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高考生物二輪復習專題專練
(25)　種群密度和物種豐富度的調查　　　
從“高度”上研究高考
[典例]　(2021·山東高考)調查一公頃范圍內某種鼠的種群密度時，第一次捕獲并標記 39 只鼠，第二次捕獲 34 只鼠，其中有標記的鼠 15 只。標記物不影響鼠的生存和活動并可用于探測鼠的狀態，若探測到第一次標記的鼠在重捕前有 5 只由于競爭、天敵等自然因素死亡，但因該段時間內有鼠出生而種群總數量穩定，則該區域該種鼠的實際種群密度最接近于(結果取整數)(　 )
A．66 只/公頃　　　　　B．77 只/公頃
C．83 只/公頃 D．88 只/公頃
[解析]　分析題意可知：調查一公頃范圍內某種鼠的種群密度時，第一次捕獲并標記 39 只鼠中有5只由于競爭、天敵等自然因素死亡，故可將第一次標記的鼠的數量視為39－5＝34(只)，第二次捕獲 34 只鼠，其中有標記的鼠 15 只，設該區域該種鼠的種群數量為X只，則根據標記重捕法計算公式可知，(39－5)/X＝15/34，解得X≈77.07，面積為一公頃，故該區域該種鼠的實際種群密度最接近于77 只/公頃。
[答案]　B
從“深度”上提升知能
(一)生態數據調查方法匯總
1．估算法
2．逐個計數法：適用于分布范圍較小、個體較大的種群。
(二)生態數據調查方法誤差分析
1．樣方法
2．標記重捕法
3．抽樣檢測法
(1)未做到每天取樣時間一致。
(2)取樣時未“振蕩”，而是從靜置培養液上層或下層取樣。
(3)計數板有氣泡。
(4)檢測時培養液滲入后沒有稍等片刻而直接觀察(酵母菌還沒有沉降到計數室底部)或滲入后停留時間過長。
4．取樣器取樣法
(1)未能給予最適“誘捕”條件，即未能充分利用土壤動物“趨濕”“避光”特性，如未打開電燈可導致誘捕到的動物個體減少。
(2)未做到土壤類型、取樣時間、土層深度保持一致而導致誤差。
(3)對“不知名”的動物不予計數而導致誤差(正確做法是記為“待鑒定××”，并記下其特征)。
從“寬度”上拓展訓練
1．(2022·山東高考)根據所捕獲動物占該種群總數的比例可估算種群數量。若在某封閉魚塘中捕獲了1 000條魚售賣，第2天用相同方法捕獲了950條魚。假設魚始終保持均勻分布，則該魚塘中魚的初始數量約為(　 )
A．2×104條 B．4×104條
C．6×104條 D．8×104條
解析：選A　假設該魚塘中魚的初始數量約為x，則有1 000/x＝950/(x－1 000)，計算得出x＝2×104(條)。
2．某興趣小組調查10 mL質量分數為5%的葡萄糖溶液中酵母菌種群數量的變化，得到圖2所示變化曲線，圖1是在統計酵母菌數量時，其中一個樣方中酵母菌的分布情況。下列分析錯誤的是(　 )
A．統計圖1中酵母菌數量時，不只計數樣方內的酵母菌
B．調查酵母菌數量時，采用的是逐個計數方法，可獲得準確的種群數量
C．酵母菌種群在固定容積培養液中的增長模式呈現“S”形，說明有環境阻力的存在
D．種群數量在第6天出現下降，與營養成分的減少、有害代謝廢物的積累有關
解析：選B　統計圖1中酵母菌數量時，除了計數樣方內的酵母菌外，還需統計相鄰兩邊及其夾角上的酵母菌，A正確；調查酵母菌數量采用的是抽樣檢測的方法，獲得的是估算值，B錯誤；酵母菌種群在固定容積培養液中的增長模式呈現“S”形，說明有環境阻力的存在，C正確；由于營養物質的減少、有害代謝廢物的積累，酵母菌的種群數量會出現下降，D正確。
3．(2022·全國乙卷)某研究小組借助空中拍照技術調查草原上地面活動的某種哺乳動物的種群數量，主要操作流程是選取樣方、空中拍照、識別照片中該種動物并計數。回答下列問題。
(1)為保證調查的可靠性和準確性，選取樣方時應注意的主要事項有____________________________________(答出3點即可)。
(2)已知調查區域總面積為S，樣方面積為m，樣方內平均個體數為n，則該區域的種群數量為_________。
(3)與標志(記)重捕法相比，上述調查方法的優勢有____________________(答出2點即可)。
解析：(1)為避免人為因素的干擾，保證調查的可靠性和準確性，選取樣方時關鍵要做到隨機取樣，要依據調查范圍大小和調查對象的不同來確定樣方大小和數量，樣方大小及樣方數量要適宜。(2)假設區域內種群數量為N，樣方內平均個體數為n，已知所調查區域總面積為S，樣方面積為m，調查區域內種群密度相等，N/S＝n/m，則N＝(S×n)/m。(3)研究小組借助空中拍照技術調查草原上地面活動的某種哺乳動物的種群數量，與標志(記)重捕法相比，該調查方法周期短，對野生動物生活干擾少，操作更簡便，并允許在繁殖季節收集更多的數據。
答案：(1)隨機取樣、樣方大小適宜、樣方數量適宜　(2)(S×n)/m　(3)對野生動物的不良影響小、調查周期短、操作簡便
[微課微練·一點一評]
一、選擇題
1．調查法是生態學常用的研究方法，下列關于調查實驗的敘述，正確的是(　 )
A．調查某種植物的種群密度時，應選擇該植物分布密集的地方取樣
B．調查酵母菌種群數量時，從靜置的培養液中取適量上清液，用血細胞計數板計數
C．調查活動能力強、活動范圍大的動物的種群密度常用標記重捕法
D．許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小，常采用樣方法調查其豐富度
解析：選C　調查某種植物的種群密度時，應隨機取樣，不能選擇該植物分布密集的地方取樣，A錯誤；調查酵母菌種群數量時，應該先振蕩培養液，使酵母菌混合均勻，再從培養液中取適量液體，用血細胞計數板計數，B錯誤；調查活動能力強、活動范圍大的動物的種群密度常用標記重捕法，C正確；探究土壤中小動物類群豐富度時，常用取樣器取樣法，D錯誤。
2．(2022·唐山三模)青海沙蜥是一種小型爬行動物，它們的種群數量和洞穴數量成正比，可以通過計數青海沙蜥洞穴的數量來估計其種群密度。我國科研人員利用樣方法調查某草原荒漠中兩塊各105 m2樣地中青海沙蜥洞穴密度的差異，以下四種調查方案中最合理的是(　 )
A．在每塊樣地中各設置1個105m2的大樣方，將整個樣地中的青海沙蜥洞穴都清點一遍，然后比較兩者的差異
B．在每塊樣地中各設置1個50 m×50 m的樣方，比較2個樣方中的青海沙蜥洞穴數量差異以代表兩塊樣地中青海沙蜥洞穴數量的差異
C．在每塊樣地中各設置2個25 m×25 m的樣方，分別求出每塊樣地中2個樣方里的青海沙蜥洞穴數量的平均數，從而比較兩塊樣地中青海沙蜥洞穴數量的差異
D．在每塊樣地中各設置5個25 m×25 m的樣方，分別求出每塊樣地中5個樣方里的青海沙蜥洞穴數量的平均數，從而比較兩塊樣地中青海沙蜥洞穴數量的差異
解析：選D　105 m2的大樣方太大，將整個樣地中的青海沙蜥洞穴都清點一遍，需要消耗較多的人力、物力；在每塊樣地中各設置5個25 m×25 m的樣方，樣方數量適宜，且取平均值后可以比較兩塊樣地中青海沙蜥洞穴數量的差異，故D合理。
3．(2022·太原三模)種群密度是進行農林害蟲監測、確定漁業捕撈強度等的一項重要指標。下列說法正確的是(　 )
A．種群密度可反映種群數量的變化趨勢，由此可確定漁業捕撈的強度
B．標記重捕法調查種群密度時，兩次捕捉的間隔時間越長統計結果越準確
C．用血細胞計數板計數時，若先滴培養液后蓋蓋玻片會使種群密度偏小
D．在調查分布范圍小、個體較大的種群或瀕危物種的種群密度時，可采用逐個計數法
解析：選D　種群密度是種群最基本的數量特征，由此可確定漁業捕撈的強度，但不能反映種群數量的變化趨勢，A錯誤；若兩次捕捉的間隔時間過長，標記個體可能會死亡，標記個體被再次捕獲概率降低，則計算出的種群密度可能比實際值大，B錯誤；利用血細胞計數板計數酵母菌數量時，若先滴培養液后蓋蓋玻片，會使計數結果偏大，C錯誤；在調查分布范圍小、個體較大的種群或瀕危物種的種群密度時，由于種群數量較少，可采用逐個計數法，D正確。
4．(2022·濱州二模)相對密度指一定地域中某一物種的個體數占全部物種個體數之和的百分比，可衡量某種群在群落中的地位和作用。在草原群落研究中，通常用樣方法調查植被的相對密度。下列說法錯誤的是(　 )
A．樣方的大小和數量均影響調查的準確性
B．相對密度最大的種群對其他物種的影響最大
C．相對密度可反映不同植被之間的數量關系
D．調查不同時期的相對密度可了解群落演替方向
解析：選B　樣方的大小與調查對象的實際生長情況有關，如調查喬木的種群密度比調查草本植物種群密度時選用的樣方面積大，樣方數量不宜太少，樣本少，誤差大，A正確；相對密度最大的種群則種群數量最多，種群數量最多對其他物種的影響不一定最大，B錯誤；相對密度能反映種群數量的大小，可反映不同植被之間的數量關系，C正確；調查不同時期的相對密度可了解群落演替方向，D正確。
5．互花米草入侵是某濱海濕地面臨的嚴重威脅之一，蘆葦是分布于該濱海濕地的一種本土植物，與互花米草具有相似的生態位。研究人員對東海岸區域的10個濕地進行調查，采集植物和土壤樣本并測定相關數據，分析得到的實驗結果如圖。下列說法不正確的是(　 )
A．互花米草與蘆葦存在種間競爭，其入侵會導致當地原有植物種類銳減
B．調查每塊濕地可采用等距取樣法選取3～5個取樣點并進行隨機取樣
C．據實驗結果推測，互花米草受鹽度波動影響較小是其成功入侵的主要原因
D．互花米草與蘆葦具有相似的生態位，新物種替代蘆葦不影響濕地的穩定性
解析：選D　由于互花米草與蘆葦具有相似的生態位，故兩者之間存在種間競爭，且互花米草入侵是該濱海濕地面臨的嚴重威脅之一，所以互花米草屬于外來入侵物種，其入侵會導致當地原有植物種類銳減，使得生物多樣性降低甚至喪失，A正確；由于海岸呈長條形，所以調查每塊濕地可采用等距取樣法選取3～5個取樣點并進行隨機取樣，B正確；由圖可知，隨土壤鹽度的增加，互花米草葉面積變化不大，但對蘆葦葉面積的影響較大，因而可推測互花米草受鹽度波動影響較小是其成功入侵的主要原因，C正確；互花米草與蘆葦具有相似的生態位，兩者之間存在種間競爭，新物種替代蘆葦會對當地群落的種間關系等造成影響，從而影響濕地的穩定性，D錯誤。
二、非選擇題
6．若將研究對象的全部稱為總體，則觀測或調查的總體中的一部分個體稱作樣本。研究的對象不同，選取樣本的方法和計數方法會有所不同。回答下列問題：
(1)調查某地塊蒲公英的種群密度時常采用樣方法。若調查的地塊為長方形，則取樣方法為____________法，計數時，要對處于__________________________的植株進行計數。
(2)調查田鼠的種群密度時一般采用標記重捕法。現要調查2公頃范圍內某種田鼠的種群密度，第一次捕獲并標記鼠的數量為42只，第二次捕獲35只，其中帶標記的為16只，田鼠的種群密度約是__________。
(3)探究培養液中酵母菌種群數量變化的實驗，采用的是______________。
(4)研究土壤中小動物類群的豐富度時，樣本為________________________，在統計群落中物種數的同時，還要統計物種在群落中的相對數量，后者常用方法有記名計算法和__________________。
解析：(1)對于長方形地塊，應采用等距取樣法進行取樣。樣方法計數時，遵循“記上不記下，記左不記右”的原則，要對處于樣方內的所有植株、相鄰兩邊及夾角的植株進行計數。(2)設該區域田鼠的種群數量為X只，根據標記重捕法的計算公式，可得42/X＝16/35，解得X≈92(只)，因為面積為2公頃，故該區域該種田鼠的實際種群密度最接近于46只/公頃。(3)探究培養液中酵母菌種群數量變化的實驗采用的是抽樣檢測法。(4)研究土壤中小動物類群的豐富度時，采用的取樣方法為取樣器取樣法，其樣本為取樣器采集的土壤小動物。統計物種相對數量的方法有兩種：記名計算法和目測估計法。
答案：(1)等距取樣　樣方內和相鄰兩邊及夾角　(2)46只/公頃　(3)抽樣檢測法　(4)取樣器采集的土壤小動物　目測估計法

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