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知識 利用空拍圖,科學家不需
要冒著零下50℃的低溫,
就能計算南極的企鵝有多
少權!
樣區採樣法
18
圖4-3樣區採樣法在野外
的操作情形。
ex:35+18+23
3
二約25
生態系中族群的大小
自然界環境複雜,且不斷在變動,生活於其中的生
物種類及個體數量也會隨之變化。為了研究分析族群的
變化,我們首先要知道族群的大小。然而生物數量多且
分布範圍廣,難以直接計算個體的數量,因此科學家會
使用各種方法來估算,例如樣區採樣法和捉放法。
樣區採樣法(圖4-3)多用於植物族群的估算,先
在研究區域中劃分多個面積相同的小樣區,隨機選出幾
個小樣區,計算小樣區中某植物的平均數量,再依比例
推算出研究區域內該種植物的數量(圖4-4)。
25x25=625
@捉方法練習:
(有一鱼池,失超條魚,標記後放回
再提出出30條,其中有了條有記号,
問有多少條魚200x=500(條)
02 盒中有綠豆,先放入如題红豆,攪拌
後再捉取豆于共50題,其中红豆有5顆,
問盒中綠豆有幾顆? x*80=800
設釀豆大飯
X=120(16)
x+80
捉放法
圖4-4 樣區採樣法原理示意圖
將研究區域劃分為多個小樣區
4 在研究區域中劃分出
小樣區,隨機挑選並計算
小樣區中該植物的平均數
量(圖中每小樣區中平均
有4棵樹):
(4棵+5+3棵)
3塊小樣區
=4棵/每小樣區
3 依研究區域面積是小
樣區面積的幾倍,推算出
植物總量:
4(棵/每小樣區)×
8倍小樣區面積
=32棵樹
共有8倍小樣區面積
圖4-5 計算鳥類數量時,
可用腳環作為捉放法的標記。
捉放法則常用於動物族群的估算,先捕捉定量的族
群個體標記後放回(圖4-5),隔一段時間後再隨機捕
捉該族群的個體,計算捕捉總數中有標記個體數目的比
例,藉此推算族群大小。以下讓我們透過實驗進一步了
記數記數全锁单个群大小的方法。
122
總數 總數
50x6 6x=2000
x
40x333.3

ページ4:

阏 實驗4.1
族群個體數目的估算
【前言】
| 池塘中有魚耶,數量有多少呢?如果要一隻一隻數,實在太困難
群個體數目估算。
了。因此生物學家運用數學的統計方式,來進行特定範圍內的族
目的
了解如何運用簡易的捉放法,來模擬、估算生態系中生物族群的大小。
實驗
器材(每組)
□標籤紙、有色膠帶適量或油性簽字筆1支
□ 塑膠盒或紙盒1個
□ 單色圍棋子50顆以上
① 標記提取的圍棋子
①取一盒未知數量的圍棋子,隨意提出一把,並標上記號。
回記下做好記號的圍棋子數目。
② 隨機捉取圍棋子
①將標記號的圍棋子放回盒中,混合均勻後隨意提出一把。
☑計算提出的圍棋子總數,和其中有記號的圍棋子數目。
⑤ 估算圍棋子總數,重複捉放取平均值
♡利用右列公式估算塑膠盒中圍棋子的總數。
①將提出的圍棋子全部放回塑膠盒中。
②重複步驟四、日兩次,共得到3個估算值。
圖計算3個估算值的平均值。
步驟Q 計算平均值的意義為何?減少誤差
4 與實際數目做比較
☑計算並記錄圍棋子的實際總數,與平均值做比較。
。
000000
估算公式
提出的有記號圍棋子數目
捉出圍棋子的總數
有做記號的圍棋子總數
「盒中所有圍棋子的估計總數
步驟Q 若增加做記號的棋子數目、隨機捉出棋子的數量、估計的次數,對估計準確度會有何
影響?
增加準確度
結果與討論
優真:省時、力
一缺乏可能不準
1.利用捉放法所得圍棋子總數估計值與實際數目有何差異?請分析捉放法的優缺點。
第4章 生態系 123

ページ5:

124
族群
大小
負荷量
時間
:出生+遷入> 死亡+遷出
⇒族群個體數目增加
一:出生+遷入<死亡+遷出
⇒族群個體數目減少
一:出生+遷入层死亡+遷出
⇒族群個體數量不再大幅
變化,達到穩定狀態
圖4-6] 自然狀況下的某族
群變化曲線圖。
4 生態系中生物組成的變化
當觀察到族群變大時,會發現生物的出生加遷入
總和,大於死亡加遷出之總和;反之,則是族群變小
(圖4-6)。因環境資源有限,因此族群數量無法無限
增加,當族群個體數量達最大且保持穩定時,即為該環
境對該生物族群的負荷量。
族群的負荷量並非固定不變,會受到生物與環境
交互作用的影響,例如某草原環境中原本只有一群綿
羊,若當有牛陸續進入該環境時,綿羊的數量就不可能
維持原本最大的數量,也就是說環境中生物族群發生變
化時,就會影響環境中其他族群的負荷量(圖4-7)。
同樣的,人類也是生活在生態系中的族群,當人類
擴展居住空間與糧食來源時,其他生物族群的資源也會
相對的被壓縮,進而影響其生存。
花園
A 一塊草地可供養10隻綿羊。
加油!
圖4-7 當環境中的生物種類增加時,會影響環境對各族群的負荷量。
E 當同樣是吃草的牛隻加入,同一塊草地則可供
養5隻綿羊、3隻牛。

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生態系中的物種組成並非固定不變,而會隨著時間
變化,這種情形稱為演替(又稱消長)(圖4-8)。演替
會導致有些族群減少或消失,有些族群則會增加或出
現,這和生物對於環境的適應能力不同有關,例如山崩
,後裸露的地表,通常由繁殖力強的草本植物最先出現,
這些植物生長而改變環境後,有利於其他小型木本植物
生長,最後演變成森林(圖4-9),而隨著植物類型的
改變,生存在其中的動物種類也會隨之變化。
委 民國90年
3 民國98年
■■ 知識快遞
草本植物(例如牛筋草)
的莖較柔軟、無木質感,
也沒有年輪,依生命週期
長短可分為一年生與多年
生。木本植物的莖則堅硬
且木質化(例如紅檜)
有明顯的年輪。
草本一致無
柔軟無
莖榄
本-堅硬權化
圖4-8 南投 九九峰經921大地震後,山頭土石崩落,裸露出地
表土壤。八年後,原本裸露的山頭出現草本與小型木本植物。
圖4-9 森林的演替示意圖
●最終形成森林
⑤木本植物出現
● 山崩後裸露的地表
2 草本植物先出現
生物圈如同
蘋果皮厚度
·自然暖身操|解答
「生物圈範圍約是海平面垂直上下
各10公里。假如將地球的大小
比擬成一顆蘋果,生物分布的範
圍大約只占了如蘋果皮的厚度。
第4章 生態系125