种群的特征教案设计

种群的特征教案设计（通用8篇）

篇1：种群的特征教案设计

教学准备

1.教学目标

1、知识目标： 列举种群的特征。

2、能力目标：

尝试用样方法调查种群密度。

3、情感态度与价值观目标： 关注人类活动对种群数量变化。

2.教学重点/难点

1、教学重点：种群的特征。

2、教学难点：样方的选择和确定。

3.教学用具

教学课件

4.标签

教学过程

（一）问题导入

区分种群，探究种群的定义

（二）、调查种群密度的方法 学生阅读教材P60、P62相关内容

一个种群中有不同年龄的个体；一个种群中可能有外表不同的个体；种群是宏观、群体水平上研究生物的基本单位，种群不等于个体简单累加，种群内个体之间通过特定关系构成一个整体，表现出个体不具备的特征；个体生命有限，而种群一般不会因为个体的消失而消失；同一区域中往往生活着多个生物种群，不同的种群之间构成一个相互依赖，相互制约的群体；种群是物种存在的具体形式；种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。常用的样方法：植物有五点取样法和等距取样法，动物常用标志重捕法（对于许多动物而言，由于它们活动能力强，活动范围大，不宜用样方法来调查它们的种群密度。举例计算。）

种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。要知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。

“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”是在原形示范和具体指导下，让学生完成尝试、模仿性的操作。应尽可能创造条件，让学生在真实的环境中，按照教材探究活动指导的要求动手操作。

1、提出问题

在着手调查之前，要明确调查的目的，确定探究的问题，带着问题进行调查。这就需要事先对调查区域有所了解。例如，调查区域的环境情况如何？有哪些生物种类？哪些因素影响区域内植物的生长和分布？等等。不做到这一点，就难以理解调查结果，也难以与其他的观察结果进行比较。一般需要了解的因素有：地理位置、环境类型、生物种类和分布情况、气候因素及其他与研究相关的细节，如人为因素、污染程度等。

只有通过认真的观察，才能真正发现有意义的问题，进而提出有研究价值的问题。

2、制订计划

本课题的计划主要是围绕着如何确定“样方”来制订，也即为了获取真正具有代表性样本的信息。有代表性样本的一般原则应该是：随机取样、样本数量足够大、取样过程没有主观偏见等。在自然环境下，生物的生长与分布往往是多种多样的，这就决定了取样的方式不能单一。

一般而言，取样需要考虑的是：样方的定位、样方的大小、样方的数量等问题。就均匀分布的情况而言，只要采取简单的随机取样方法即可，因为种群中每个个体都有相等的被选择机会；而对于其他的分布情况（如系统分布、分层分布、梯度分布等），采取简单的随机取样方法未必能获得有代表性的样本。为了避免简单随机取样方法的不足，可以采用分层随机取样法，即将区域分为若干亚区域，然后在亚区域上进行随机取样。

样方大小应视调查对象的大小和分布情况而定。显然，在森林中对某种树的调查与在草地上对某种草的调查的样方大小是不同的。一般而言，对于分布不规则的种群，多个小样方取样比少数大样方取样效果更好。

样方的数量越多，整体取样花费的时间、精力就越大。为了提高取样的效率，人们总结了一些系统取样的经验，如五点取样法和等距取样法，等等。此外，制订计划还应当包括团队如何合作以提高工作效率。团队合作是开展本项活动的重要目的之一，在活动之前教师要强调团队合作的重要性；在活动过程中教师要留意各组团队合作的情况，对其计划性、协调性、有效性等作出评判。

3、实施计划

在实施调查的过程中，根据植物的分布和地形情况，做到简便、合理地选择样方并统计样方中的个体数量是本项活动的重点。为了便于学生在实地选择样方，教师可以事先将研究的调查区域绘制成平面图提供给学生，让他们先在平面图上定好样方，再根据既定的方案在实地确定样方。

在统计样方中个体数量时，遇到的问题之一是边缘效应，即如何处理样方边缘上的个体。一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计。

4、结论

统计好样方中个体数量后，求得样方种群密度的平均值，该平均值即为调查区域该种群密度的估计值。应结合调查区域的相关情况，对该估算值作出生物学的解释。

5、总结

（三）、出生率和死亡率 教师结合具体事例加以说明。

（四）、迁入率和迁出率 教师结合具体事例加以说明。死亡或迁出对种群来说不一定是坏事，因为一些个体死亡或迁出了，在种群中留下空间让新一代个体更好地成长，这样的种群往往生活力更强。

（五）、年龄组成和性别比例

（六）、种群的空间特征 均匀、随机、集群

课堂小结

在本节生物教学中充分体现了以学生为主体，教师为主导的探究型教学思想，收到了良好的教学效果。

在讲述种群的年龄组成时，将我国的基本国策：计划生育引进课堂，让学生通过学到的知识，充分意识到在中国实行计划生育的重要性和必要性。

讲述性别比例时，引用法国著名昆虫学家法布尔的实验，激发学生对生物科学的热爱，并且从中体会到性别比例与种群数量的关系

在教学的过程中，将生活中的实例引入：比如：在讲解样方法时，在确定样方大小时，要考虑到调查对象，这样联系实际，对大树作为研究对象样方的面积就不能用1平方米，这样就便于理解。在讲解性别比例时，可以联系生产生活实际，如何来减少病虫害，利用性引诱剂来诱杀雄虫，这样来破坏害虫的性别比例，使得很多雌性害虫得不到交配的机会，这样使害虫的数量大大减少。用这样与生活贴近的问题激发学生的求知欲，让学生体会到学好生物知识不但会做题，更主要的是可以应用于实践，学以致用。

板书

第4章 种群和群落 第1节 种群的特征

一、调查种群密度的方法

2、种群密度

⑴概念 ⑵特点

二、出生率和死亡率

1、出生率

2、死亡率

三、迁入率和迁出率

1、迁入率

2、迁出率

四、年龄组成和性别比例

1、年龄组成（1）概念（2）类型

2、性别比例（1）概念

五、种群的空间特征 均匀、随机、集群

篇2：种群的特征教案设计

第1课时

恩施市一中 王爱民

【教学目标】

知识方面：

1.识记种群的概念和种群密度的概念。2.掌握调查种群密度的方法。

能力方面：

尝试用数学方法对种群密度进行统计，培养学生动手能力，科学探究能力。情感态度、价值观方面：

通过对种群密度的模拟调查活动，增强学生对自然的热爱。【教学重点】

调查种群密度的方法。【教学难点】

样方的选择和确定。【教学方法】

以学生自主活动和展示为主，教师引导归纳为辅 【教学课时】

1课时

【教学过程】

（导入新课）师：阅读课件上的一则小故事，思考说明了什么问题？ 生：说明了生物不能以个体的形式长期存在，而应组成一个集体。

师：看来，世界上任何生物个体都是不能单独生活的！每个生物个体都必须直接或间接地与其他生物个体打交道——包括同种的和不同种的。今天我们先来看同种生物组成的集体——种群。

问：研究种群到底要研究什么呢？

学生看课件上的图片，教师引导归纳：种群研究的核心是：种群的数量变化规律。过渡：种群的数量变化又是与种群的特征分不开的，因此，今天我们就来学习——种群的特征。

课件展示学习目标。

课前大家已经进行了自主学习，下面请大家来回答两个问题：

1． 什么是种群？（生活在一定区域的同种生物的所有个体称为种群。）

2． 什么是种群密度？（在单位面积或体积内某一种群全部个体的数量，是种群最基本的数量特征。）

学生回答，教师给予点评。

过渡：下面就在大家自主学习的基础上，我们来一起探究解决几个问题。课件展示：合作探究一：如何调查一片草地中蒲公英的种群密度？

教师安排学生活动：请同学们以小组为单位利用自己手中的模拟草地，调查草地中蒲公英的种群密度。并完成导学案中探究一的三个任务。

1．请简述你们小组的调查方法及过程并在表格中记下你们小组调查的结果。

2．在你们小组的调查过程中，你们觉得有哪些是要注意的呢？（请从以下几个方面分析）

①样方的位置：哪都可以，但一定要随机取样。常用的取样方法：五点取样（适用于正方形的调查区域）、等距取样（适用于长条形的调查区域）。

②样方的大小：样方的大小要适中，植物的大小不同，样方面积也应不同，一般高大的乔222木100cm，灌木16 cm，草本1 cm。

③样方的多少：样方越多越接近真实值，但取样太多，会耗费太多的精力和时间；取样太少，误差又会比较大。所以要根据实际情况选择一定数量的样方即可。

④计数的原则：计数所有的个体；遇到边缘时，一般只对样方左边、上边及顶角计数，即：计上不计下，计左不计右。

下图中圆圈表示蒲公英，请将应该计数的圆圈涂黑

3．不同的小组得到的结果不同的原因是什么？你觉得实地调查与我们刚才进行的模拟调查有什么异同？

不同小组结果不同的原因是：取样的方法、取样的位置、样方的随机性、样方的多少、样方的大小等的不同。

实地调查与我们刚才进行的模拟调查的不同：实地调查中调查对象的分布往往不是随机的；调查区域往往不是规则的；调查对象与其他物体区分没那么明显；有许多因素会干扰和影响调查的准确性等。

学生分小组活动，教师进行适当的指导。

活动结束，部分小组的代表上台展示他们完成的情况。其他小组可以补充或质疑。教师适时进行解疑和点评。

适时检测：课件展示题目，学生完成。

过渡：大家刚才用样方法调查了模拟草地中蒲公英的种群密度，那么，是不是所有的生物我们能用这种方法进行调查呢？

学生回答：不是，它只适用于植物或者活动能力弱、范围较小的动物。课件展示探究二：如何调查一个岛上绵羊的种群密度？ 学生以小组为单位完成导学案上探究二的内容。方法： 标志重捕法

设某种群的总数为N，第一次捕获标记的个体为M，第二次重捕的个体数为n，其中已标记的为m，则 : N=__M n/_m_____ 公式成立条件：_标记个体__与_未标记个体__在重捕时被捕的概率相等，在调查期内没有新的_迁入__和_迁出__，没有_出生_和_死亡_。标记要求：

② 记不能过于 过分醒目；

②标记物和标记方法必须 对其正常生命活动及其行为不会产生任何干扰； ③标记符号必须能够 维持一段时间，至少在调查研究期间不能消失。请一个小组上台展示，其他小组的同学补充或质疑。教师补充并点评。

适时检测：课件展示题目，学生完成。课堂小结：

反馈练习：导学案上的巩固练习。

教学反思：

篇3：种群的特征教案设计

人教版高中生物教材第四章第一节“种群的特征”是为种群数量的变化和群落的演替两个重点打基础的, 但是调查种群密度的方法是科学方法教育上的侧重点, 所以在教学过程中要充分重视, 培养学生的科学素养。课程标准与本节相对应的要求是“列举种群的特征”。本节主要介绍种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例, 以资料分析的形式及模型构建的方式让学生自己分析出各数量特征及其关系。同时在学生活动、展示的过程中体现合作精神, 自我锻炼, 获得知识。

二、教学目标

(1) 知识目标。列举种群的特征;尝试用样方法调查种群密度。

(2) 能力目标。初步学会调查种群的密度的方法, 运用模拟实验的方法研究和探讨有关种群的特征的相关实际问题;学会分析其他种群的特征对于种群密度的影响

(3) 情感态度和价值观。能用种群的特征去描述身边的某个种群;关注人口问题、认同计划生育国策;关注濒危物种种群数量的变化及采取的措施。

三、教学过程

(1) 创设情境, 导入新课。观看《新疆北部多地发生蝗虫灾害》视频, 蝗虫肆虐, 所到之处草木殆尽, 不仅给牧民造成了巨大的经济损失, 还会加速土地的荒漠化进程, 破坏生态环境。如何对蝗灾防患于未然呢?请大家走进今天这节课的探索之旅, 寻找解决问题的方法。

(2) 问题导学, 复习种群相关知识。提问:“一只蝗虫属于生命系统的那个层次?”“我们研究蝗灾是针对某一区域中的一只蝗虫还是蝗虫群体?”“某一区域中所有的蝗虫我们称为?”让学生明确种群的概念并巩固训练 (PPT展示) , 并适时对学生的表现给予肯定和鼓励。

(3) 自主阅读教材, 进行模拟实验, 结合PPT学习种群密度及其调查方法。培养学生归纳分析能力, 通过模拟实验提高学生科学素养, 在小组合作过程中激发学生的主动性和参与性, 增强合作意识的同时掌握学习方法。小组展示可以锻炼学生的语言表达能力, 获得成就感。 (1) 分析种群密度的概念及其与种群数量的关系。利用视频中提及的蝗虫密度2600只/m2让学生直观地感受种群密度, 并直接显示出此时蝗虫种群数量已经非常庞大, 描述种群密度和数量的关系。 (2) 利用模拟实验, 探索种群密度的调查方法。每组有张卡片, 模拟的是一块面积为4 m2的草地, 比例尺为1:100。图中椭圆形代表蒲公英, 其它符号代表其他植物。请同学们计算一下这块草地中蒲公英的种群密度, 得出种群数量。限时2分钟。生分组活动, 教师巡视并适时指导学生活动过程。完成后每组同学展示成果。 (3) 自主阅读教材, 利用模拟实验, 借助PPT, 探索如何用样方法调查种群密度。让学生阅读教材第60页的内容加以明确 (PPT展示) , 利用模拟草地的卡片, 借助于课本第61页相关内容, 分组完成用样方法计算蒲公英的种群密度。操作过程中考虑PPT中的几个问题。限时2分钟。学生活动过程中师参与引导或解疑。时间到后展示并交流成果并总结出用取样法调查种群密度的一般步骤。在学生展示的过程中教师引导学生掌握取样时的注意事项、计数的方法、原则以及如何准确获得种群密度的数值及取样方法的适用范围。教师提醒实际操作过程中不要以牺牲环境为代价。 (4) 利用模拟实验, 探索如何用标志重捕法调查种群密度。引导学生阅读教材相关内容后, 演示模拟实验, 讲解标志重捕法。学生利用材料模拟实验。每组展示计算结果, 学生之间互评并分析误差的原因, 教师引导要想取的相对准确的值需要怎么办, 学生回答出每组的值相加, 取平均值。教师可点评———团结就是力量。

(4) 自主探究, 引导学生学习种群的其它数量特征。通过分析我国2010年第六次调查人口数量的调查内容, 探究出出生率和死亡率、性别比例、年龄组成、迁入率和迁出率这些数量特征;通过分析有关资料信息学习出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例具体内容, 提高学生信息分析能力;通过展示年龄组成的模型, 让学生描述构建模型的过程, 锻炼语言表达能力, 获得成就感。 (1) 分析资料, 以问题的形式学习出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例。分析目前我国大熊猫数量, 让学生分析原因并总结出出生率和死亡率与种群数量的关系。教师拓展应用, 为了降低人口数量, 中国实行了计划生育。通过分析北京、上海的发达城市人口数量有时大量增加的原因。PPT展示中国性别比例失调漫画图片, 学习性别比例及研究它的意义。 (2) 构建模型, 学习年龄组成。学生分组展示一下课下构建的年龄组成的模型, 描述出它是哪种类型?如何构建的?构建模型的意义是什么?PPT展示中国、德国、美国各年龄段的人口数, 让学生分析年龄组成的类型。教师借此引导学生思考讨论人口老龄化会带来哪些问题及解决措施。

四、师生互动, 利用卡片, 让学生梳理总结个各特征之间的关系

教师以提问的形式列出各数量特征, 并展示出各数量特征与种群数量关系的关键词, 让学生思考并画出概念模型, 揭示出各数量特征与种群密度、种群数量的关系。提升学生归纳总结的能力, 教师提示除此之外, 种群在空间上也具有一系列的特征 (PPT展示) 。

五、首尾呼应

对于蝗灾, 我们如何防患于未然呢?学生利用所学思考回答。教师适时点评并简单拓展一下中国蝗灾发生的原因 (第一是黄河断流;第二是气温变暖的影响;第三是湖泊、水库水位的变化;第四是“旱涝交替”地带肯定会发生大蝗灾;第五是对生态环境的人为破坏;第六是我国近年来对蝗虫的监测、治理以及防治技术的研究明显放松。) 让学生意识到, 蝗灾的发生, 自然因素是前提条件, 要从根本上防治蝗灾, 应该十分注意生态环境的保护。

六、教学反思

本节教学中, 首先利用从电视新闻报道中节选的触目惊心的蝗灾视频导入新课, 提出问题引起学生的学习兴趣。应用模拟实验、建构模型, 对种群密度的调查方法进行分组探究, 学生能对实验方案进行设计并做出恰当的修订和评价, 同时也学会了对实验数据的处理和分析, 有利于学生探究能力的培养和科学素养的养成。用“对我国人口数量的调查数据”作为一根“红线”贯穿并统领对各项种群特征的学习, 培养学生从材料中提取有效信息的能力。最后首尾呼应, 利用所学提出解决蝗灾的措施, 让学生意识到保护我们生存的环境才是根本, 提高环保意识, 爱护地球家园。

篇4：《种群的特征》教学设计

《种群的特征》这节内容是人教版必修三第四章第一节内容，本节具有承上启下的作用，在前面三章学习个体这一层次的基础上，转换视角，从宏观﹑群体水平来认识生命活动的规律与本质，即从种群﹑群落﹑生态系统等各个层次来研究生命，不断丰富对自然界生命系统的多层次性的认识。

二、教学目标

知识目标：种群密度和种群的几个基本特征。种群的特征之间的内在关系。

能力目标：初步学会调查种群密度的方法。分析种群其他特征对于种群密度的影响

情感目标：能用种群特征去描述身边的种群，并能对种群的研究提出有建设性的看法；关注人口问题，认同计划生育国策、关注濒危动物种群数量的变化及措施。

三、教学重点与难点

教学重点：种群的几个基本特征，及内在关系

教学难点：样方的选择和确定、标志重捕法

四、教学策略

充分利用教材及课件中的图片资料将学生引入所设计的教学情景，每一小节都有问题引领，使整个教学过程成为学生主动探究的过程，通过教师的适时引导，让问题链条逐步形成，层层深入，综合提升了学生的信息获取能力、分析问题能力和语言表达能力。

对于本节课的难点：样方的选择和确定，让学生先自主探究，然后教师引导分析讨论出现的问题，一块总结出样方法的注意事项。标志重捕法的教学可设计一个数玉米的小实验进行类比，帮助学生理解掌握。

五、教学过程

导入种群，前3章我们学习了生物体通过自身的调节维持各项生命活动的进行，但只研究生物个体还是远远不够的。自然界中的任何生物都不是孤立存在的，它们往往组成一定的群体，相互影响，共同生活。课件展示几幅种群图片，让学生总结出种群的三要素。接着通过一个选择题进行辨析种群的针对性训练。

问题：1、我们肥城市所有的人算不算一个种群？

2、如果你作为我们肥城市计划生育部门的负责人，你会关注哪几个方面的问題？ 引出种群的数量特征。

那么如何调查种群密度呢，课件出示第一个调查对象，即2平方米的范围有5棵蒲公英，求种群密度，学生通过直接计数完全可以轻易求出。

接着出示第二幅长20米、宽10米的草地，如何推算蒲公英的种群密度？

这种情况学生就无法很快推出，然后让同学们思考讨论如何利用下发的纸板模拟推算蒲公英的种群密度，分组进行讨论。

之后学生回答思路，教师对学生的方法进行点评。借机引出调查植物种群密度的方法——样方法，同时引导学生总结出五点取样法和等距取样法。

（学生问题的生成情况）问学生在取样过程中有没有碰到什么问题，如果有根据实际情况处理，如果没有教师引导学生总结样方法应当注意的系列问题。

课件展示草原上的绵羊种群，如何测其种群密度？还可以用样方法吗？

（学生如果预习好的话，可以回答出标志重捕法，但是应该不太清楚是什么意思）

让学生利用手中的大小烧杯和玉米粒进行模拟实验，初步推测推算方法。

（模拟前，教师进行一定的说明，即涂上黑色的玉米粒在小烧杯中（20粒），此20粒也是取自大烧杯后涂上的颜色，大烧杯剩余玉米全是黄色，没有涂黑色，把这20粒玉米全部倒入大烧杯中，多次摇晃，如何求出此时大烧杯中玉米粒的总数（X）？）

引导学生如何运用20/X 这一数据。然后学生分组进行模拟、讨论、总结。

小组回答，教师点评。过渡引出标志重捕法，然后一起解决绵羊种群数量的估算，课件展示过程，进一步强化理解和掌握。

训练题强化巩固。

种群密度是种群非常重要的特征，但是如果要是关注种群数量的变化还需要研究种群其他的特征，过渡至影响种群密度变化的系列特征。

1、出生率、死亡率（学生通过地理的学习加之课前的预习，已经比较熟悉，直接出示概念，表示方法）

接下来课件出示几个国家的出生率和死亡率统计情况，并分析中国的种群密度变化情况，推出出生率和死亡率对种群密度的影响。

联系我国情况，说明计划生育政策控制人口增长的主要措施？（降低出生率）

2、迁入率、迁出率

利用候鸟的迁徙引出，然后分析我国东部沿海人口的迅速增长的原因，同时总结推出迁入率、迁出率对种群密度的影响。

3、年龄组成

利用课件中的材料1引出年龄组成，并解释组成划分，同时出示3种年龄组成情况图，分析讨论A、B、C三种年龄组成的种群，哪种类型的种群数量会越来越多？哪种类型的种群数量会越来越少？哪种类型的数量会在一段时间内保持稳定？总结出年龄组成可以预测种群密度变化情况。

4、性别比例

指出性别比例失调也会影响种群密度的变化，举例说明农业中的应用。

篇5：种群的特征 教学设计

1、知识目标：

（1）列举种群的基本特征。（2）说出种群密度的两种调查方法。（3）举例说明种群的年龄组成类型。（4）简述种群四大特征的内在关系。（5）列出种群特征和个体特征的不同之处。

2、能力目标：

（1）尝试模拟调查种群密度的方法。

（2）应用样方法或标志重捕法模拟调查种群密度，并根据所得数据进行准确计算，作出合理的分析和判断。

（3）分析外界环境因素对种群密度的影响。（4）分析种群其他特征对种群密度的影响。

3、情感目标：

（1）关注人口问题，认同计划生育国策。（2）关注濒危动物种群数量的变化及措施。（3）在讨论交流过程中增强学生的协作意识。02

教学重点

样方法和标志重捕法的模拟实验，种群的几个基本特征及内在关系。03

教学难点

样方法和标志重捕法的模拟实验，证实抽样调查方法的科学有效性。04

教学方法

问题导学法 05

教学手段

基于交互式电子白板的多媒体教学。06

教学过程

基本思路：通过对已学知识的回顾和引申，引导学生从个体水平的思维状态进入群体水平的思维状态。围绕保护藏羚羊就要了解藏羚羊种群数量变化规律这一实际问题展开讨论，来研究种群的特征。从了解现有藏羚羊种群数量，引出种群密度的概念，及对种群密度调查方法的讨论；通过对不同季节同一地区藏羚羊种群密度的调查结果不同，引出出生率和死亡率、迁入率和迁出率的讨论；通过要预测藏羚羊种群数量的变化，引出年龄组成和性别比例的讨论；最后对种群的几个主要特征进行总结，指出它们之间内在关系。

（1）教学环节一：复习旧知，导入新课

通过前面的学习，我们知道生物个体都是通过自身生命活动调节来维持稳态，完成生长、发育和繁殖等生命活动的。

在自然界中，生物是单个独立存在的吗？生物与生物之间存在什么样的关系？ 由此我们可以看出，生物的生存会受到生活在一起的同种生物和异种生物的影响。所以，我们研究各种生命现象，只研究生物个体是远远不够的。有必要把生活在一起的同种生物作为一个整体来研究；如果站在更高层面上，我们还需把生活在一起的所有生物作为一个整体来研究。这就是我们在第4章，种群和群落将要研究的内容。

板书： 第4章 种群和群落

这节课我们先探讨，以种群为研究单位能发现哪些新的问题。

（2）教学环节二：创设问题情境，深化对种群概念的理解，明析种群不是个体的简单累加

提问：

同种生物的个体都称为一个种群，此话对吗？

可见，种群不是个体的简单相加，而是个体之间通过互助、斗争、交配等特定的关系构成的一个有机整体，从而表现出个体不具有的特征。

板书： 第1节 种群的特征

（3）教学环节三：说出种群密度的概念，模拟调查种群密度实验，证实调查种群密度方法的科学性，明白种群密度的调查方法

播放影视片段，高原精灵——藏羚羊受到威胁。藏羚羊现已成为国家一级保护动物，假设你是野生动物保护专家，要去西藏进行藏羚羊的保护工作，你最关心有关藏羚羊种群的什么情况？

可见种群数量是种群的主要特征。

藏羚羊种群主要分布在以可可西里为中心的60 多万平方千米的区域。这么大的范围我们怎么来调查它的数量呢？

板书：种群密度

种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数量。如某公园的草地上，每平方米内蒲公英的数量，西丽水库中每百立方米水体中鲤鱼的数量等。如果我们知道了可可西里藏羚羊种群密度，再根据其分布范围就可推算出整个种群的数量。所以种群密度是种群最基本的数量特征。

那我们怎样调查藏羚羊的种群密度呢？先做一个实验。估算水槽中黄豆的颗粒数。

1、从水槽中取出50粒黄豆，换上50粒黑豆，然后将50粒黑豆放入水槽，充分摇动，使两种豆子混和均匀；

2、闭上眼睛抓豆子，每次抓1粒，放入小烧杯中。依此方法连续抓取20次；

3、数出小烧杯中黑豆数（m）；

4、按照下列公式计算黄豆数（N）： 50:N = m: 20 ；

5、重复测算3次，求平均值；

6、数豆子总数。将水槽中的豆子倒出，数清所有豆子数。将步骤5测出的平均值与这个数值作比较，看是否相近。

这一实验结果，给了你什么启示吗？ 这就是所谓的标志重捕法。

在可可西里的卓乃湖周边随机选取一个区域，捕获一部分藏羚羊个体，将这些个体做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的藏羚羊中标记个体数占总捕获数的比例，来估计藏羚羊种群密度。

标志重捕法的步骤和注意事项：

在做标记的时候要注意以下几点：

1、标志物要无毒，不能影响被标记生物的正常生命活动。否则会因毒害死亡，而降低了被重捕的机会，从而影响调查结果。

2、标志物不能对被标记生物的天敌有吸引力，否则就会增加被捕食的机会，降低被重捕的机会，从而影响调查结果。

3、标志要牢固，不易损坏。

根据标志重捕法的原理，计算可可西里地区藏羚羊种群的密度。

不久前，有科学家对可可西里的藏羚羊进行了调查，调查范围为100平方千米，第一次捕获并标记9只藏羚羊，第二次捕获10只，其中有标记的藏羚羊3只，请运用数学方法估算这个种群的种群密度（单位为只/100平方千米）。（30只/100平方千米）标志重捕法不仅适用于调查藏羚羊的种群密度，也适用于像鲤鱼、鸽、野兔等这样活动能力强，活动范围较大的动物。

我们要保护藏羚羊，不仅要关注藏羚羊种群的数量，我们也要关注它们的食物状况，才能更好地保护它们。所以必须调查可可西里地区牧草的种群密度。我们知道，植物不同于动物，是相对静止的，那我们能否用更为简单的方法获取某种牧草的种群密度呢？下面我们做一个模拟实验。

请同学们仔细观察课前放在桌上的图纸。假设这幅图表示的是一块面积为100平方米的草地。图中每个黑色圆点代表一株牧草，白色圆点代表其他植物。请同学们估算一下这块草地里牧草的数量。（同桌的同学两两讨论进行估算）

请学生说出估算结果，并说出估算的方法。

样方法是指在被调查种群的分布范围之内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为种群密度的估计值。

样方法是一种常用的、科学的种群密度估算方法。既然是估算，那结果就会有一定的误差？

怎样才能减少误差，使我们的结果更接近真实情况呢？

1、要多选几个样方，然后再取平均值。因为样方数量太少，统计结果的误差就可能较大。样方越多，其统计结果就越接近真实值，但样方数量太多，整体取样所花费的时间和精力就越多，从统计学看，一定数量的样方就能保证统计结果的真实性。多个样方我们如何选取呢？

2、应随机取样。因为我们通过样方计数所得的结果，是用来估计整个种群密度大小的，所以我们要让种群中的每一个个体被抽选的机会相等。这样才能保证通过样方法所估算的值更接近真实的值。

随机取样是取样的关键，不能掺入任何主观因素，否则，就会出现较大的误差。

常用取样方法有五点取样法（近似正方地块），等距离取样法（长条形地块）。

刚才你在数样方内的牧草的株数时，是怎样数的？ 展示模拟样方。

3、计数方法要科学。计上不计下，计左不计右，即计两边及其夹角。

从这里我们可以看出，采用样方法进行调查，比标志重捕法更简便。能不能用样方法，调查藏羚羊等这样运动能力强，活动范围大的动物？为什么？不能，只适用于调查不活动或活动能力弱，活动范围很小的生物的种群密度，如植物，昆虫卵，蚜虫、跳蝻、蚯蚓等的种群密度的调查。

（4）教学环节四：创设问题情境，探究影响种群密度变化的因素

如果在夏天和秋天去可可西里的卓乃湖调查藏羚羊的种群密度，结果是否会一定相同呢？为什么？

不一定相同。因为藏羚羊种群会不断地产生新的个体，也会不断地有个体在死亡，有迁入也有迁出。

所以研究藏羚羊种群数量的变化，就得研究种群的出生率和死亡率，迁入率和迁出率。我们先探讨

板书：出生率和死亡率

出生率：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体数目的比率。死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体数目的比率。根据生活经验指出：藏羚羊的出生率和家蝇的出生率是否一样？ 其主要原因是什么？ 家蝇的出生率比藏羚羊的出生率要高很多倍。出生率主要由什么因素决定呢？

主要和生物的繁殖能力有关，繁殖能力强的种群出生率高，种群数量增长就快。虽然我们对大熊猫、东北虎等动物采取人为保护措施，种群数量仍不能迅速增长，而田鼠、蝗虫，尽管我们采取各种防除措施，却仍然数量繁多，屡屡为害。主要是和这些生物的繁殖能力的差异有关。

如果一个种群的出生率大于死亡率，种群数量就增长，反之种群数量就会下降，如果出生率等于死亡率，种群数量就基本不变。可见出生率和死亡率是决定种群兴衰的晴雨表。

外界环境对生物的出生率和死亡率有没有影响呢？请举例说明。

如在1937年至1949年间，我国由于粮食不足，缺医少药，人口数量减少，新中国成立后，生活水平和医疗条件不断改善，我国人口的死亡率在不断降低，人口数量不断攀升。我国是一个人口大国，要控制人口怎么办？增加死亡率，不人道，且违法，只能控制出生率。因此我国已经把计划生育列为一项基本国策。从现在情况来看，我国人口增长较慢，人口数量得到有效控制，就是计划生育取得的实效。从这里我们可以看出人类的出生率和死亡率受到社会和自然因素的影响。

对于藏羚羊种群，除了出生率、死亡率决定种群数量外，迁入率和迁出率也是决定种群密度的重要因素。如可可西里的藏羚羊种群每到夏季就有很多雌性个体迁徙到卓乃湖等湖周围产羔，而到秋季又回到越冬地。

板书： 迁入率和迁出率

概念：对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。

你所熟悉的生物中，有迁入迁出行为吗？请举例说明。秋天，大雁南飞。如果要你预测可可西里的藏羚羊种群数量将来3年是增加还是减少，你还需获取什么数据？

板书：年龄组成。

前不久科学家对西藏的三个不同地区的藏羚羊种群进行了调查，把不同年龄的个体数进行统计整理，得到如下3个年龄组成图，请思考与讨论：

图中A、B、C三种年龄组成的种群，哪种类型的种群数量会越来越多？哪种类型的种群数量会越来越少？哪种类型的数量会在一段时间内保持稳定？为什么？

年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的种群呢？

盗猎者经常在雌藏羚羊从产羔地回迁到越冬地的途中，进行猎杀，这会对藏羚羊种群数量产生什么影响？

可见，性别比例对种群密度也有一定影响。所谓性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。

我们能否将这一原理应用于生产实际呢？怎样做？请举例说明。

在农业上，利用人工合成的性引诱剂诱杀种群的雄性个体，使雌性个体不能完成交配，大大降低出生率，从而使该种群的密度明显降低。

（5）教学环节五：种群数量特征总结

今天我们主要讨论了种群密度的调查方法和种群的数量特征，种群密度调查的常用方法有样方法和标志重捕法。样方法主要适用于植物或运动能力弱、活动范围很小的动物的种群密度调查，标志重捕法主要适用于运动能力强、活动范围大的动物的种群密度调查。种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例，这几项特征并不是单纯的并列关系，而具有内在的逻辑关系，有层次之分。种群密度是种群最基本的数量特征，其他几项数量特征都是影响种群密度的重要参数，其中，出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接影响种群密度，年龄组成和性别比例都是通过影响出生率和死亡率来影响种群密度的。

（6）教学环节六：观察图片，指出种群的空间特征

无论哪一个种群，无论其个体数量是多是少，他们都分布在一定的空间里，由于其生存受到无机环境、同种个体、异种个体的影响，因此种群中个体在空间分布上可谓多种多样。表现出一定的空间特征。展示图片：

组成种群的个体，在其生活空间的位置或布局叫做种群的空间特征。

篇6：种群的特征教案设计

摘 要：采取合作学习的方式，以学生活动为主线，本着“激趣、创新、应用、拓展”的原则开展教学，注重学生自主生成知识的过程教学，激发其学习兴趣，调动学生积极性，充分体现了学生的主体地位。

关键词：种群；合作学习；教学设计

一、教材分析及设计思路

“种群的特征”是人教版高中生物必修3《稳态与环境》模块第四章第一节的内容。本节内容具有承上启下的作用，是在学生学习个体的稳态及其调节机制的基础上，进一步从宏观层次来分析生命系统的特征。通过本节的学习，对种群的概念及特征将具有明确的认识，为群落、生态系统、生物圈及人类与环境等生态学知识的学习奠定了基础。

针对教材的特点，本着“激趣、创新、应用、拓展”的原则做了如下尝试。利用教材及补充的图片、资料等，将学生引入所设计的教学情境；充分利用和开发生物课程资源，结合江西省本土资源，创设问题引领教学环节，使教学过程成为学生主动探究的过程；采用任务型的教学途径，倡导合作学习，通过多样化的活动，培养学生的动手能力、获取信息能力、分析问题能力和语言表达能力，增强学生的学习兴趣。

二、教学目标

1.知识目标

描述种群及种群密度的概念，说出种群密度的两种调查方法。

2.能力目标

尝试应用样方法实地调查某种群的种群密度，通过模拟活动领悟标志重捕法的原理，并根据所得数据进行计算，作出合理的分析和判断。

3.情感、态度与价值观目标

培养学生获取新知识和解决问题的能力，通过活动体验科学探究的过程，提高学生的科学素养。

三、教学过程

1.创设情境，导入新课

利用多媒体播放《帝企鹅日记》影片的片段。生物是有生命的个体。从分子水平看，体现生命现象主要是核酸和蛋白质两种物质；从个体水平看，帝企鹅机体要维持稳态，是通过神经―体液―免疫调节实现的；从帝企鹅群体水平看，帝企鹅的生长、发育和繁殖等行为与其他个体间有没有关系呢？任何生物在自然界中都不是孤立存在的，该影片就是以南极帝企鹅种群为视角展现它们的生命活动。

问题讨论：回忆种群的概念，并判断以下内容哪些是种群？（1）鄱阳湖中的全部鲫鱼；（2）鄱阳湖中的全部鱼；（3）鄱阳湖和洞庭湖中的全部鲫鱼。邀请学生提炼出种群概念的要点。

设计意图：通过优美的电影片段，激发学习的好奇心和求知欲望，使学生容易融入学习和探究的氛围中。

2.种群的特征

问题引导：从群体水平来看，种群是个体的简单累加吗？个体的特征能代表种群的特征吗？个体的生命是有限的，但对一个种群来说，会因为个体的消失而消失吗？

设计意图：通过个体和种群之间的关系，使学生明白种群不是个体的简单累加，种群的个体之间通过特定的关系组成一个整体，这时种群就表现出个体不具有的特征，从而将教学内容自然过渡到种群的特征。

3.种群密度及种群密度的调查方法

利用多媒体展示热映影片《阿凡达》的海报和为了呼吁保护热带雨林而制作的西双版纳之“阿凡达”――《望天树?雨林之魂?待觉醒》的海报创设情境，后者是在我国云南西双版纳热带雨林国家公园望天树景区实景拍摄的，望天树是1975年由中国云南省林业考察队在西双版纳森林中发现的一个新种，是西双版纳州特有的树种之一，被生态学家视为热带雨林的标志树种，是我国的一级保护植物。此外，草原的牧民在承包的草场上该放养多少牛羊，经济效益才最好？农业生产中怎样控制害虫的数量，才能获得大丰收？沿海的渔民该捕捞多少鱼，才能获得最好的收益又能持续发展？采取保护、防治措施或估算产量的依据是这些生物的种群密度。

学生活动一：让学生扮演林业工作者的角色，分组讨论如何调查望天树的种群密度？分组讨论后，利用中国科学院西双版纳热带植物园的学者发表在《植物生态学报》的文章――《西双版纳不同斑块望天树种群的密度、结构和生物量》，引导学生了解林业工作者调查望天树种群密度的科学研究方法――样方法。

设计意图：从学生比较感兴趣的内容入手，联系实际生活，利用角色扮演，激发学生强烈的学习兴趣和求知欲。通过文献资料，体验科学探究过程，帮助学生形成正确的科学素养。

学生活动二：分组讨论和交流学校操场上蒲公英数量的调查方法和调查结果。思考并回答下列问题：（1）为什么要强调随机取样？（2）样方的多少会影响调查结果吗？（2）样方的大小会影响调查结果吗？（4）比较各小组的调查结果是否相同，如何正确对待？

设计意图：培养学生归纳总结和合作交流的能力，帮助学生在探究过程中掌握科学的思维方法，形成正确的科学态度。

学生活动三：游戏活动，利用提供的黑白围棋子、烧杯、布袋等工具，发挥各自的创造能力，估算出白围棋子的数量。

设计意图：通过游戏，让学生对统计方法有一个初步的感性认识，激发学生的学习兴趣，为标志重捕法的教学做铺垫。

学生活动四：展示江西省婺源县荷包红鲤的图片，婺源荷包红鲤养殖历史已有800多年，因其形似荷包，故名荷包红鲤，是食用、药用、观赏俱佳的国家级优良淡水鱼种，现已成为该县的特色产业之一。结合图片中的池塘，要求学生估算荷包红鲤的种群密度。讨论后教师利用多媒体动画演示标志重捕法的操作原理，并引导学生用数学方法估算出旁栏“学科交叉”中种群的密度。

设计意图：培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。与数学学科相渗透，培养学生的知识综合运用能力，通过正确解答问题使学生体会到学习的乐趣，获得满足感，激发起强烈的求知欲。

4.提升和总结

引导学生回顾和总结本课时的主要内容，结合练习检查知识的掌握情况，做到学以致用。

四、教学反思

本课利用学生身边的事例和社会热点，创设情境，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使课堂进入较浓厚的学习氛围中。提倡“合作学习”，以小组活动为主线层层推进，把学习过程的主动权归还给学生，在教学中实现了学生作为主体的共同参与，学生的潜能得到了开发，主体地位得到了体现。

本课涉及的种群密度调查方法，样方法可以通过学生课前的实地调查，亲历探究过程，主动获取和生成新知识。标志重捕法无法在课堂教学过程中进行实地调查，本课利用游戏等活动进行模拟实验，激发学生兴趣，调动学生积极性，帮助学生将抽象的知识具体化、形象化，加强理论知识与实际生活的联系，促进和丰富探究性学习，转变学生的学习方式。

篇7：种群的特征课文教学反思

《种群的特征》这节课讲授完毕后给我的感受就是有很大的挫败感。想想自己备课时间长达一星期，期间上网看了几位老师的视频教学，再加上自己还在另外一个班试讲过一遍。但是，在正式上场时却还是不尽如人意，总体上感觉是很失败的。

1、标志重捕法的讲解：

关于种群密度的`调查方法，书上介绍了样方法和标志重捕法两种方法，但在我备课时发现如果两种方法都讲，一节课的时间根本不够，于是将本节课分成2课时，第二课时重点讲解标志重捕法。对于这种调查方法的讲解，我的讲授方法参考了网上视频中一位老师的做法：抓黄豆。但在这个环节，由于自己考虑不够周到，本想让学生体验标志重捕法的过程和该方法得到的结果的可信度，可是在实际操作中由于细节方面没注意(比如换人抓取之前应当将黄豆摇匀)，导致结果偏差很大，没有说服力。

2、时间安排：

本节课留给学生自主学习的时间太少，原先设想的方案在正式讲课中都没有很好的贯彻执行。本想让学生自学为主，自己讲授为辅，可是做完抓黄豆的实验后，发现时间不够了，就缩减学生看书的时间，自己为了赶进度，加快了讲课速度，但即使这样最后也还是没有按时下课，弄得自己很狼狈。

课后对于这节课内容上的处理，我与组上其他老师讨论后一直觉得以后这样处理更好：仍然分成2个课时讲授，一种方案是第1课时只讲调查种群密度的2种方法，即样方法和标志重捕法，重点让学生得到有关实验技能方面的训练;第2课时再学习其他几种种群的特征;另一种方案是第1课时仍然先处理样方法的有关内容，第2课时先让学生自学其他几种种群的特征，老师再总结，时间大概20分钟，后半节课重点学习标志重捕法，可以开展与学生的互动活动，加深学生对知识的理解。

篇8：种群的特征教案设计

关键词：鸢乌贼,种群结构,南沙海域,春季

鸢乌贼( Sthenoteuthis oualaniensis) 隶属枪形目、 开眼亚目、柔鱼科、鸢乌贼属,广泛分布于印度洋、 太平洋的热带和亚热带海域,其中在南海和印度洋西北部海域数量较大[1,2]。鸢乌贼具有非常复杂的种群结构。NESIS[3]将其分为大型种群、单内壳叶柄侧轴中型种群、双内壳叶柄侧轴中型种群( 典型的鸢乌贼种群) 、小型种群、微型种群等5个种群,后3个种群主要分布于太平洋海域。微型种群背部没有发光器官,主要分布在10°N ~ 10°S的赤道海域, 分布区域与双内壳叶柄侧轴中型种群重叠[4]。国内外学者已对印度洋西北海域鸢乌贼的种群结构、年龄和生长等做了较为深入的研究[2,3,4,5,6,7]。

南海的鸢乌贼主要分布于南海中南部海盆区, 已成为当前南海外海渔业开发的热点[8]。东南亚渔业开发中心( SEAFDEC) 、中国台湾和大陆都曾开展过南海鸢乌贼资源调查,并对其资源量分布、 年龄与生长等生物和生态学习性进行过研究[9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]。 SEAFDEC在菲律宾西部海域的调查发现,南海存在中型和微型2个鸢乌贼种群,微型种群早熟且无背发光器,胴长范围9. 8 ~ 12 cm,中型种群具背发光器,胴长范围12 ~ 24 cm[15]。颜云榕等[13]研究了西中沙海域鸢乌贼夏季渔业生物学,发现雌性个体出现2个性腺发育高峰期,即101 ~ 120 mm ( 小型个体,胴部较硬,胴背无卵圆形光斑) 与161 mm以上( 中型个体,胴部柔软,胴背有卵圆形光斑) 胴长组。种群问题是渔业生物学研究的基础, 文章根据2011年春季灯光罩网渔船南沙探捕所获资料,研究了南沙海域鸢乌贼的种群组成、胴长分布、雌雄比例、性腺发育等种群结构特征,旨在为今后深入开展南海鸢乌贼生物学研究、合理开发利用资源提供参考依据。

1材料与方法

1.1资料来源

资料来源于2011年春季南海中南部海域的灯光罩网调查。调查船为“桂防渔96886”,钢质,总长41. 80 m,总吨位413 GT; 渔船主机1台,功率382 kW,发电机2台,功率分别为200 kW和150 k W,配340盏( × 1 kW) 金属卤化物集鱼灯及HE-670型垂直探鱼仪,包括船长在内船员7人,渔获加冰冷藏保存。调查所用罩网网具沉子纲长280. 0 m,拉直高度82. 5 m,网衣最大网目3. 5 mm,网囊最小网目2. 0 mm。

1.2调查方法与数据处理

整个调查为生产性探捕,不设具体调查站位。 航次时间为2011年4月19日 ~ 5月6日,历时26 d,作业18晚,作业海域范围9° 39' N ~ 14° 54' N、 113°16'E ~ 115°30'E,其中前16晚在南沙海域( 12°N以南) 作业,后2晚是返航途中在中沙海域生产。

渔船每晚作业10 ~ 16网次不等,记录每个网次的渔获组成,每晚选择部分网次随机抽取50尾鸢乌贼进行种群、性别和胴长测定,部分网次解剖观测性腺成熟度和摄食强度。根据胴背发光器官的有无和性腺发育的快慢[3,15],将鸢乌贼分成中型和微型2个种群; 根据左侧第4腕是否茎化和性腺结构的差异[1,5],进行鸢乌贼雌雄的判别; 胴长用精度为1 mm的量鱼板测定; 参照刘必林[5]将鸢乌贼性腺成熟度划分为性未成熟( Ⅰ期和Ⅱ期) 、性成熟( Ⅲ期和Ⅳ期) 、产卵后( Ⅴ期) 5期3个阶段。 因为第1晚的鸢乌贼渔获未按种群分开,文章仅对12°N以南海域15个夜晚的数据进行分析,具体采样站位见图1。

以10 mm组距对胴长进行分组,例如100 mm胴长组表示胴长范围96 ~ 105 mm; 运用t检验比较2个种群和雌雄个体之间的胴长分布是否存在显著性差异; 运用D检验( Kolmogorov-Smirnov检验) 分析胴长组成是否符合正态分布; 利用适合性卡方 ( χ2) 测验,验证鸢乌贼的雌雄比例是否与1∶1的理论比例相符; 利用不同胴长组性成熟个体百分比拟合Logistic曲线,分种群和性别推算鸢乌贼的初次性成熟胴长[19]:

式中Pi为成熟个体占组内样本的百分比; Li为胴长组,ML50%为初次性成熟胴长( mm) 。

2结果

2.1种群组成

调查船15个夜晚作业194网次( 表1) ,平均每晚作业12. 9网,合计捕捞鸢乌贼68. 06 t,网次产量为28. 5 ~ 1 282. 5 kg,平均为350. 8 kg [标准差( SD) = 237. 3 kg],每晚产量为1. 54 ~ 10. 94 t, 平均为4. 54 t( SD = 2. 69 t) 。鸢乌贼每个网次都有捕获,但网次和每晚产量的变幅较大。

随机观测了119网次5 964尾鸢乌贼的种群、 性别和胴长。中型种群占抽样总尾数的88. 92% , 胴背有发光器官,性成熟个体较大; 微型种群占抽样总尾数的11. 08% ,胴背无发光器官,性成熟个体较小。

中型种群是南沙海域鸢乌贼的优势种群。微型种群15个夜晚都 有捕获,占每晚抽 样尾数的2. 75% ~ 30. 29% ; 在119个抽样网次中出现110次,占网次抽样尾数的0 ~ 72. 00% 。微型种群每晚和网次所占比例的变幅较大。

2.2胴长分布

鸢乌贼中型种群渔获胴长范围为69 ~ 231 mm, 平均胴长为121. 4 mm( SD = 16. 4 mm) ; 微型种群渔获胴长范围为51 ~ 125 mm,平均胴长为88. 6 mm( SD = 13. 4 mm) 。2个种群的胴长分布有重叠, 中型种群的胴长分布范围和平均胴长明显大于微型种群( 图2和表2) 。t检验表明,2个种群的胴长分布存在显著性差异( P < 0. 05) 。D检验表明,中型和微型种群的胴长组成均不呈正态分布 ( P < 0. 05) 。

中型种群雌性平均胴长125. 5 mm( SD = 20. 1 mm) ,雄性平均胴长117. 5 mm ( SD = 10. 3 mm) ; 微型种群雌性平均胴长93. 5 mm( SD = 14. 1 mm) , 雄性平均胴长80. 8 mm( SD = 6. 9 mm) 。2个种群雌性的胴长分布范围和平均胴长均大于雄性。t检验表明,2个种群雌、雄个体之间的胴长分布均存在显著性差异( P < 0. 05) 。

2.3雌雄比例

随机抽样的5 303尾中型种群鸢乌贼中,雌性个体占48. 48% 。卡方检验结果显示,总性比符合1∶1的关系,雌雄组成无显著差异( P > 0. 05) ; 70 mm、80 mm、90 mm和100 mm胴长组中,雌性个体分别占55. 56% 、46. 88% 、48. 48% 和45. 53% , 雌雄组成均无显著差异( P > 0. 05) ; 110 mm、120 mm、130 mm、140 mm和150 mm体长组中,雌性个体分别占40. 51% 、43. 64% 、40. 40% 、73. 58% 和90. 96% ,雌雄组成均有显著差异( P < 0. 05) 。 70 ~ 100 mm胴长组, 雌雄比例接近; 110 ~ 130 mm胴长组,雄性个体明显多于雌性; 140 mm胴长组开始,雌性个体明显多于雄性; 160 mm胴长组以上全为雌性( 图3 - a) 。D检验表明,中型种群雌雄胴长组成均不呈正态分布( P < 0. 05) ,雌性胴长分布的偏度系数( skewness) 为1. 16,分布为右偏, 雄性胴长分布的偏度系数为 -0. 22,分布为左偏。

随机抽样的661尾微型种群鸢乌贼中,雌性个体占61. 88% 。卡方检验结果显示,总性比不符合1∶1的关系,雌性个体明显多于雄性( P < 0. 05 ) ; 60 mm和70 mm胴长组中, 雌性个体 分别占54. 55% 和37. 88% ,雌雄组成均无显著差异 ( P > 0. 05) ; 80 mm、90 mm和100 mm体长组中,雌性个体分别占38. 67% 、71. 43% 和92. 94% ,雌雄组成均有显著差异( P < 0. 05) 。50 ~ 70 mm胴长组, 雌雄比列接近; 80 mm胴长组,雄性个体明显多于雌性; 90 mm胴长组开始,雌性个体明显多于雄性, 110 mm胴长组以上全为雌性( 图3 - b ) 。D检验表明,微型种群雌 、 雄胴长组成均不呈正态分布 ( P < 0. 05 ) ,雌性胴长分布的偏度系数为0. 10 ,分布为右偏,雄性胴长分布的偏度系数为 - 0. 35 ,分布为左偏 。

总体而言,鸢乌贼2个种群不同胴长组性比表现出相似的规律性: 随着胴长的增加,雌雄比例由开始阶段的基本接近,到雄性个体占优,再到雌性个体占优,直至全部为雌性。2个种群雌性和雄性的胴长组成均不呈正态分布,雌性胴长分布都为右偏,雄性胴长分布都为左偏。

2.4性腺发育

调查期间,合计解剖观测了3 833尾鸢乌贼 ( 中型种群3 182尾,微型种群651尾) 的性腺成熟度,其中随机抽样3 363尾( 中型种群2 926尾,微型种群437尾,分属68个网次,抽样渔获全部解剖) ,非随机抽样470尾( 中型种群256尾,微型种群214尾,分属51个网次,抽样渔获少量解剖, 小个体渔获为主,解剖主要是为了确定抽样个体的种群或雌雄) 。

随机抽样的3 363尾鸢乌贼中,中型种群性成熟个体 占15. 07% , 微型种群 性成熟个 体占42. 11% ,微型种群的性腺发育明显早于中型种群 ( 表3) 。中型种群雌性和雄性中性成熟个体分别占5. 12% 和24. 29% ,微型种群雌性和雄性中性成熟个体分别占39. 51% 和45. 36% ,2个种群雄性个体的性腺发育都早于雌性个体。2个种群都未捕到产卵后( Ⅴ期) 个体。

解剖观测的3 833尾鸢乌贼中,中型种群雌、 雄性成熟个体最小胴长分别为123 mm和111 mm, 雌、雄性未成熟个体最大胴长分别为199 mm和133 mm; 微型种群雌、雄性成熟个体最小胴长分别为80 mm和73 mm,雌、雄性未成熟个体最大胴长分别为123 mm和92 mm。根据不同胴长组的性成熟个体百分比,拟合推算了鸢乌贼初次性成熟胴长( 图4和图5) 。

中型种群雌、雄个体的性成熟度-胴长曲线分别为:

中型种群初次性成熟胴长( ML50%) ,雌性为179. 7 mm,雄性为125. 6 mm。

微型种群雌、雄个体的性成熟度-胴长曲线分别为:

微型种群初次性成熟胴长( ML50%) ,雌性为94. 8 mm,雄性为81. 1 mm。

3讨论

3.1南沙海域鸢乌贼种群和雌雄判别

NESIS[3]将分布在太平洋和印度洋海域的鸢乌贼分为3个主要种群和2个次要种群。大型种群仅分布在印度洋北部的红海、亚丁湾和阿拉伯海,在阿拉伯海其胴长为400 ~ 500 mm,最大胴长为650 mm; 中型种群存在于整个鸢乌贼种群分布区域内, 成熟雄性胴长为120 ~ 150 mm,成熟雌性胴长为190 ~ 250 mm; 微型种群分布在赤道附近,无背发光器,成熟雄性胴长为90 ~ 100 mm,成熟雌性胴长为90 ~ 120 mm,最大胴长为140 ~ 150 mm。中型种群根据内壳特征( 双或者单内壳叶柄侧轴) 又可以分为2个群体,其中单内壳叶柄侧轴群体仅出现在红海、阿丁湾和阿拉伯海15°N ~ 17°N海域。 小型种群形态近似中型种群,但性成熟个体更小,雌性胴长范围为90 ~ 160 mm,成熟胴长为120 ~ 140 mm,近似于微型种群,该种群主要分布在东热带太平洋和西印度洋。微型种群具有许多与中型种群相区别的形态学特征,如微型种群的胴背部没有发光器官、茎化腕的差异以及精囊结构和叶柄侧轴结构的差异等[4]。在仔稚鱼和幼鱼阶段,微型种群与中型种群在形态和外观上不存在差异,因此,以往的研究者并不赞同把微型种群划分为另外一个种类[4,20],但STAAF等[21]对中太平洋海域鸢乌贼分子系统学的研究显示,微型和中型种群之间的遗传差异较大,可能已达到物种水平。

该研究根据胴背发光器的有无,结合性腺发育的快慢,将南沙海域的鸢乌贼分为中型和微型2个种群。调查中发现,中型种群胴长大于120 mm的个体,胴背发光器官呈明显的黄色椭圆形斑块,胴长小于120 mm的个体,发光器官则不明显,容易误判为微型种群,但仔细观察胴背位置仍可发现密布的淡白色小斑点; 解剖也可发现,微型种群的性腺发育要明显早于相同胴长的中型种群。鸢乌贼雄性个体左侧第4腕茎化,但未成熟个体的茎化腕有时并不明显,此时也需观察内部性腺结构判别雌雄; 鸢乌贼雄性的精巢从小就清晰可辨,雌性的卵巢在性腺发育成熟时才充实成形。因此,根据外形特征结合解剖观测,可以较为准确的进行鸢乌贼2个种群与雌雄的判别。

该研究参照LABE[15]对菲律宾西部海域鸢乌贼种群的研究,将胴背具发光器官的鸢乌贼都归为中型种群。调查发现的中型种群雌、雄性成熟个体胴长范围分别为123 ~ 231 mm和111 ~ 153 mm,推算的ML50%胴长分别为179. 7 mm和125. 6 mm。相比NESIS[3]的分类标准,中型种群性成熟胴长变小, 雌性还捕获10尾胴长140 mm以下的性成熟个体, 这是由于中型种群对南海水文环境的适应性变化, 还是由于混有小型种群等其他鸢乌贼种群,有待深入分析研究。

3.2采样方法对鸢乌贼渔获种群和性比的影响

SEAFDEC调查船1998年4月 ~ 5月在菲律宾西部海域( 11°N ~ 20°N,117°E ~ 120°E) 的鱿钓调查显示,鸢乌贼是唯一渔获种类,产量合计2 538尾,393. 1 kg,自动钓机平均CPUE( 单位捕捞努力量渔获量) 6尾·( 线·h)- 1; 调查海域存在2个鸢乌贼种群,中型种群胴长范围为12 ~ 24 cm,占总尾数的86% ( 2 175尾,377. 5 kg) ; 微型种群胴长范围为9. 8 ~ 12 cm,占总尾数的14% ( 363尾,15. 6 kg) ; 中型种群中雌性个体占83% ,微型种群中雌性个体占70% ,雌性明显占优; 微型种群每个站位都有捕获( 占比2. 6% ~ 31. 2% ) ,渔获量少但遍布整个调查海域[15]。

与之比较,该次调查也发现南沙海域存在中型和微型2个鸢乌贼种群,分别占总渔获尾数的88. 92% 和11. 08% ,中型种群为优势种群,微型种群资源量少但也遍布整个调查海域。这些发现与菲律宾西部海域的调查基本一致。与之不同的是, 该次调查中小个体渔获明显增多,98 mm以下个体占总渔获的11. 05% ,中型种群小于120 mm的个体占53. 12% ; 渔获的雌雄比例相对均衡,中型和微型种群中雌性个体分别占48. 48% 和61. 88% 。 采样方法的不同应该是造成这种差异的主要原因。 SEAFDEC调查是鱿钓取样,而该调查是灯光罩网取样。实践证明,鱿钓作业选择性较强,渔获以大个体为主且雌性居多[6,11,17]。颜云榕等[13]2010年6月 ~ 7月在南沙北部海域( 12°N ~ 16°N,112°E ~ 116°E) 开展的自动鱿钓和灯光罩网联合调查也发现,鱿钓和罩网鸢乌贼渔获胴长范围分别为108 ~ 215 mm和65 ~ 231 mm,雌雄性比分别为32. 0和1. 4,钓具的总体雌雄比明显较高。ZAKARIA[17]认为,由于小个体鸢乌贼样品的缺失,鱿钓渔获结构无法反映真实的海域资源结构。相对而言,罩网网目尺寸小、选择性差、渔获量大,渔获组成更接近海域资源实际。

调查期间,鸢乌贼微型种群网次和每晚所占比例的变幅较大,即使同个夜晚的相邻网次中也经常出现这种现象。分析原因,一方面是受资源分布时空差异的影响,另一方面也与灯光罩网捕捞方法有关。罩网作业是夜晚通过集鱼灯将捕捞对象诱集至表层后再放网罩扣捕捞,资源分布水层越深逃逸率越高,调查船所用网具的有效捕捞水深约40 m。 张引[11]分析台湾调查船声学数据时发现,当某处存在大个体鸢乌贼时,小个体鸢乌贼倾向栖息于更深水层,当大个体鸢乌贼消失后,小个体鸢乌贼则上升到大个体鸢乌贼原先所在的水层; 认为同类相残是小个体鸢乌贼栖息于更深水层的原因,因为它们要避开大个体鸢乌贼的捕食。微型种群鸢乌贼体型较小,栖息水层相对较深,放网时所处水层的不同和逃逸率的差异明显影响其在渔获中所占的比例。该次调查未捕到产卵后( Ⅴ期) 个体,推测鸢乌贼产卵后期不再趋光并且栖息于深水层直至死亡,灯光罩网无法有效捕捞,具体还有待进一步验证。

3.3鸢乌贼不同胴长组性比与性腺发育的关系

历史研究表明,鸢乌贼两性比例会随性成熟及繁殖情况而有变化,在未成熟群体中,性比大体为1∶1; 在繁殖初期,性成熟较早、行动较快的雄性个体先行到达繁殖场,此时雄性的比例甚高于雌性; 在繁殖后期,完成交配活动的雄性个体又先行死去,从繁殖场大量消失,此时雌性的比例甚高于雄性[1]。

该研究发现,鸢乌贼中型和微型种群不同胴长组性比表现出相似的规律性: 随着渔获胴长的增加,雌雄比例由开始阶段的基本接近,到雄性个体占优,再到雌性个体占优,直至全部为雌性,其中尤以雄性占优到雌性占优的转变过程最为明显( 图3) 。陈新军[22]进行新西兰海域双柔鱼研究时有过类似发现,渔获物性别组成生长初期接近1 ∶1, 成长期雄性个体的比例略占优势,繁殖期雌性个体占优势。该次调查发现的鸢乌贼雄性最小成熟胴长,中型和微型种群分别为111 mm和73 mm,分属110 mm和70 mm胴长组,估算的雄性ML50%胴长,中型和微型种群分别为125. 6 mm和81. 1 mm, 分属130 mm和80 mm胴长组。中型种群70 ~ 100 mm和微型种群50 ~ 60 mm胴长组,鸢乌贼处于未成熟阶段,此时的雌雄比例接近; 中型种群110 ~ 130 mm和微型种群70 ~ 80 mm胴长组,为雄性鸢乌贼开始性成熟并大规模交配繁殖阶段,此时雄性比例要高于雌性; 中型种群140 mm和微型种群90 mm胴长组开始,因为完成交配活动的雄性个体先行死去,雌性比例又开始高于雄性直至全部为雌性。因此,鸢乌贼不同胴长组雌雄比例的变化可能与雄性个体的生长发育密切相关。

该次探捕中每个站位都是成体和幼体混捕,中型种群110 ~ 130 mm和微型种群70 ~ 80 mm胴长组雄性比例偏高,无法用雄性个体先行到达繁殖场理论解释。ZAKARIA[17]研究发现: 南海鸢乌贼的生命周期在1年之内,雌性寿命长于雄性,胴长达到100 mm后雌性个体的生长速度快于雄性。因此,中型种群110 ~ 130 mm胴长组雄性比例偏高, 可能是由于雌性生长相对较快,导致相应胴长组雄性个体积压所致。微型种群70 ~ 80 mm胴长组应该可用同样的理论解释。2个种群雄性胴长分布都为左偏,雌性胴长分布都为右偏,应该也与雌雄个体寿命的长短、生长的快慢有关。