生態(tài)學實驗模擬標志重捕法和去除取樣法調查種群數(shù)量展示課件

實驗二模擬標志重捕法和

去除取樣法調查種群數(shù)量組員：伊恒杰、蔣璐琳、陳智真、徐芳、陳振寧實驗二模擬標志重捕法和

去除取樣法調查種群數(shù)量1一、實驗目的了解標志重捕法和去除取樣法的基本原理初步掌握去除取樣法技術。一、實驗目的了解標志重捕法和去除取樣法的基本原理2二、實驗原理1.標志重捕法(林可指數(shù)法)

在調查地段中，捕獲一部分個體進行標志，然后放回，經一定時間后進行重捕。根據(jù)重捕中標志個體的比例，估計該地段中種群個體的總數(shù)。若將該地段種群個體總數(shù)記作N，其中標志數(shù)為M，重捕個體數(shù)為n，重捕中標志個體數(shù)為m，假定總數(shù)中標志個體的比例與重捕取樣中標志個體的比例相同，則

N:M=n:mN=Mn/m二、實驗原理1.標志重捕法(林可指數(shù)法)3二、實驗原理

標志重捕的方法林可指數(shù)法（Lincolnindexmethod）：一次標志一次重捕法。施夸貝爾法（Schnabelmethod）：多次標志一次重捕法。喬利-西貝爾法（Jolly-Sebermethod）：多次標志多次重捕法。

若一次標志重捕可獲得足夠的個體數(shù)，則采用林可指數(shù)法；若一次標志重捕不能獲得足夠的個體數(shù)，利用林可指數(shù)法，種群數(shù)量的估計值往往不夠準確，則可采用施夸貝爾法或喬利-西貝爾法。二、實驗原理標志重捕的方法4二、實驗原理林可指數(shù)法計算公式估計值95%的置信區(qū)間為注意事項：

①標志個體在整個調查種群中均勻分布，標志個體和未標志個體都有同樣的被捕機會。

②調查期間，沒有遷入或遷出。

③調查期間，沒有新的出生或死亡。N±1.96SE二、實驗原理林可指數(shù)法計算公式N±1.96SE5二、實驗原理Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄二、實驗原理Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄6二、實驗原理2.去除取樣法

在一個封閉的種群里，隨著連續(xù)捕捉，種群數(shù)量逐漸減少，單位努力捕獲量逐漸降低，同時，逐次捕捉的累積數(shù)就逐漸增大。不難想象，當單位努力的捕獲數(shù)為零時，捕獲累積數(shù)就是種群數(shù)量的估計值。如果將單位努力下的逐次捕獲數(shù)（作為Y軸）對捕獲累積數(shù)（作為X軸）作圖，利用統(tǒng)計學的直線回歸法，可以得到一條回歸線，將回歸線延長至與X軸相交，交點處X軸的數(shù)據(jù)就是種群數(shù)量的估計值。去除取樣法的假定條件①每次捕捉時，每只動物受捕機會相等。

②在調查期間，沒有出生和死亡、遷入和遷出。二、實驗原理2.去除取樣法7二、實驗原理

去除取樣法實驗記錄表二、實驗原理去除取樣法實驗記錄表8二、實驗原理去除取樣法計算公式：二、實驗原理去除取樣法計算公式：9二、實驗原理二、實驗原理10三、實驗設備及材料黃豆紅豆樣方紙三、實驗設備及材料黃豆11四、實驗步驟林可指數(shù)法模擬實驗

1．將木盒內100個小方格編號：00~99。

2．取黃豆約500粒，隨機散布在木盒內。散落在四周的黃豆可重新散布。

3．利用隨機數(shù)字表確定抽取樣方號（大約10~20個）。

4．計數(shù)并移去已確定抽取樣方中的個體，加入等數(shù)量的黑豆，認真做好記錄。

5．將黃豆和黑豆混合，重復步驟2~4。

6．根據(jù)林可指數(shù)法，計算種群總數(shù)的估計值和種群總數(shù)的95%置信區(qū)間。四、實驗步驟林可指數(shù)法模擬實驗12四、實驗步驟去除取樣法模擬實驗

1．將木盒內100個小方格編號：00~99。

2．取黃豆約500粒，隨機散布在木盒內。散落在四周的黃豆可重新散布。

3．利用隨機數(shù)字表，確定抽取樣方號（大約10~20個）。

4．計數(shù)并移去已確定抽取樣方中的個體，認真做好記錄。

5．將余下的黃豆重新散布，重復步驟2~4。

6．整理實驗數(shù)據(jù)，繪出回歸線圖，求出模擬種群的數(shù)量估計值。四、實驗步驟去除取樣法模擬實驗13五、實驗結果及分析Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄五、實驗結果及分析Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄14

去除取樣法實驗記錄表去除取樣法實驗記錄表15實際值=121，估測值=118，相對誤差=2.48%實際值=121，估測值=118，相對誤差=2.48%16結果分析（一）林可指數(shù)法模擬實驗

此次實驗測得的Ni值為625.6，而實際Ni值為626，相對誤差0.731%，每次取出算出的Ni值的標準偏差卻很高，達到23.31，所以綜合來說，這組實驗不是很成功的。

結果分析（一）林可指數(shù)法模擬實驗17結果分析（二）去除取樣法估計種群數(shù)量大小每次取出的黃豆數(shù)數(shù)與先前累計黃豆數(shù)大致呈直線關系，R^2=0.9765，直線擬合的,很好，a=40.219，b=-0.3452，種群數(shù)量估測值=-a/b=118與實際很接近，相對誤差僅為2.48%。結果分析（二）去除取樣法估計種群數(shù)量大小18六、討論1、采用什么取樣方法可以使每次取樣時每個黃豆被取到的概率相等？

答:每次都用80ml燒杯裝取大致相等的量的黃豆，倒出來后，數(shù)黃豆，記錄數(shù)據(jù)，并把與黃豆等量的紅豆及倒出來的紅豆放回袋子里，然后混合均勻，這樣就能保證每個豆子被取到的概率相同六、討論1、采用什么取樣方法可以使每次取樣時每個黃豆被取到的192、如果所得到的數(shù)據(jù)不能進行線性回歸，原因是什么？答：A可能是因為紅豆放進去后，沒有混合均勻，不能保證每個豆子被取到的概率相同

B也可能是每次取樣時的方法或者力度不相同，有誤差，譬如說同一個實驗，每一次取樣都是不同的人取2、如果所得到的數(shù)據(jù)不能進行線性回歸，原因是什么？203、實驗過程中，必須要滿足怎樣的假設，去除取樣法才能被使用？答：A每次捕捉時動物受捕概率相等

B種群是封閉的,即沒有遷入和遷出

C調查期間種群內沒有出生和死亡3、實驗過程中，必須要滿足怎樣的假設，去除取樣法才能被使用？214、本次實驗只是在模擬情況下進行，很多因素都可以得到較好的控制，可是在實際的應用中卻要面臨很多問題。那如何去解決這些問題呢？答：去除取樣法要求在調查期間，沒有遷入遷出，沒有死亡和出生，但是又必須取樣幾次，用時較長，意味著遷入遷出、死亡和出生的可能性提高，如何克服這樣的問題呢？我覺得應該盡量壓縮調查時間，使死亡和出生減少。至于遷入遷出，這就涉及到調查對象了，一般而言我們選擇這樣的方法調查，應該要求種群封閉的，例如我們可以調查一個池塘里的青魚的數(shù)量等。4、本次實驗只是在模擬情況下進行，很多因素都可以得到較好的控225、什么樣的種群適合采用去除取樣法，什么種群不適合？答：一般而言，調查種群數(shù)量優(yōu)先考慮標志重捕法，因為標志重捕法只需捕捉2次，對捕捉的力度沒有嚴格要求，而去除取樣法要捕捉多次，并且要求每次的捕捉力度相同，要求比較嚴格，比較難完成。但是在一些特殊情況下，比如說對于標記困難及捕捉行為會明顯影響動物健康的種群（如某些昆蟲、小型嚙齒類動物等），標志重捕法難以應用時，去除取樣法就成為種群密度調查的首選。當然這個種群必須還得是封閉的，而且活動能力也要強，不然就不能充分混合，不滿足實驗假設的條件。5、什么樣的種群適合采用去除取樣法，什么種群不適合？23七、實驗總結標記重捕法（Ｌincoln指數(shù)法是其中較為常用的一種）和去除取樣法的比較

經過討論，我們組認為，兩種方法主要存在以下區(qū)別1.調查過程的差異：去除取樣法要對動物進行多次捕捉，同時要求每次捕捉的方法和捕捉努力度都相同；標志重捕法只需2次捕捉，對捕捉的方法和捕捉努力度沒有特殊的要求，但對2次捕捉的間隔時間有嚴格要求，即第2次捕捉必須在被標記個體在自然種群中充分混合之后。標志重捕法需要同時計數(shù)標記個體和未標記個體，而去除取樣法只需計數(shù)未標記個體，不需計數(shù)已標記個體。七、實驗總結標記重捕法（Ｌincoln指數(shù)法是其中較為常用的242.影響因素的差異：分析兩種方法的原理可知，任何會造成未標記個體數(shù)量改變的因素，都能影響去除取樣法的調查結果；任何會改變標記個體在種群中所占比例的因素，都能影響標志重捕法的調查結果。2.影響因素的差異：分析兩種方法的原理可知，任何會造成未標記253.適用范圍的差異：由于去除取樣法的假設要求比標志重捕法嚴格，自然種群更難滿足去除取樣法的假設，故調查效果一般不如標志重捕法好。對于標記困難及捕捉行為會明顯影響動物健康的種群（如某些昆蟲、小型嚙齒類動物等），標志重捕法難以應用時，去除取樣法就成為種群密度調查的首選；而大型野生動物（如巨蜥、藏羚羊等）、生境氣候條件多變的野生動物等的種群密度調查通常都選擇標志重捕法。3.適用范圍的差異：由于去除取樣法的假設要求比標志重捕法嚴26實驗二模擬標志重捕法和

去除取樣法調查種群數(shù)量組員：伊恒杰、蔣璐琳、陳智真、徐芳、陳振寧實驗二模擬標志重捕法和

去除取樣法調查種群數(shù)量27一、實驗目的了解標志重捕法和去除取樣法的基本原理初步掌握去除取樣法技術。一、實驗目的了解標志重捕法和去除取樣法的基本原理28二、實驗原理1.標志重捕法(林可指數(shù)法)

在調查地段中，捕獲一部分個體進行標志，然后放回，經一定時間后進行重捕。根據(jù)重捕中標志個體的比例，估計該地段中種群個體的總數(shù)。若將該地段種群個體總數(shù)記作N，其中標志數(shù)為M，重捕個體數(shù)為n，重捕中標志個體數(shù)為m，假定總數(shù)中標志個體的比例與重捕取樣中標志個體的比例相同，則

N:M=n:mN=Mn/m二、實驗原理1.標志重捕法(林可指數(shù)法)29二、實驗原理

標志重捕的方法林可指數(shù)法（Lincolnindexmethod）：一次標志一次重捕法。施夸貝爾法（Schnabelmethod）：多次標志一次重捕法。喬利-西貝爾法（Jolly-Sebermethod）：多次標志多次重捕法。

若一次標志重捕可獲得足夠的個體數(shù)，則采用林可指數(shù)法；若一次標志重捕不能獲得足夠的個體數(shù)，利用林可指數(shù)法，種群數(shù)量的估計值往往不夠準確，則可采用施夸貝爾法或喬利-西貝爾法。二、實驗原理標志重捕的方法30二、實驗原理林可指數(shù)法計算公式估計值95%的置信區(qū)間為注意事項：

①標志個體在整個調查種群中均勻分布，標志個體和未標志個體都有同樣的被捕機會。

②調查期間，沒有遷入或遷出。

③調查期間，沒有新的出生或死亡。N±1.96SE二、實驗原理林可指數(shù)法計算公式N±1.96SE31二、實驗原理Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄二、實驗原理Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄32二、實驗原理2.去除取樣法

在一個封閉的種群里，隨著連續(xù)捕捉，種群數(shù)量逐漸減少，單位努力捕獲量逐漸降低，同時，逐次捕捉的累積數(shù)就逐漸增大。不難想象，當單位努力的捕獲數(shù)為零時，捕獲累積數(shù)就是種群數(shù)量的估計值。如果將單位努力下的逐次捕獲數(shù)（作為Y軸）對捕獲累積數(shù)（作為X軸）作圖，利用統(tǒng)計學的直線回歸法，可以得到一條回歸線，將回歸線延長至與X軸相交，交點處X軸的數(shù)據(jù)就是種群數(shù)量的估計值。去除取樣法的假定條件①每次捕捉時，每只動物受捕機會相等。

②在調查期間，沒有出生和死亡、遷入和遷出。二、實驗原理2.去除取樣法33二、實驗原理

去除取樣法實驗記錄表二、實驗原理去除取樣法實驗記錄表34二、實驗原理去除取樣法計算公式：二、實驗原理去除取樣法計算公式：35二、實驗原理二、實驗原理36三、實驗設備及材料黃豆紅豆樣方紙三、實驗設備及材料黃豆37四、實驗步驟林可指數(shù)法模擬實驗

1．將木盒內100個小方格編號：00~99。

2．取黃豆約500粒，隨機散布在木盒內。散落在四周的黃豆可重新散布。

3．利用隨機數(shù)字表確定抽取樣方號（大約10~20個）。

4．計數(shù)并移去已確定抽取樣方中的個體，加入等數(shù)量的黑豆，認真做好記錄。

5．將黃豆和黑豆混合，重復步驟2~4。

6．根據(jù)林可指數(shù)法，計算種群總數(shù)的估計值和種群總數(shù)的95%置信區(qū)間。四、實驗步驟林可指數(shù)法模擬實驗38四、實驗步驟去除取樣法模擬實驗

1．將木盒內100個小方格編號：00~99。

2．取黃豆約500粒，隨機散布在木盒內。散落在四周的黃豆可重新散布。

3．利用隨機數(shù)字表，確定抽取樣方號（大約10~20個）。

4．計數(shù)并移去已確定抽取樣方中的個體，認真做好記錄。

5．將余下的黃豆重新散布，重復步驟2~4。

6．整理實驗數(shù)據(jù)，繪出回歸線圖，求出模擬種群的數(shù)量估計值。四、實驗步驟去除取樣法模擬實驗39五、實驗結果及分析Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄五、實驗結果及分析Ｌincoln指數(shù)法實驗記錄40

去除取樣法實驗記錄表去除取樣法實驗記錄表41實際值=121，估測值=118，相對誤差=2.48%實際值=121，估測值=118，相對誤差=2.48%42結果分析（一）林可指數(shù)法模擬實驗

此次實驗測得的Ni值為625.6，而實際Ni值為626，相對誤差0.731%，每次取出算出的Ni值的標準偏差卻很高，達到23.31，所以綜合來說，這組實驗不是很成功的。

結果分析（一）林可指數(shù)法模擬實驗43結果分析（二）去除取樣法估計種群數(shù)量大小每次取出的黃豆數(shù)數(shù)與先前累計黃豆數(shù)大致呈直線關系，R^2=0.9765，直線擬合的,很好，a=40.219，b=-0.3452，種群數(shù)量估測值=-a/b=118與實際很接近，相對誤差僅為2.48%。結果分析（二）去除取樣法估計種群數(shù)量大小44六、討論1、采用什么取樣方法可以使每次取樣時每個黃豆被取到的概率相等？

答:每次都用80ml燒杯裝取大致相等的量的黃豆，倒出來后，數(shù)黃豆，記錄數(shù)據(jù)，并把與黃豆等量的紅豆及倒出來的紅豆放回袋子里，然后混合均勻，這樣就能保證每個豆子被取到的概率相同六、討論1、采用什么取樣方法可以使每次取樣時每個黃豆被取到的452、如果所得到的數(shù)據(jù)不能進行線性回歸，原因是什么？答：A可能是因為紅豆放進去后，沒有混合均勻，不能保證每個豆子被取到的概率相同

B也可能是每次取樣時的方法或者力度不相同，有誤差，譬如說同一個實驗，每一次取樣都是不同的人取2、如果所得到的數(shù)據(jù)不能進行線性回歸，原因是什么？463、實驗過程中，必須要滿足怎樣的假設，去除取樣法才能被使用？答：A每次捕捉時動物受捕概率相等

B種群是封閉的,即沒有遷入和遷出

C調查期間種群內沒有出生和死亡3、實驗過程中，必須要滿足怎樣的假設，去除取樣法才能被使用？474、本次實驗只是在模擬情況下進行，很多因素都可以得到較好的控制，可是在實際的應用中卻要面臨很多問題。那如何去解決這些問題呢？答：去除取樣法要求在調查期間，沒有遷入遷出，沒有死亡和出生，但是又必須取樣幾次，用時較長，意味著遷入遷出、死亡和出生的可能性提高，如何克服這樣的問題呢？我覺得應該盡量壓縮調查時間，使死亡和出生減少。至于遷入遷出，這就涉及到調查對象了，一般而言我們選擇這樣的方法調查，應該要求種群封閉的，例如我們可以調查一個池塘里的青魚的數(shù)量等。4、本次實驗只是在模擬情況下進行，很多因素都可以得到較好的控485、什么樣的種群適合采用去除取樣法，什么種群不適合？答：一般而言，調查種群數(shù)量優(yōu)先考慮標志重捕法，因為標志重捕法只需捕捉2次，對捕捉的力度沒有嚴格要求，而去除取樣法要捕捉多次，并且要求每次的捕捉力度相同，要求比較嚴格，比較難完成。但是在一些特殊情況下，比如說對于標記困難及捕捉行為會明顯影