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从样方法谈随机取样

摘要样方法是生态学调查中重要的取样方法，其承受随机取样的核心理念，在人教版高中生物必修3教材中用样方法探究草地中某种双子叶植物的种群密度。学生在学习中对样方法、抽样检测、取样器取样法与黑光灯诱捕法易消灭适用范围的混淆。本文从样方的设置、随机取样的规章两方面进展争论，并分析比较教材中消灭的4种方法，利用随机取样的核心理念理清了各种取样法之间的关系。

关键词样方法随机取样取样器取样法抽样检测法

样方法是估算种群密度的最常用方法之一。在被调查种群的分布范围内，随机选取假设干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以全部样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估量值。取样的关键是要做

到随机取样，不能掺入主观因素[1]。与之相配套的试题训练通常围绕以下关键词：

随机取样，五点取样法，等距取样法，计算平均值，估量值。人教版教材设置了探究试验“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”，该探究试验的开展有利用培育学生的试验探究力量、科学思维等核心素养，还有很多教师对此试验进展了二次开发，如承受5种不同样方法对同一样样地进展种群密度比较[2]、

利用样方法和辛普森多样性指数的指导学生进展户外植物物种多样性的调查

[3]、

探究种群密度动态生成的调查等[4]。本文将重点争论如何样方的设置、随机取样

的规章，并比较分析人教版教材中消灭的各种取样方法，以期为一线教学的教师解释随机取样的核心内涵。

样方的设置

样方的大小样方法是基于无法对争论的全体逐一进展清点，只能抽取一局部作为争论而提出来的取样调查方法，最早是在植被争论中被提出，由H.vonPost于1851年创立[5]。在现代关于植被生态学、物种多样性的争论中多承受样方法，争论者们在使用时常使用样方(quadrat)、样地(site)、样区〔样点〕(plot)三个从小到大的概念[6-8]。

b.样地设置

以课题“

以课题“南山区骑行绿道两侧入侵植物多样性调查”①为例，在南山区范围内不同

层级的绿道设置12个样区〔图1a),每个样区设置3个样地，样地之间间隔100m

〔图1b)，每个样地沿绿道两侧用等距取样法设置5个样方〔图1c)，每个样方之

间间隔1m，样方大小为1m×1m。

图1样区、样地、样方设置例如

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①该课题为深圳市2023年中小学探究性小课题立项工程，笔者为指导教师。由此可见样方应是面积准确的取样单元，而且依据不同的争论对象，样方面

积的大小也有不同〔表1〕[5]，但一般认为样方面积最小也要两倍于体积最大种的平均值[9]。

表1我国植被调查样方面积的建议〔节选〕[5]

群落类型

样方面积/m2

群落类型 样方面

积/m2

地衣、苔藓

0.1~1 灌丛、幼林、竹林 100-200

矮草 1~4 北方针叶林、针阔混交林、温带落叶阔

叶林

200-400

中草 16~24 亚热带常绿阔叶林、暖温带常绿落叶阔

叶混交林

400-800

高草 25~100 热带雨林、季雨林 2500-

10000

样方的数目争论中样方数目设置是不是越多越好？文献显示争论物种多样性时常承受“种-样方数目曲线”来确定最少的取样数目〔图2〕。图中的转折点所对应的样方数即为最少取样数目，由于在转折点之后即使增加样方数目，种数增加并不显著[10]。这提示争论者关于样方的数量，并不是越多越好，而是实际的取样数目应当是花较少的人力物力时间却取得最接近抱负的结果[5]。

人教版生物必修3中的探究试验“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”引导学生使用五点取样法及等距取样法，其实是基于种群分布较为均匀的状况，假设是种群呈现镶嵌分布、斑块化分布则需要通过预试验来确定最小样方数。学生的探究活动中常设置5个样方是比较合理的选择，便于取样与计算平均值。

随机取样的规章

随机取样是为了避开掺入主观因素，而主观因素主要受预期结果的影响。以深圳市中小学探究性课题“深圳市大沙河沿岸鬼针草种群密度调查”为例，假设选取种群密度高的地方设置样方则为主观干扰，假设以茶光路D出口为起点，每500m设置1个样区，每个样区内设间隔为20米的3个样地，样地内用五点取样法设

置5个样方。由此可见随机性是通过规章来保障。笔者将常见的规章归纳为两类：

〔2〕定点等距〔图3b,c〕，即在某一样区范围内，起点的样地的设置是随机的，以此为起点可以线型、幅射型等距设置样地。运用此规章的取样方式也称

〔2〕定点等距〔图3b,c〕，即在某一样区范围内，起点的样地的设置是随

机的，以此为起点可以线型、