生态学实验 模拟标志重捕法和去除取样法调查种群数量ppt展示

实验二模拟标志重捕法和去除取样法调查种群数量组员：伊恒杰、蒋璐琳、陈智真、徐芳、陈振宁一、实验目的•了解标志重捕法和去除取样法的基本原理•初步掌握去除取样法技术。二、实验原理•1.标志重捕法(林可指数法)在调查地段中，捕获一部分个体进行标志，然后放回，经一定时间后进行重捕。根据重捕中标志个体的比例，估计该地段中种群个体的总数。若将该地段种群个体总数记作N，其中标志数为M，重捕个体数为n，重捕中标志个体数为m，假定总数中标志个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同，则N:M=n:mN=Mn/m二、实验原理标志重捕的方法•林可指数法（Lincolnindexmethod）：一次标志一次重捕法。•施夸贝尔法（Schnabelmethod）：多次标志一次重捕法。•乔利-西贝尔法（Jolly-Sebermethod）：多次标志多次重捕法。若一次标志重捕可获得足够的个体数，则采用林可指数法；若一次标志重捕不能获得足够的个体数，利用林可指数法，种群数量的估计值往往不够准确，则可采用施夸贝尔法或乔利-西贝尔法。二、实验原理•林可指数法计算公式•估计值95%的置信区间为•注意事项：①标志个体在整个调查种群中均匀分布，标志个体和未标志个体都有同样的被捕机会。②调查期间，没有迁入或迁出。③调查期间，没有新的出生或死亡。mMnNN±1.96SE二、实验原理Ｌincoln指数法实验记录次数123456SE总数估计值的平均值Ni总数实际值NMnmNi二、实验原理2.去除取样法在一个封闭的种群里，随着连续捕捉，种群数量逐渐减少，单位努力捕获量逐渐降低，同时，逐次捕捉的累积数就逐渐增大。不难想象，当单位努力的捕获数为零时，捕获累积数就是种群数量的估计值。如果将单位努力下的逐次捕获数（作为Y轴）对捕获累积数（作为X轴）作图，利用统计学的直线回归法，可以得到一条回归线，将回归线延长至与X轴相交，交点处X轴的数据就是种群数量的估计值。•去除取样法的假定条件①每次捕捉时，每只动物受捕机会相等。②在调查期间，没有出生和死亡、迁入和迁出。二、实验原理去除取样法实验记录表取样次数每次捕获数（Y）累积捕获数（X）X2XY123456191610129701935455766二、实验原理去除取样法计算公式：bXaYXXXYniiniiiSSxxyyxxb121)())((xbya二、实验原理三、实验设备及材料•黄豆•红豆•样方纸四、实验步骤•林可指数法模拟实验1．将木盒内100个小方格编号：00~99。2．取黄豆约500粒，随机散布在木盒内。散落在四周的黄豆可重新散布。3．利用随机数字表确定抽取样方号（大约10~20个）。4．计数并移去已确定抽取样方中的个体，加入等数量的黑豆，认真做好记录。5．将黄豆和黑豆混合，重复步骤2~4。6．根据林可指数法，计算种群总数的估计值和种群总数的95%置信区间。四、实验步骤•去除取样法模拟实验1．将木盒内100个小方格编号：00~99。2．取黄豆约500粒，随机散布在木盒内。散落在四周的黄豆可重新散布。3．利用随机数字表，确定抽取样方号（大约10~20个）。4．计数并移去已确定抽取样方中的个体，认真做好记录。5．将余下的黄豆重新散布，重复步骤2~4。6．整理实验数据，绘出回归线图，求出模拟种群的数量估计值。五、实验结果及分析次数123456SE总数估计值的平均值Ni总数实际值NM595257687768144.96625.635626n505875736185m9838139Ni327.7783771425620.5361.308642.222Ｌincoln指数法实验记录去除取样法实验记录表取样次数每次取出黄豆（Y）累计取出黄豆数（X）X2XY1234563830171353038688598103实际值=121，估测值=118，相对误差=2.48%周五下午第1组y=-0.3452x+40.219R2=0.976501020304050020406080100120先前累计取出白棋子数每次取出白棋子数结果分析（一）林可指数法模拟实验此次实验测得的Ni值为625.6，而实际Ni值为626，相对误差0.731%，每次取出算出的Ni值的标准偏差却很高，达到23.31，所以综合来说，这组实验不是很成功的。结果分析•（二）去除取样法估计种群数量大小•每次取出的黄豆数数与先前累计黄豆数大致呈直线关系，R^2=0.9765，直线拟合的,很好，a=40.219，b=-0.3452，种群数量估测值=-a/b=118•与实际很接近，相对误差仅为2.48%。六、讨论•1、采用什么取样方法可以使每次取样时每个黄豆被取到的概率相等？答:每次都用80ml烧杯装取大致相等的量的黄豆，倒出来后，数黄豆，记录数据，并把与黄豆等量的红豆及倒出来的红豆放回袋子里，然后混合均匀，这样就能保证每个豆子被取到的概率相同•2、如果所得到的数据不能进行线性回归，原因是什么？答：A可能是因为红豆放进去后，没有混合均匀，不能保证每个豆子被取到的概率相同B也可能是每次取样时的方法或者力度不相同，有误差，譬如说同一个实验，每一次取样都是不同的人取•3、实验过程中，必须要满足怎样的假设，去除取样法才能被使用？答：A每次捕捉时动物受捕概率相等B种群是封闭的,即没有迁入和迁出C调查期间种群内没有出生和死亡•4、本次实验只是在模拟情况下进行，很多因素都可以得到较好的控制，可是在实际的应用中却要面临很多问题。那如何去解决这些问题呢？•答：去除取样法要求在调查期间，没有迁入迁出，没有死亡和出生，但是又必须取样几次，用时较长，意味着迁入迁出、死亡和出生的可能性提高，如何克服这样的问题呢？我觉得应该尽量压缩调查时间，使死亡和出生减少。至于迁入迁出，这就涉及到调查对象了，一般而言我们选择这样的方法调查，应该要求种群封闭的，例如我们可以调查一个池塘里的青鱼的数量等。•5、什么样的种群适合采用去除取样法，什么种群不适合？•答：一般而言，调查种群数量优先考虑标志重捕法，因为标志重捕法只需捕捉2次，对捕捉的力度没有严格要求，而去除取样法要捕捉多次，并且要求每次的捕捉力度相同，要求比较严格，比较难完成。但是在一些特殊情况下，比如说对于标记困难及捕捉行为会明显影响动物健康的种群（如某些昆虫、小型啮齿类动物等），标志重捕法难以应用时，去除取样法就成为种群密度调查的首选。当然这个种群必须还得是封闭的，而且活动能力也要强，不然就不能充分混合，不满足实验假设的条件。七、实验总结•标记重捕法（Ｌincoln指数法是其中较为常用的一种）和去除取样法的比较经过讨论，我们组认为，两种方法主要存在以下区别1.调查过程的差异：去除取样法要对动物进行多次捕捉，同时要求每次捕捉的方法和捕捉努力度都相同；标志重捕法只需2次捕捉，对捕捉的方法和捕捉努力度没有特殊的要求，但对2次捕捉的间隔时间有严格要求，即第2次捕捉必须在被标记个体在自然种群中充分混合之后。标志重捕法需要同时计数标记个体和未标记个体，而去除取样法只需计数未标记个体，不需计数已标记个体。•2.影响因素的差异：分析两种方法的原理可知，任何会造成未标记个体数量改变的因素，都能影响去除取样法的调查结果；任何会改变标记个体在种群中所占比例的因素，都能影响标志重捕法的调查结果。•3.适用范围的差异：由于去除取样法的假设要求比标志重捕法严格，自然种群更难满足去除取样法的假设，故调查效果一般不如标志重捕法好。对于标记困难及捕捉行为会明显影响动物健康的种群（如某些昆虫、小型啮齿类动物等），标志重捕法难以应用时，去除取样法就成为种群密度调查的首选；而大型野生动物（如巨蜥、藏羚羊等）、生境气候条件多变的野生动物等的种群密度调查通常都选择标志重捕法。