曾曉輝 周斌偉

(湖北省孝感高級(jí)中學(xué) 432000)

1 運(yùn)用樣方法估算種群密度的誤差分析

樣方法一般適用植物、活動(dòng)范圍小的動(dòng)物種群密度調(diào)查。調(diào)查的一般步驟為：確定調(diào)查對(duì)象、選擇調(diào)查地段、確定樣方大小與數(shù)目、隨機(jī)選取若干樣方、計(jì)數(shù)每個(gè)樣方的個(gè)體數(shù)、求每個(gè)樣方的種群密度和求所有樣方種群密度的平均值作為該種群密度的估計(jì)值。假設(shè)各樣方的種群密度分別為n1、n2、n3…… nm，則種群密度=(n1+ n2+ n3…… + nm)/ m，運(yùn)用樣方法調(diào)查種群密度可能出現(xiàn)的誤差有兩種情況，按照以下的實(shí)驗(yàn)操作，所得數(shù)據(jù)與實(shí)際值相比，可能會(huì)出現(xiàn)偏差。

(1)調(diào)查某植物種群密度時(shí)在該植物分布較密集的地方選取樣方，此種情況的調(diào)查值比實(shí)際值偏大，因?yàn)橹苯佑绊懥斯街械姆肿?，使每一個(gè)樣方中數(shù)目偏大。

(2)調(diào)查某植物種群密度時(shí)在統(tǒng)計(jì)樣方中數(shù)目時(shí)沒有統(tǒng)計(jì)樣方邊線上的個(gè)體數(shù)，這種情況少統(tǒng)計(jì)一部分個(gè)體數(shù)，使得調(diào)查值比實(shí)際值偏小。

2 運(yùn)用標(biāo)志重捕法估算種群密度的誤差分析

標(biāo)志重捕法是常用于調(diào)查活動(dòng)能力較強(qiáng)、活動(dòng)范圍較大的動(dòng)物種群密度的調(diào)查方法。在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中，調(diào)查的面積為S，第一次捕獲一部分個(gè)體(B只)全部進(jìn)行標(biāo)記后釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)記個(gè)體數(shù)(b)占總捕數(shù)(a)的比例，估計(jì)該種群的密度(A)，計(jì)算公式為:A = aB /(bS)。由上式分析可知：

(1)若由于某種原因(如標(biāo)記物易脫落，被標(biāo)記個(gè)體被再次捕獲概率會(huì)降低，標(biāo)記物導(dǎo)致被標(biāo)記個(gè)體易于被捕食，被標(biāo)記的個(gè)體放回后還未充分融入該種群中就再次捕獲、且在被標(biāo)記個(gè)體稀少處捕獲等情況)，會(huì)造成b偏??；則A偏大。

(2)若由于某種原因(如被標(biāo)記的個(gè)體放回后，還未充分融入該種群中就再次捕獲，且在被標(biāo)記個(gè)體密集處捕獲等情況)，會(huì)造成b偏大；則A偏小。

(3)若在調(diào)查期間，調(diào)查區(qū)域有較多個(gè)體出生和遷入，會(huì)使a / b比值偏大；則A偏大。若調(diào)查區(qū)域有較多個(gè)體死亡和遷出，會(huì)使a / b比值偏?。粍tA偏小。

3 運(yùn)用抽樣檢測(cè)法統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)液中微生物數(shù)量的誤差分析

探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化時(shí)，對(duì)培養(yǎng)液中的酵母菌逐個(gè)計(jì)數(shù)是非常困難的，較常見和方便的是采用抽樣檢測(cè)法對(duì)培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。操作時(shí)特別注意從試管中吸取培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次。目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，以減少誤差。若是沒有振蕩，取到了上層培養(yǎng)液，則估計(jì)值偏??；相反如果取到了靠底層的溶液，則估計(jì)值偏大。

4 運(yùn)用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)活菌數(shù)目的誤差分析

稀釋涂布平板法是微生物的計(jì)數(shù)方法，常用來(lái)統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目。當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，把稀釋液涂布到培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基表面上會(huì)生長(zhǎng)一個(gè)個(gè)菌落，這是來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少個(gè)活菌。計(jì)算公式為：N = ( C ÷ V)× M。其中 N 代表樣品中活菌數(shù)，C 代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V 代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積，M 代表稀釋倍數(shù)。涂布接種時(shí)，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起，平板上觀察到的也只是一個(gè)菌落。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)(C)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，使計(jì)算結(jié)果樣品中活菌數(shù)( N )偏小。因此統(tǒng)計(jì)種群密度時(shí)有必要考慮存在的誤差，與實(shí)際值相比分辨出是偏大還是偏小。

5 相關(guān)例題及分析

例1.在某池塘中，第一次捕獲鯽魚106條，做上標(biāo)記后放回，第二次捕獲鯽魚91條，其中有標(biāo)記的25條。由此可以估算出該池塘中鯽魚的密度。后來(lái)發(fā)現(xiàn)這次估算的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果誤差較大，分析其原因不正確的是( )

A.捕魚用的漁網(wǎng)網(wǎng)眼太大

B.被標(biāo)記的魚放回后有一小部分死亡

C.兩次捕獲的鯽魚數(shù)量較小

D.重捕方法不當(dāng)使捕獲的魚部分死亡

分析：A.若捕魚用的漁網(wǎng)網(wǎng)眼太大，導(dǎo)致所捕鯽魚為魚塘中個(gè)體較大的魚，而個(gè)體小的鯽魚未能捕捉到，最終導(dǎo)致種群密度的估算值偏小，A正確；B.被標(biāo)記的魚放回后有一小部分死亡，會(huì)導(dǎo)致重捕中被標(biāo)記的個(gè)體數(shù)偏小，最終導(dǎo)致種群密度的估算值偏大，B正確；C.若兩次捕獲的鯽魚數(shù)量較小，則存在偶然性，會(huì)使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大，C正確；D.雖然重捕方法不當(dāng)，使捕獲的魚部分死亡，但得到的鯽魚數(shù)量不變，即使死亡，還是進(jìn)行了數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，因而不會(huì)與實(shí)際結(jié)果誤差較大的誤差，D錯(cuò)誤。故參考答案為D。

例2.下列實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果相比一定偏小的是( )

A．用稀釋涂布平板法計(jì)算某土壤中微生物的數(shù)量

B．調(diào)查白化病發(fā)病率時(shí)以患者家系為調(diào)查對(duì)象

C．標(biāo)志重捕時(shí)部分標(biāo)記物的脫落

D．顯微鏡下計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量時(shí)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)室方格內(nèi)以及每一條邊線上的菌體

分析：A．當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起，平板上觀察到的也只是一個(gè)菌落，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，導(dǎo)致計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏小；B．調(diào)查某遺傳病的發(fā)病率時(shí)以患者家系為調(diào)查對(duì)象,患者家系中患病率高，導(dǎo)致計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏大；C．標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度時(shí)標(biāo)記物脫落，計(jì)算公式A = aB /(bS)中分母b變小，導(dǎo)致計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏大；D.血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)統(tǒng)計(jì)樣方四條邊線上的個(gè)體數(shù)，這樣多統(tǒng)計(jì)一部分個(gè)體數(shù)，這種情況的調(diào)查值比實(shí)際值偏大。故參考答案為A。

例3.下列調(diào)查活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)中,實(shí)驗(yàn)所得到數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比,肯定偏小的是( )

A．用樣方法調(diào)查草地中蒲公英的種群密度時(shí)，在分布較密集的地區(qū)取樣

B．探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量時(shí)，從試管底部吸出培養(yǎng)液計(jì)數(shù)前沒有振蕩試管

C．調(diào)查土壤小動(dòng)物豐富度時(shí)，用誘蟲器采集小動(dòng)物沒有打開電燈

D．對(duì)培養(yǎng)液中的酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，先滴培養(yǎng)液，再蓋蓋玻片

分析：A．樣方法調(diào)查蒲公英種群密度時(shí)在分布較密集的地區(qū)取樣，由于基數(shù)偏大，導(dǎo)致計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏大；B．試管底部吸出培養(yǎng)液計(jì)數(shù)前沒有振蕩試管，由于重力作用，底部的酵母菌密集，導(dǎo)致計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏大；C．用誘蟲器采集小動(dòng)物沒有打開電燈，導(dǎo)致部分動(dòng)物沒有從土壤中爬出，計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，偏??；D.先滴培養(yǎng)液，再蓋蓋玻片，這樣會(huì)有超過(guò)正常數(shù)目的酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部，這種情況的調(diào)查值比實(shí)際值偏大。故參考答案為C。