fù)相關(guān)，所以b<0。通過制作直線回歸圖，或者運(yùn)用生物統(tǒng)計(jì)的方法，就可以得到a和b的具體數(shù)值。這樣，當(dāng)y=0時(shí)的x值即為種群數(shù)量的估計(jì)值，也就得到了種群密度的估算值。

綜上所述，不論是相對(duì)密度的調(diào)查還是絕對(duì)密度的調(diào)查，黑光燈誘捕的方法對(duì)于趨光昆蟲都是可行的。因?yàn)槿コ臃ㄉ婕暗揭辉€性回歸方程的計(jì)算，高中生還不具備這樣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，所以具體方法并不做要求。但是教師應(yīng)該讓學(xué)生理解基本原理，結(jié)合實(shí)際了解黑光燈在農(nóng)林業(yè)上的應(yīng)用，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐學(xué)成.黑光燈[J].電子技術(shù)，1964（09）：27-28.

[2] 婁安如等.種群動(dòng)態(tài)[M]//基礎(chǔ)生態(tài)學(xué).第2版.高等教育出版社，2007：67-70.

[3] 葉建偉.淺析去除取樣法調(diào)查種群密度[J].生物學(xué)通報(bào)，2011（12）：13-15.