实验03 研究土壤中小动物类群的丰富度（讲义）生物人教版选择性必修2

实验03 研究土壤中小动物类群的丰富度 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017版2020年修订课标 课标解读 一、生命观念 通过对土壤中小动物类群的研究，理解生物与环境的整体性，建立“生物多样性是生态系统稳定性基础”的观念。 二、科学思维 运用观察、比较、归纳、演绎等科学方法，分析土壤小动物类群丰富度的数据，形成基于证据的逻辑推理能力。 三、科学探究 通过设计和实施“研究土壤中小动物类群丰富度”的探究实验，掌握科学探究的基本流程，提升动手操作与创新实践能力。 四、社会责任 核心要求：基于研究结果，关注土壤生态系统保护的现实问题，形成参与环境保护的责任意识和实践能力。 1. 知识目标（课标依据：高中生物学课程标准“生物与环境”主题） 基础概念：掌握群落丰富度、物种均匀度等核心术语（课标要求：2.2.3群落的结构）。 关键原理：理解取样方法（如取样器取样法）与统计原则（最小样本量确定）。 2. 能力目标（课标依据：科学探究能力水平4级） 操作技能：规范使用体视镜、吸虫器，制作临时装片（课标要求：发展实验操作技能）。 数据分析：绘制物种累积曲线，解释多样性指数生态意义（课标要求：处理并解释数据）。 3. 价值目标（课标依据：社会责任素养） 生态价值观：认同“土壤是生命共同体”理念（课标要求：关注生物资源合理利用）。 跨学科融合：关联地理（土壤类型）、化学（有机质检测）实现综合学习。 重点先知： 1、实验方法是根基：规范取样、采集、分类操作，重点控制土壤深度和生境变量，避免因技术误差导致数据失真。 2、数据分析重逻辑：以“类群数+个体数”为核心指标，结合柱状图和丰富度指数，从“现象描述”上升到“生态原理阐释”。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1、种群与群落水平的研究 本实验聚焦群落水平的生物学问题，探究土壤中小动物的物种丰富度（群落中物种数目的多少）及群落结构（垂直结构、水平结构）。 与种群概念区分：种群研究的是同一物种的数量特征（如种群密度、出生率），而群落研究的是不同物种间的相互关系及整体特征。 丰富度与多样性：丰富度侧重物种数量，生物多样性还包括基因多样性和生态系统多样性，本实验是生物多样性调查的基础方法之一。 2、生态系统的组成成分 土壤小动物属于生态系统中的消费者（如昆虫、蜘蛛）和分解者（如蚯蚓、螨虫），其类群丰富度直接反映土壤生态系统的物质循环效率和稳定性。 分解者功能：通过分解动植物遗体促进碳、氮等元素回归无机环境，是连接生产者与消费者的关键环节。 二、实验方法与教材技能链接 1、取样方法：取样器取样法 适用范围：针对活动能力强、身体微小的土壤动物（如跳虫、线虫），区别于植物种群密度调查的“样方法”和动物的“标志重捕法”。 教材对比： 样方法（植物/静止动物）：强调随机取样和样方大小选择； 标志重捕法（活动能力强的动物）：需估算种群总数； 取样器取样法：通过采集土壤样本并分离动物，间接反映类群丰富度。 2、采集与分离技术 诱虫器原理：利用土壤动物避光、趋湿、避高温的习性（教材中“生态因素对生物的影响”），通过漏斗上方光源照射，迫使动物向下移动进入收集瓶。 吸虫器使用：针对体型极小的动物（如原生动物），利用负压原理采集，体现实验工具的专一性选择。 3、统计方法：记名计算法与目测估计法 记名计算法：直接数出每个物种的个体数（适用于个体较大、数量有限的群落）； 目测估计法：按“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等级记录（适用于物种数量庞大的群落），对应教材中“数据的收集与整理”技能。 三、实验设计与科学探究链接 1、变量控制与对照实验 自变量：土壤类型（如森林土 vs 农田土）、深度（表层土 vs 深层土）、有机质含量（肥沃土 vs 贫瘠土）等。 无关变量：取样时间、取样器规格、分离环境温度等需保持一致，体现“单一变量原则”（教材“实验设计的基本原则”）。 2、实验结论的分析与评价 结果呈现：通过绘制“土壤类型-物种数”柱状图或“群落丰富度指数”表格，对应教材中“图表的绘制与解读”能力。 误差分析：若取样深度不足，可能漏检深层土壤动物；分离时间过短导致动物未完全迁出，需讨论实验的可靠性与重复性（教材“科学探究的严谨性要求”）。 四、生态意义与教材知识拓展 1、土壤健康的指示作用 丰富度高的土壤动物类群通常意味着土壤有机质丰富、通气性好、污染程度低，可作为生态系统稳定性的“生物指标”（教材“生态系统的稳定性”）。 实例：农田长期施用化肥会导致蚯蚓数量减少，进而影响土壤通气性，体现“人类活动对群落演替的影响”。 2、群落演替与环境变化 不同演替阶段的土壤（如裸岩→森林）中，动物类群丰富度逐渐增加，与教材“群落演替的过程与方向”相呼应，说明生物群落与无机环境的协同进化。 【实验目的】 1、掌握土壤中小动物类群丰富度的调查方法（如取样器取样法、诱虫器分离法），理解 “丰富度” 的核心概念（物种种类数，而非个体数量）。​ 2、对比不同环境（如林地、草地、农田）或同一环境不同深度（表层 0-5cm、中层 5-10cm、深层 10-15cm）土壤的小动物类群差异，分析环境因素（如有机质含量、湿度、通气性）对丰富度的影响。​ 3、学习使用 “记名计算法” 和 “目测估计法” 统计物种丰富度，培养样本采集、分类鉴定与数据处理的能力。​ 4、认识土壤小动物在生态系统中的作用（如分解有机物、促进物质循环），树立 “土壤是生物多样性重要载体” 的生态观念。 【材料用具】 （一）样本采集工具​ 取样器：直径 5cm、高 15cm 的不锈钢圆筒（或用硬质塑料瓶切割制成，底部锋利便于插入土壤）；小铲子、标签（记录取样地点、深度、日期）。​ 盛装容器：带盖塑料盒（体积 500mL，内壁贴吸水纸保持湿度，避免小动物脱水死亡）、无菌保鲜袋（临时装土样）。​ （二）小动物分离工具​ 诱虫器：由金属支架、灯罩（上方开口，内置 40W 白炽灯，距土壤样本 10-15cm）、漏斗（直径 15cm，下端连接收集瓶）、收集瓶（50mL，内装体积分数 70% 的酒精，用于固定小动物）组成（利用小动物趋暗、避高温的习性，使其从土壤中爬出落入收集瓶）。​ 吸虫器：由橡胶管、玻璃管、吸虫瓶（内装少量 70% 酒精）组成（用于收集体型微小、活动能力弱的小动物，如跳虫、螨类）；解剖针、放大镜（10 倍，初步观察分类）、实体显微镜（20-40 倍，精细鉴定）。​ （三）分类与统计工具​ 分类参考资料：《中国土壤动物检索图鉴》《常见土壤小动物识别手册》（标注常见类群，如蚯蚓、马陆、蜈蚣、跳虫、螨类、甲虫幼虫等）。​ 统计表格：自制 “土壤小动物类群丰富度统计表”（含取样地点、深度、物种名称、个体数量、丰富度等级）；铅笔、记录本。​ （四）辅助材料​ 土壤检测工具：pH 试纸（测土壤酸碱度）、湿度计（测土壤湿度）、天平（测 100g 干土中有机质含量，可选）。​ 其他：纱布（过滤土壤杂质）、蒸馏水（调节土壤湿度，避免样本过干）、一次性手套（防止污染样本）。 【方法步骤】 1、实验设计与取样地点选择（第 1 天） 确定对比组别：选择 3 种不同环境的取样点（如校园林地、足球场草地、农田耕地），或同一林地的 3 个土壤深度（0-5cm、5-10cm、10-15cm），每组设置 3 个重复样本（减少偶然误差）。 记录环境信息：用 pH 试纸测土壤 pH 值（如林地 pH 6.5-7.0，农田 pH 7.5-8.0），用湿度计测土壤湿度（记录为 “湿润 / 半湿润 / 干燥”），简要描述植被类型（如林地以落叶乔木为主，草地以禾本科植物为主）。 2、土壤样本采集（第 1 天，选择晴天上午，避免雨后土壤过湿） 取样操作：在每个取样点，用取样器垂直插入土壤至对应深度（如表层 0-5cm），旋转后拔出，取出完整土芯（若土壤松散，用小铲子辅助挖取，确保土样体积一致，均为 100cm³）。 样本处理：将土样装入贴有标签的塑料盒（标签注明 “林地 - 0-5cm - 重复 1-2025.10.22”），盒内吸水纸喷少量蒸馏水保持湿润，盖紧盖子防止小动物逃逸；所有样本采集后 2 小时内带回实验室处理。 3、小动物分离与收集（第 1-2 天） 诱虫器分离：将土样均匀铺在诱虫器的漏斗上方（铺成 3-5cm 厚，避免压实），打开白炽灯，保持室温 25-28℃（高温促使小动物向下移动），连续诱集 12 小时（如从当天 18:00 至次日 6:00）。 收集与固定：次日关闭灯光，取出收集瓶，观察并记录瓶内小动物的大致数量；用吸虫器收集漏斗边缘或土壤表面未落入收集瓶的小动物（如跳虫），一并放入 70% 酒精中固定（防止腐烂，便于后续鉴定）。 手工挑拣：对诱虫器未分离出的大型动物（如蚯蚓、马陆），用解剖针轻轻拨开土壤，在放大镜下手工挑拣，放入单独的酒精瓶中，标注物种类型。 4、物种鉴定与丰富度统计（第 2-3 天） 初步分类：在实体显微镜下观察固定后的小动物，参考图鉴鉴定物种类型（如身体分节、多足的为马陆，体型微小、有弹尾的为跳虫，圆形、多毛的为螨类），对无法准确鉴定的物种，记录为 “未知类群 1、未知类群 2”。 统计方法： 记名计算法：直接记录每种物种的名称（如蚯蚓、跳虫、螨类），统计物种种类数（即丰富度，如林地 0-5cm 样本共检出 6 种）； 目测估计法：对个体数量较多的类群（如螨类），按 “多、较多、少、较少” 四级记录（或对应 “++++、+++、++、+”），辅助分析类群优势度。 填写统计表：将每个样本的物种名称、个体数量、丰富度填入统计表，计算每组（如林地所有重复样本）的平均丰富度。 5、数据整理与结果分析（第 3 天） 计算平均值：同一组别 3 个重复样本的丰富度取平均值（如林地 0-5cm 平均丰富度为 5.7 种，草地 0-5cm 为 3.3 种）。 绘制图表：用柱状图对比不同环境或不同深度的平均丰富度（横轴为 “林地 / 草地 / 农田”，纵轴为 “平均丰富度（种）”），标注误差线（反映重复样本的波动）。 【实验结果】 1、环境参数与样本基本信息：3 个取样点的土壤 pH 值：林地 6.8、草地 7.2、农田 7.8；土壤湿度：林地湿润（含水量 22%）、草地半湿润（15%）、农田干燥（8%）；有机质含量：林地 12g/100g、草地 8g/100g、农田 5g/100g。​ 2、丰富度统计结果​ 不同环境对比：林地土壤平均丰富度最高（5.8 种），检出物种包括蚯蚓、马陆、跳虫、螨类、甲虫幼虫、蜘蛛；草地次之（3.5 种），主要为跳虫、螨类、蜈蚣；农田最低（2.2 种），仅检出跳虫、螨类及 1 种未知小型昆虫。​ 不同深度对比（以林地为例）：表层 0-5cm 丰富度最高（6.2 种），中层 5-10cm 为 4.5 种，深层 10-15cm 最低（2.8 种），深层未检出蚯蚓、马陆等需氧型小动物。​ 3、优势类群分析：所有样本中，跳虫和螨类为优势类群（出现频率 100%，个体数量占比 60%-70%）；林地特有的蚯蚓、蜘蛛，农田未检出；草地特有的蜈蚣，农田未检出。 【实验结论】 1、土壤小动物类群丰富度与环境条件密切相关：有机质含量高、湿度适宜、通气性好的土壤（如林地），丰富度显著高于有机质少、干燥的土壤（如农田），说明充足的食物（有机质）和适宜的生存环境（湿度、氧气）是维持高丰富度的关键。​ 2、土壤深度影响小动物分布：表层土壤（0-5cm）因有机质积累多、光照（间接影响温度）和通气性好，丰富度最高；深层土壤（10-15cm）因氧气不足、温度低，丰富度显著降低，且仅存耐缺氧的小型类群（如螨类）。​ 3、不同环境形成特有类群：林地的蚯蚓、蜘蛛依赖丰富的落叶有机质和湿润环境，农田因长期施肥（改变 pH）、耕作（破坏栖息地），仅存适应性强的跳虫、螨类，说明人类活动（如农业耕作）会降低土壤小动物丰富度。​ 4、跳虫和螨类是土壤中的广适性类群：在所有环境中均稳定存在，可作为评估土壤健康程度的 “指示生物”—— 若某土壤中跳虫、螨类数量骤减，可能提示土壤污染或退化。 【注意事项】 1、取样时的科学性：​ 同一组别样本需保持 “取样体积一致、深度准确”（如均为 100cm³、0-5cm），避免因土样量不同导致丰富度差异；​ 取样点需随机选择（如林地内用 “五点取样法” 选 5 个点，取其中 3 个作为重复），避免主观选择植被茂密或裸露区域，减少偏差。​ 2、分离时的操作细节：​ 诱虫器的白炽灯距土壤样本 10-15cm，过近会烫伤小动物，过远则无法形成温度梯度；​ 收集瓶内 70% 酒精需没过瓶底 1-2cm，确保小动物落入后能及时固定，避免死亡后腐烂难以鉴定。​ 3、鉴定时的准确性：​ 对无法准确鉴定的物种，避免强行归类，记录为 “未知类群”，后续可结合更专业的图鉴或基因测序进一步确认；​ 统计丰富度时，仅计 “物种种类数”，不考虑个体数量（如 100 只跳虫仍算 1 种），避免混淆 “丰富度” 与 “种群密度” 概念。 【实验讨论】 1、实验方法的局限性：​ 诱虫器分离法无法收集完全避光、耐高温的小动物（如某些甲虫幼虫），可能导致丰富度统计偏低，如何改进？（提示：可补充 “湿漏斗法”—— 用温水淋洗土壤，利用小动物趋湿习性分离）；​ 手工挑拣依赖个人经验，易遗漏体型微小的类群（如原生动物），若需更全面调查，是否需要结合 “土壤悬浮液镜检法”？​ 2、环境因素的深度分析：​ 农田土壤丰富度低，除了有机质和湿度，化肥使用导致的 pH 升高是否是关键因素？可设计后续实验：设置不同 pH 梯度的土壤样本，观察小动物丰富度变化；​ 林地的落叶层（未纳入取样范围）是否为小动物提供了重要栖息地？若将落叶层与表层土壤一同取样，丰富度是否会显著增加？​ 3、实验结果的应用价值：​ 若某地区土壤污染（如重金属超标），如何利用本实验方法评估污染程度？（提示：对比污染区与未污染区的丰富度 —— 污染区丰富度可能骤降，甚至仅存 1-2 种耐污染类群）； 城市绿地土壤（如公园草坪）的小动物丰富度与自然林地差异显著，如何通过管理措施（如减少化肥、增加落叶覆盖）提升其丰富度？ 1.取样时需保证 “三统一”，即统一取样体积（如均为 100cm³，用固定直径和高度的取样器控制）、统一取样深度（如对比不同深度时，严格区分 0-5cm、5-10cm、10-15cm 层，避免跨层取样）、统一重复次数（每组设置 3 个重复样本），同时取样点需随机选择（如林地用五点取样法），避免主观选择植被密集或裸露区域；采集后 2 小时内带回实验室，用贴有吸水纸的塑料盒盛装并喷少量蒸馏水，防止土壤过干导致小动物死亡，确保样本代表性与生物活性。 【典例01】微塑料指直径小于5毫米的塑料颗粒，是一种化学性质稳定且难以分解的有机化合物。蚯蚓等土壤动物摄食了含微塑料的食物后其繁殖能力会下降。下列叙述错误的是（　　） A．气温和干旱等气候因素对蚯蚓种群的作用强度与该种群密度无关，属于非密度制约因素 B．土壤中蚯蚓个体总数减少则该地物种丰富度随之降低 C．微塑料会沿食物链在生物体内富集 D．可用取样器取样法采集土壤来调查该地地下线虫类群的丰富度 2、分离时，诱虫器白炽灯需距土壤样本 10-15cm（形成适宜温度梯度，避免烫伤或梯度不足），连续诱集 12 小时，同时用吸虫器收集体型微小的跳虫、螨类，手工挑拣蚯蚓、马陆等大型动物，所有个体均放入 70% 酒精固定；统计时严格区分 “丰富度”（物种种类数）与 “种群密度”（个体数量），用记名计算法记录可鉴定物种（如蚯蚓、马陆），无法鉴定的记为 “未知类群”，不强行归类，且同一类群无论个体数量多少均计为 1 个物种，确保丰富度统计无偏差。 【典例02】跳虫体长1到1.5毫米，呈灰黑色，有一灵活的尾部善于跳跃，有的取食植物根系，有的取食细菌，还有的以有机物碎屑为食，是土壤食物网中的重要组分。科研人员用下图装置来调查某地跳虫的种类和数量。下列叙述正确的是（　　） A．跳虫在土壤生态系统中属于分解者 B．该分离装置利用了跳虫避光、趋湿、避高温的习性 C．试管中加入95%酒精用于固定和保存土壤动物 D．常用光学显微镜观察跳虫的形态结构并进行种类鉴定 · 模拟题感知练 1．某小组在进行某土地土壤小动物类群丰富度的研究时，得出了如图所示的结果。下列相关叙述正确的是（　　） A．在调查土壤小动物丰富度时可以采用样方法 B．土壤小动物往往具有趋暗性，可用黑光灯进行诱捕 C．蜘蛛类小动物是蔬菜地中的优势类群 D．相比于大田，蔬菜地更适合土壤小动物生存 2．关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验，下列叙述正确的是（　　） A．收集土样的塑料袋上需注明地点和时间，采集的小动物可以放入无水乙醇溶液中 B．研究土壤中小动物类群的丰富度时，采用标记重捕法 C．土壤和花盆壁之间要留有一定空隙，目的是便于使小动物进入花盆 D．目测估计法适用于体型小且数量极多的土壤动物 3．下列有关调查种群密度和物种丰富度方法的叙述，错误的是（　　） A．用标记重捕法调查土壤动物蚯蚓种群密度时，需考虑标记物类型和标记方法 B．可在大熊猫的栖息地设置固定样地，通过研究粪便、足迹等痕迹来调查其种群密度 C．利用样方法调查草地中植物的物种丰富度时，需随机选取多个样方 D．可采用取样器取样法调查池塘底泥中底栖动物的物种丰富度 4．科研人员调查了施用不同肥料的玉米田0～5 cm土层中土壤动物类群，结果如表。相关叙述正确的是（    ） 处理 只 类群 空白 化肥 猪粪 菌渣 易腐垃圾 膜翅目 4 5 3 13 5 蜘蛛目 1 3 4 3 7 半翅目 0 0 1 1 2 张尾目 0 0 1 1 1 隐翅目 0 0 0 0 1 鞘翅目 0 1 1 1 3 总计 5 9 10 19 19 A．土壤小动物的活动能力弱，常用样方法调查其丰富度 B．采集到的土壤动物可放置在体积分数为95%的乙醇中保存 C．菌渣和易腐垃圾处理后土层中土壤动物的丰富度相同 D．与化肥相比，有机肥可为土壤动物提供更多的物质和能量 5．土壤小动物对动植物遗体的分解有重要的作用。下列关于调查土壤小动物的实验的叙述错误的是（　　） A．在调查土壤小动物类群丰富度的实验中，使用体积分数为70%的酒精，目的是保存小动物 B．利用动物的避光避热性，可采用带灯罩的热光源参与制成的吸虫器收集土样中的小动物 C．在调查某地区土壤小动物类群丰富度时，常用的取样方法为取样器取样法 D．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长 6． 某小组在进行某土地土壤小动物类群丰富度的研究时，得出了如图所示的结果。下列相关叙述正确的是（　　） 7． A．在调查土壤小动物丰富度时可以采用样方法 B．土壤小动物往往具有趋暗性，可用黑光灯进行诱捕 C．蜘蛛类小动物是蔬菜地中的优势类群 D．相比于大田，蔬菜地更适合土壤小动物生存 7．某科研团队对A、B、C三个不同生态修复年限的废弃矿区土壤进行取样，统计其中小动物类群组成，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 区域 采样面积（m²） 个体总数 物种数 优势物种 A 1 318 10 线蚓、马陆 B 1 265 15 隐翅虫、甲螨 C 1 82 4 蛞蝓、跳虫 A．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标记重捕法调查其丰富度 B．三个区域中物种丰富度最高的是B区域 C．采集时发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的用吸虫器采集 D．C区域个体总数最少，可能与其生态修复年限短、环境条件差有关 8．生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验中使用的材料以及实验方法在很大程度上决定着实验的成败，下列有关生物学实验及研究的叙述正确的是（    ） A．黑光灯诱捕法可用于调查农田里趋光性昆虫的种群密度和物种数目 B．调查种群密度时，由于方法不当造成被标记的个体部分死亡，会导致估算数值比实际偏小 C．土壤中某种小动物个体总数下降则该地物种丰富度随之下降 D．调查某种鱼的种群密度及土壤小动物丰富度用标记重捕法 9．某校的生物老师组织生物兴趣小组的同学对校园周边的4个不同的群落进行了土壤小动物类群的丰富度调查，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．使用样方法调查不同土壤中小动物类群的丰富度 B．对小动物类群的数量进行统计采用了记名计算法 C．该调查中，群落2中土壤小动物类群的丰富度最高 D．不同群落中小动物类群和数量不同，可能与腐殖质含量有关 10．研究者对某地区不同退化程度的高寒草地进行了调查，部分调查结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） 项目 环境变量 未退化 轻度退化 中度退化 植物 植物种类数 14 13 14 小型土壤节肢动物 螨类数量占比 70.89% 46.51% 30.75% 跳虫数量占比 10.13% 49.10% 59.09% 昆虫数量占比 18.98% 4.39% 10.16% 土壤理化性质 有机碳/（g·kg-1） 75.39 59.95 69.2 A．异养型的小型土壤节肢动物均属于分解者 B．高寒草地退化对不同小型土壤节肢动物的影响程度相同 C．高寒草地退化会改变小型土壤节肢动物的优势地位 D．高寒草地土壤有机碳的含量与其退化程度呈负相关 11．科研人员对某牧区两块灌丛草地分别采用了放牧和封育两种管理措施。二十年后对这两块灌丛草地中的土壤动物进行调查，结果如表所示。下列说法错误的是（    ） 样地管理措施 土壤动物 小型动物类群数/种 地面节肢动物类群数/种 放牧 灌丛内 25 24 灌丛外 16 21 封育 灌丛内 24 26 灌丛外 17 23 A．可采用取样器取样法调查土壤动物的丰富度 B．可通过统计土壤动物的个体数目来估算其丰富度 C．放牧和封育的调查结果说明人类活动对土壤动物的影响较大 D．采集的土壤动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中固定和防腐 12．土壤动物是土壤中和落叶下生存着的各种动物的总称。如图所示，下列有关“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验的叙述，正确的是（    ） A．若装置a中金属网的孔径过小，则试管中的动物会减少 B．装置a中，进入试管的动物都具有一定的趋光性 C．两支试管中均可装入适量的体积分数为70%的酒精溶液 D．对土壤样品中体型较大的动物，可用b装置进行采集 13．某学校生物兴趣小组利用课外时间进行了“研究土壤中小动物类群丰富度”的探究活动，在不同地块中获得的部分实验数据如表所示（种群数量的单位为只，甲地、乙地和丙地的面积相等）。下列叙述错误的是（    ） 蚯蚓 马陆 蜘蛛 鼠妇 蜈蚣 线虫 蜗牛 …… 物种数 甲地 9 5 4 17 2 28 7 …… 47（种） 乙地 3 1 6 5 0 8 2 …… 38（种） 丙地 14 8 3 16 5 37 9 …… 54（种） A．表中数据是采用取样器取样法调查并统计所得 B．调查结果显示丙地的物种丰富度和各种群的密度均大于乙地 C．利用诱虫器采集土壤小动物时，为增大面积所取土样应铺满无底花盆的金属网 D．若要保存土壤小动物的活体，不可用体积分数为70%的酒精溶液进行收集 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验03 研究土壤中小动物类群的丰富度 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2017版2020年修订课标 课标解读 一、生命观念 通过对土壤中小动物类群的研究，理解生物与环境的整体性，建立“生物多样性是生态系统稳定性基础”的观念。 二、科学思维 运用观察、比较、归纳、演绎等科学方法，分析土壤小动物类群丰富度的数据，形成基于证据的逻辑推理能力。 三、科学探究 通过设计和实施“研究土壤中小动物类群丰富度”的探究实验，掌握科学探究的基本流程，提升动手操作与创新实践能力。 四、社会责任 核心要求：基于研究结果，关注土壤生态系统保护的现实问题，形成参与环境保护的责任意识和实践能力。 1. 知识目标（课标依据：高中生物学课程标准“生物与环境”主题） 基础概念：掌握群落丰富度、物种均匀度等核心术语（课标要求：2.2.3群落的结构）。 关键原理：理解取样方法（如取样器取样法）与统计原则（最小样本量确定）。 2. 能力目标（课标依据：科学探究能力水平4级） 操作技能：规范使用体视镜、吸虫器，制作临时装片（课标要求：发展实验操作技能）。 数据分析：绘制物种累积曲线，解释多样性指数生态意义（课标要求：处理并解释数据）。 3. 价值目标（课标依据：社会责任素养） 生态价值观：认同“土壤是生命共同体”理念（课标要求：关注生物资源合理利用）。 跨学科融合：关联地理（土壤类型）、化学（有机质检测）实现综合学习。 重点先知： 1、实验方法是根基：规范取样、采集、分类操作，重点控制土壤深度和生境变量，避免因技术误差导致数据失真。 2、数据分析重逻辑：以“类群数+个体数”为核心指标，结合柱状图和丰富度指数，从“现象描述”上升到“生态原理阐释”。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1、种群与群落水平的研究 本实验聚焦群落水平的生物学问题，探究土壤中小动物的物种丰富度（群落中物种数目的多少）及群落结构（垂直结构、水平结构）。 与种群概念区分：种群研究的是同一物种的数量特征（如种群密度、出生率），而群落研究的是不同物种间的相互关系及整体特征。 丰富度与多样性：丰富度侧重物种数量，生物多样性还包括基因多样性和生态系统多样性，本实验是生物多样性调查的基础方法之一。 2、生态系统的组成成分 土壤小动物属于生态系统中的消费者（如昆虫、蜘蛛）和分解者（如蚯蚓、螨虫），其类群丰富度直接反映土壤生态系统的物质循环效率和稳定性。 分解者功能：通过分解动植物遗体促进碳、氮等元素回归无机环境，是连接生产者与消费者的关键环节。 二、实验方法与教材技能链接 1、取样方法：取样器取样法 适用范围：针对活动能力强、身体微小的土壤动物（如跳虫、线虫），区别于植物种群密度调查的“样方法”和动物的“标志重捕法”。 教材对比： 样方法（植物/静止动物）：强调随机取样和样方大小选择； 标志重捕法（活动能力强的动物）：需估算种群总数； 取样器取样法：通过采集土壤样本并分离动物，间接反映类群丰富度。 2、采集与分离技术 诱虫器原理：利用土壤动物避光、趋湿、避高温的习性（教材中“生态因素对生物的影响”），通过漏斗上方光源照射，迫使动物向下移动进入收集瓶。 吸虫器使用：针对体型极小的动物（如原生动物），利用负压原理采集，体现实验工具的专一性选择。 3、统计方法：记名计算法与目测估计法 记名计算法：直接数出每个物种的个体数（适用于个体较大、数量有限的群落）； 目测估计法：按“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等级记录（适用于物种数量庞大的群落），对应教材中“数据的收集与整理”技能。 三、实验设计与科学探究链接 1、变量控制与对照实验 自变量：土壤类型（如森林土 vs 农田土）、深度（表层土 vs 深层土）、有机质含量（肥沃土 vs 贫瘠土）等。 无关变量：取样时间、取样器规格、分离环境温度等需保持一致，体现“单一变量原则”（教材“实验设计的基本原则”）。 2、实验结论的分析与评价 结果呈现：通过绘制“土壤类型-物种数”柱状图或“群落丰富度指数”表格，对应教材中“图表的绘制与解读”能力。 误差分析：若取样深度不足，可能漏检深层土壤动物；分离时间过短导致动物未完全迁出，需讨论实验的可靠性与重复性（教材“科学探究的严谨性要求”）。 四、生态意义与教材知识拓展 1、土壤健康的指示作用 丰富度高的土壤动物类群通常意味着土壤有机质丰富、通气性好、污染程度低，可作为生态系统稳定性的“生物指标”（教材“生态系统的稳定性”）。 实例：农田长期施用化肥会导致蚯蚓数量减少，进而影响土壤通气性，体现“人类活动对群落演替的影响”。 2、群落演替与环境变化 不同演替阶段的土壤（如裸岩→森林）中，动物类群丰富度逐渐增加，与教材“群落演替的过程与方向”相呼应，说明生物群落与无机环境的协同进化。 【实验目的】 1、掌握土壤中小动物类群丰富度的调查方法（如取样器取样法、诱虫器分离法），理解 “丰富度” 的核心概念（物种种类数，而非个体数量）。​ 2、对比不同环境（如林地、草地、农田）或同一环境不同深度（表层 0-5cm、中层 5-10cm、深层 10-15cm）土壤的小动物类群差异，分析环境因素（如有机质含量、湿度、通气性）对丰富度的影响。​ 3、学习使用 “记名计算法” 和 “目测估计法” 统计物种丰富度，培养样本采集、分类鉴定与数据处理的能力。​ 4、认识土壤小动物在生态系统中的作用（如分解有机物、促进物质循环），树立 “土壤是生物多样性重要载体” 的生态观念。 【材料用具】 （一）样本采集工具​ 取样器：直径 5cm、高 15cm 的不锈钢圆筒（或用硬质塑料瓶切割制成，底部锋利便于插入土壤）；小铲子、标签（记录取样地点、深度、日期）。​ 盛装容器：带盖塑料盒（体积 500mL，内壁贴吸水纸保持湿度，避免小动物脱水死亡）、无菌保鲜袋（临时装土样）。​ （二）小动物分离工具​ 诱虫器：由金属支架、灯罩（上方开口，内置 40W 白炽灯，距土壤样本 10-15cm）、漏斗（直径 15cm，下端连接收集瓶）、收集瓶（50mL，内装体积分数 70% 的酒精，用于固定小动物）组成（利用小动物趋暗、避高温的习性，使其从土壤中爬出落入收集瓶）。​ 吸虫器：由橡胶管、玻璃管、吸虫瓶（内装少量 70% 酒精）组成（用于收集体型微小、活动能力弱的小动物，如跳虫、螨类）；解剖针、放大镜（10 倍，初步观察分类）、实体显微镜（20-40 倍，精细鉴定）。​ （三）分类与统计工具​ 分类参考资料：《中国土壤动物检索图鉴》《常见土壤小动物识别手册》（标注常见类群，如蚯蚓、马陆、蜈蚣、跳虫、螨类、甲虫幼虫等）。​ 统计表格：自制 “土壤小动物类群丰富度统计表”（含取样地点、深度、物种名称、个体数量、丰富度等级）；铅笔、记录本。​ （四）辅助材料​ 土壤检测工具：pH 试纸（测土壤酸碱度）、湿度计（测土壤湿度）、天平（测 100g 干土中有机质含量，可选）。​ 其他：纱布（过滤土壤杂质）、蒸馏水（调节土壤湿度，避免样本过干）、一次性手套（防止污染样本）。 【方法步骤】 1、实验设计与取样地点选择（第 1 天） 确定对比组别：选择 3 种不同环境的取样点（如校园林地、足球场草地、农田耕地），或同一林地的 3 个土壤深度（0-5cm、5-10cm、10-15cm），每组设置 3 个重复样本（减少偶然误差）。 记录环境信息：用 pH 试纸测土壤 pH 值（如林地 pH 6.5-7.0，农田 pH 7.5-8.0），用湿度计测土壤湿度（记录为 “湿润 / 半湿润 / 干燥”），简要描述植被类型（如林地以落叶乔木为主，草地以禾本科植物为主）。 2、土壤样本采集（第 1 天，选择晴天上午，避免雨后土壤过湿） 取样操作：在每个取样点，用取样器垂直插入土壤至对应深度（如表层 0-5cm），旋转后拔出，取出完整土芯（若土壤松散，用小铲子辅助挖取，确保土样体积一致，均为 100cm³）。 样本处理：将土样装入贴有标签的塑料盒（标签注明 “林地 - 0-5cm - 重复 1-2025.10.22”），盒内吸水纸喷少量蒸馏水保持湿润，盖紧盖子防止小动物逃逸；所有样本采集后 2 小时内带回实验室处理。 3、小动物分离与收集（第 1-2 天） 诱虫器分离：将土样均匀铺在诱虫器的漏斗上方（铺成 3-5cm 厚，避免压实），打开白炽灯，保持室温 25-28℃（高温促使小动物向下移动），连续诱集 12 小时（如从当天 18:00 至次日 6:00）。 收集与固定：次日关闭灯光，取出收集瓶，观察并记录瓶内小动物的大致数量；用吸虫器收集漏斗边缘或土壤表面未落入收集瓶的小动物（如跳虫），一并放入 70% 酒精中固定（防止腐烂，便于后续鉴定）。 手工挑拣：对诱虫器未分离出的大型动物（如蚯蚓、马陆），用解剖针轻轻拨开土壤，在放大镜下手工挑拣，放入单独的酒精瓶中，标注物种类型。 4、物种鉴定与丰富度统计（第 2-3 天） 初步分类：在实体显微镜下观察固定后的小动物，参考图鉴鉴定物种类型（如身体分节、多足的为马陆，体型微小、有弹尾的为跳虫，圆形、多毛的为螨类），对无法准确鉴定的物种，记录为 “未知类群 1、未知类群 2”。 统计方法： 记名计算法：直接记录每种物种的名称（如蚯蚓、跳虫、螨类），统计物种种类数（即丰富度，如林地 0-5cm 样本共检出 6 种）； 目测估计法：对个体数量较多的类群（如螨类），按 “多、较多、少、较少” 四级记录（或对应 “++++、+++、++、+”），辅助分析类群优势度。 填写统计表：将每个样本的物种名称、个体数量、丰富度填入统计表，计算每组（如林地所有重复样本）的平均丰富度。 5、数据整理与结果分析（第 3 天） 计算平均值：同一组别 3 个重复样本的丰富度取平均值（如林地 0-5cm 平均丰富度为 5.7 种，草地 0-5cm 为 3.3 种）。 绘制图表：用柱状图对比不同环境或不同深度的平均丰富度（横轴为 “林地 / 草地 / 农田”，纵轴为 “平均丰富度（种）”），标注误差线（反映重复样本的波动）。 【实验结果】 1、环境参数与样本基本信息：3 个取样点的土壤 pH 值：林地 6.8、草地 7.2、农田 7.8；土壤湿度：林地湿润（含水量 22%）、草地半湿润（15%）、农田干燥（8%）；有机质含量：林地 12g/100g、草地 8g/100g、农田 5g/100g。​ 2、丰富度统计结果​ 不同环境对比：林地土壤平均丰富度最高（5.8 种），检出物种包括蚯蚓、马陆、跳虫、螨类、甲虫幼虫、蜘蛛；草地次之（3.5 种），主要为跳虫、螨类、蜈蚣；农田最低（2.2 种），仅检出跳虫、螨类及 1 种未知小型昆虫。​ 不同深度对比（以林地为例）：表层 0-5cm 丰富度最高（6.2 种），中层 5-10cm 为 4.5 种，深层 10-15cm 最低（2.8 种），深层未检出蚯蚓、马陆等需氧型小动物。​ 3、优势类群分析：所有样本中，跳虫和螨类为优势类群（出现频率 100%，个体数量占比 60%-70%）；林地特有的蚯蚓、蜘蛛，农田未检出；草地特有的蜈蚣，农田未检出。 【实验结论】 1、土壤小动物类群丰富度与环境条件密切相关：有机质含量高、湿度适宜、通气性好的土壤（如林地），丰富度显著高于有机质少、干燥的土壤（如农田），说明充足的食物（有机质）和适宜的生存环境（湿度、氧气）是维持高丰富度的关键。​ 2、土壤深度影响小动物分布：表层土壤（0-5cm）因有机质积累多、光照（间接影响温度）和通气性好，丰富度最高；深层土壤（10-15cm）因氧气不足、温度低，丰富度显著降低，且仅存耐缺氧的小型类群（如螨类）。​ 3、不同环境形成特有类群：林地的蚯蚓、蜘蛛依赖丰富的落叶有机质和湿润环境，农田因长期施肥（改变 pH）、耕作（破坏栖息地），仅存适应性强的跳虫、螨类，说明人类活动（如农业耕作）会降低土壤小动物丰富度。​ 4、跳虫和螨类是土壤中的广适性类群：在所有环境中均稳定存在，可作为评估土壤健康程度的 “指示生物”—— 若某土壤中跳虫、螨类数量骤减，可能提示土壤污染或退化。 【注意事项】 1、取样时的科学性：​ 同一组别样本需保持 “取样体积一致、深度准确”（如均为 100cm³、0-5cm），避免因土样量不同导致丰富度差异；​ 取样点需随机选择（如林地内用 “五点取样法” 选 5 个点，取其中 3 个作为重复），避免主观选择植被茂密或裸露区域，减少偏差。​ 2、分离时的操作细节：​ 诱虫器的白炽灯距土壤样本 10-15cm，过近会烫伤小动物，过远则无法形成温度梯度；​ 收集瓶内 70% 酒精需没过瓶底 1-2cm，确保小动物落入后能及时固定，避免死亡后腐烂难以鉴定。​ 3、鉴定时的准确性：​ 对无法准确鉴定的物种，避免强行归类，记录为 “未知类群”，后续可结合更专业的图鉴或基因测序进一步确认；​ 统计丰富度时，仅计 “物种种类数”，不考虑个体数量（如 100 只跳虫仍算 1 种），避免混淆 “丰富度” 与 “种群密度” 概念。 【实验讨论】 1、实验方法的局限性：​ 诱虫器分离法无法收集完全避光、耐高温的小动物（如某些甲虫幼虫），可能导致丰富度统计偏低，如何改进？（提示：可补充 “湿漏斗法”—— 用温水淋洗土壤，利用小动物趋湿习性分离）；​ 手工挑拣依赖个人经验，易遗漏体型微小的类群（如原生动物），若需更全面调查，是否需要结合 “土壤悬浮液镜检法”？​ 2、环境因素的深度分析：​ 农田土壤丰富度低，除了有机质和湿度，化肥使用导致的 pH 升高是否是关键因素？可设计后续实验：设置不同 pH 梯度的土壤样本，观察小动物丰富度变化；​ 林地的落叶层（未纳入取样范围）是否为小动物提供了重要栖息地？若将落叶层与表层土壤一同取样，丰富度是否会显著增加？​ 3、实验结果的应用价值：​ 若某地区土壤污染（如重金属超标），如何利用本实验方法评估污染程度？（提示：对比污染区与未污染区的丰富度 —— 污染区丰富度可能骤降，甚至仅存 1-2 种耐污染类群）； 城市绿地土壤（如公园草坪）的小动物丰富度与自然林地差异显著，如何通过管理措施（如减少化肥、增加落叶覆盖）提升其丰富度？ 1.取样时需保证 “三统一”，即统一取样体积（如均为 100cm³，用固定直径和高度的取样器控制）、统一取样深度（如对比不同深度时，严格区分 0-5cm、5-10cm、10-15cm 层，避免跨层取样）、统一重复次数（每组设置 3 个重复样本），同时取样点需随机选择（如林地用五点取样法），避免主观选择植被密集或裸露区域；采集后 2 小时内带回实验室，用贴有吸水纸的塑料盒盛装并喷少量蒸馏水，防止土壤过干导致小动物死亡，确保样本代表性与生物活性。 【典例01】微塑料指直径小于5毫米的塑料颗粒，是一种化学性质稳定且难以分解的有机化合物。蚯蚓等土壤动物摄食了含微塑料的食物后其繁殖能力会下降。下列叙述错误的是（　　） A．气温和干旱等气候因素对蚯蚓种群的作用强度与该种群密度无关，属于非密度制约因素 B．土壤中蚯蚓个体总数减少则该地物种丰富度随之降低 C．微塑料会沿食物链在生物体内富集 D．可用取样器取样法采集土壤来调查该地地下线虫类群的丰富度 【答案】B 【详解】A、气温和干旱属于非生物因素，其影响强度与种群密度无关，属于非密度制约因素，A正确； B、物种丰富度指群落中物种的种类数目，蚯蚓个体数量减少但未灭绝时，其所在群落的物种数目未改变，因此物种丰富度不会降低，B错误； C、微塑料化学性质稳定，难以分解，可通过食物链在生物体内富集（生物放大作用），C正确； D、调查土壤中小动物类群的丰富度需用取样器取样法，线虫属于土壤中的小型动物，D正确。 故选B。 2、分离时，诱虫器白炽灯需距土壤样本 10-15cm（形成适宜温度梯度，避免烫伤或梯度不足），连续诱集 12 小时，同时用吸虫器收集体型微小的跳虫、螨类，手工挑拣蚯蚓、马陆等大型动物，所有个体均放入 70% 酒精固定；统计时严格区分 “丰富度”（物种种类数）与 “种群密度”（个体数量），用记名计算法记录可鉴定物种（如蚯蚓、马陆），无法鉴定的记为 “未知类群”，不强行归类，且同一类群无论个体数量多少均计为 1 个物种，确保丰富度统计无偏差。 【典例02】跳虫体长1到1.5毫米，呈灰黑色，有一灵活的尾部善于跳跃，有的取食植物根系，有的取食细菌，还有的以有机物碎屑为食，是土壤食物网中的重要组分。科研人员用下图装置来调查某地跳虫的种类和数量。下列叙述正确的是（　　） A．跳虫在土壤生态系统中属于分解者 B．该分离装置利用了跳虫避光、趋湿、避高温的习性 C．试管中加入95%酒精用于固定和保存土壤动物 D．常用光学显微镜观察跳虫的形态结构并进行种类鉴定 【答案】B 【分析】土壤是无数动物的家园。常见的动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓，以及多种多样的昆虫，等等。通过调查样本中小动物的种类来推测某一区域内土壤动物的物种数目。 【详解】A、跳虫取食根系时为消费者，以有机物碎屑为食为分解者，A错误； B、该装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性进行分离，B正确； C、土壤动物收集瓶中加入70%的酒精用来杀死和保存小动物，C错误； D、常用放大镜或体视显微镜观察跳虫，D错误。 故选B。 · 模拟题感知练 1．某小组在进行某土地土壤小动物类群丰富度的研究时，得出了如图所示的结果。下列相关叙述正确的是（　　） A．在调查土壤小动物丰富度时可以采用样方法 B．土壤小动物往往具有趋暗性，可用黑光灯进行诱捕 C．蜘蛛类小动物是蔬菜地中的优势类群 D．相比于大田，蔬菜地更适合土壤小动物生存 【答案】D 【分析】常用样方法调查植物的种群密度，常用取样器取样法调查土壤小动物的丰富度。 【详解】A、常用取样器取样法调查土壤小动物的丰富度，A错误； B、黑光灯适用于趋光性的昆虫，不能用来诱捕土壤小动物，B错误； C、由图可知，弹尾目是蔬菜地中的优势类群，C错误； D、蔬菜地比大田中土壤小动物的类群丰富度高，说明蔬菜地更适合土壤小动物生存，D正确。 故选D。 2．关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验，下列叙述正确的是（　　） A．收集土样的塑料袋上需注明地点和时间，采集的小动物可以放入无水乙醇溶液中 B．研究土壤中小动物类群的丰富度时，采用标记重捕法 C．土壤和花盆壁之间要留有一定空隙，目的是便于使小动物进入花盆 D．目测估计法适用于体型小且数量极多的土壤动物 【答案】D 【详解】A、采集的小动物通常放入体积分数70%的酒精溶液中以固定保存，而无水乙醇浓度过高，可能导致样本脱水变形，A错误； B、标记重捕法用于调查活动能力强的动物种群密度，而土壤小动物常用取样器取样法结合记名计数法或目测估计法统计丰富度，B错误； C、实验中土壤和花盆壁之间要留有一定空隙，目的是为了空气流动，C错误； D、目测估计法通过预先等级划分快速估算数量，适用于体型小、数量极多的土壤动物（如跳虫、螨类）。D正确。 故选D。 3．下列有关调查种群密度和物种丰富度方法的叙述，错误的是（　　） A．用标记重捕法调查土壤动物蚯蚓种群密度时，需考虑标记物类型和标记方法 B．可在大熊猫的栖息地设置固定样地，通过研究粪便、足迹等痕迹来调查其种群密度 C．利用样方法调查草地中植物的物种丰富度时，需随机选取多个样方 D．可采用取样器取样法调查池塘底泥中底栖动物的物种丰富度 【答案】A 【详解】A、标记重捕法适用于活动能力强、个体较大的动物，而蚯蚓活动范围小且标记可能影响其生存或行为，导致结果误差。因此，标记重捕法不适用于蚯蚓的种群密度调查，A错误； B、大熊猫活动范围广，直接观察困难，通过固定样地中的粪便、足迹等痕迹进行间接调查是合理方法，B正确； C、样方法调查物种丰富度需遵循随机取样原则，选取多个样方可减少偶然性，提高准确性，C正确； D、取样器取样法是调查土壤或底泥中小型动物类群丰富度的常用方法，适用于池塘底栖动物，D正确。 故选A。 4．科研人员调查了施用不同肥料的玉米田0～5 cm土层中土壤动物类群，结果如表。相关叙述正确的是（    ） 处理 只 类群 空白 化肥 猪粪 菌渣 易腐垃圾 膜翅目 4 5 3 13 5 蜘蛛目 1 3 4 3 7 半翅目 0 0 1 1 2 张尾目 0 0 1 1 1 隐翅目 0 0 0 0 1 鞘翅目 0 1 1 1 3 总计 5 9 10 19 19 A．土壤小动物的活动能力弱，常用样方法调查其丰富度 B．采集到的土壤动物可放置在体积分数为95%的乙醇中保存 C．菌渣和易腐垃圾处理后土层中土壤动物的丰富度相同 D．与化肥相比，有机肥可为土壤动物提供更多的物质和能量 【答案】D 【详解】A、样方法适用于活动能力弱、活动范围小的生物（如植物、昆虫卵），而土壤小动物通常活动能力较强，需用取样器取样法（如吸虫器）采集，A错误； B、采集的土壤动物应置于70%的酒精中保存，95%的酒精会使动物体迅速硬化，影响后续鉴定，B错误； C、菌渣处理下物种数为5种，而易腐垃圾处理下物种数为6种，两者丰富度不同，C错误； D、有机肥含有机物，分解后可为分解者提供物质和能量，进而支持更多土壤动物，而化肥主要提供无机盐，支持的土壤动物类群和数量较少，D正确。 故选D。 5．土壤小动物对动植物遗体的分解有重要的作用。下列关于调查土壤小动物的实验的叙述错误的是（　　） A．在调查土壤小动物类群丰富度的实验中，使用体积分数为70%的酒精，目的是保存小动物 B．利用动物的避光避热性，可采用带灯罩的热光源参与制成的吸虫器收集土样中的小动物 C．在调查某地区土壤小动物类群丰富度时，常用的取样方法为取样器取样法 D．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长 【答案】B 【详解】A、在调查土壤小动物类群丰富度时，体积分数为70%的酒精用于杀死并固定小动物，防止腐烂，便于后续分类和保存，A正确； B、诱虫器的设计利用土壤小动物趋暗、避高温、趋湿的习性。带灯罩的热光源制造高温干燥环境，驱赶小动物向下进入收集瓶，而不是“吸虫器”，B错误； C、调查土壤小动物类群丰富度时，因小动物活动能力强且体型微小，需用取样器取样法，C正确； D、土壤小动物通过分解有机物促进物质循环，其代谢活动可提高土壤肥力，间接影响植物生长，D正确。 故选B。 6． 某小组在进行某土地土壤小动物类群丰富度的研究时，得出了如图所示的结果。下列相关叙述正确的是（　　） 7． A．在调查土壤小动物丰富度时可以采用样方法 B．土壤小动物往往具有趋暗性，可用黑光灯进行诱捕 C．蜘蛛类小动物是蔬菜地中的优势类群 D．相比于大田，蔬菜地更适合土壤小动物生存 【答案】D 【详解】A、调查土壤小动物丰富度常用取样器取样法，样方法适用于植物或活动能力弱、活动范围小的动物，A错误； B、黑光灯诱捕适用于具有趋光性的昆虫，土壤小动物多具趋暗、趋湿、避高温等特性，常用取样器取样，B错误； C、由图可知，蔬菜地中弹尾目数量最多，是优势类群，C错误； D、蔬菜地（5年、10年）的土壤小动物类群丰富度和个体数量均多于大田，说明相比于大田，蔬菜地更适合土壤小动物生存，D正确。 故选D。 7．某科研团队对A、B、C三个不同生态修复年限的废弃矿区土壤进行取样，统计其中小动物类群组成，结果如下表所示。下列相关叙述错误的是（    ） 区域 采样面积（m²） 个体总数 物种数 优势物种 A 1 318 10 线蚓、马陆 B 1 265 15 隐翅虫、甲螨 C 1 82 4 蛞蝓、跳虫 A．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标记重捕法调查其丰富度 B．三个区域中物种丰富度最高的是B区域 C．采集时发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的用吸虫器采集 D．C区域个体总数最少，可能与其生态修复年限短、环境条件差有关 【答案】A 【详解】丰富度是指群落中物种数量的多少，是群落的重要特征之一。统计土壤中小动物丰富度的常用方法有记名计算法和目测估计法。 【分析】A、标记重捕法适用于调查活动能力强、个体较大的动物种群密度，而土壤小动物类群丰富度的调查通常采用取样器取样法，A错误； B、物种丰富度由物种数体现，B区域物种数为15，高于A（10）和C（4），B正确； C、体型较大的小动物可直接用镊子采集，体型较小的需借助吸虫器（利用装置产生的气流收集），C正确； D、C区域生态修复年限短，群落结构简单，环境条件较差，导致个体总数和物种数均较少，D正确。 故选A。 8．生物学是一门以实验为基础的自然科学，实验中使用的材料以及实验方法在很大程度上决定着实验的成败，下列有关生物学实验及研究的叙述正确的是（    ） A．黑光灯诱捕法可用于调查农田里趋光性昆虫的种群密度和物种数目 B．调查种群密度时，由于方法不当造成被标记的个体部分死亡，会导致估算数值比实际偏小 C．土壤中某种小动物个体总数下降则该地物种丰富度随之下降 D．调查某种鱼的种群密度及土壤小动物丰富度用标记重捕法 【答案】A 【分析】一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。通过取样调查的方法来研究土壤中小动物类群的丰富度。许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法进行调查。在进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类来推测某一区域内土壤动物的物种数目。在统计群落中物种数目的同时，还可统计物种在群落中的相对数量。常用的统计物种相对数量的方法有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。标记重捕法：许多动物的活动能力强，活动范围大，不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。这种方法是在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。 【详解】A、黑光灯诱捕的方法利用的是昆虫的趋光性，所以黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度和物种数目，A正确； B、根据公式：个体总数=（初捕标记个体数×重捕个体总数）/重捕中标记个体数，若调查种群密度时，由于方法不当造成被标记的个体部分死亡，会导致重捕中标记个体数变小，估算出的种群密度比实际高，B错误； C、一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。土壤中某种小动物个体总数下降并不一定改变群落中的物种数目，C错误； D、鱼活动能力强、活动范围大，可以用标记重捕法，土壤小动物身体微小，不适宜用标记重捕法，D错误。 故选A。 9．某校的生物老师组织生物兴趣小组的同学对校园周边的4个不同的群落进行了土壤小动物类群的丰富度调查，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．使用样方法调查不同土壤中小动物类群的丰富度 B．对小动物类群的数量进行统计采用了记名计算法 C．该调查中，群落2中土壤小动物类群的丰富度最高 D．不同群落中小动物类群和数量不同，可能与腐殖质含量有关 【答案】BCD 【详解】A、土壤小动物类群丰富度调查用取样器取样法，不是样方法，A错误； B、记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的群落，对小动物类群数量统计可采用记名计算法，B正确； C、群落2的类群数最多，丰富度最高，C正确； D、腐殖质为土壤小动物提供食物和栖息环境，不同群落腐殖质含量不同，会影响土壤小动物类群和数量，D正确。 故选BCD。 10．研究者对某地区不同退化程度的高寒草地进行了调查，部分调查结果如表所示。下列叙述错误的是（　　） 项目 环境变量 未退化 轻度退化 中度退化 植物 植物种类数 14 13 14 小型土壤节肢动物 螨类数量占比 70.89% 46.51% 30.75% 跳虫数量占比 10.13% 49.10% 59.09% 昆虫数量占比 18.98% 4.39% 10.16% 土壤理化性质 有机碳/（g·kg-1） 75.39 59.95 69.2 A．异养型的小型土壤节肢动物均属于分解者 B．高寒草地退化对不同小型土壤节肢动物的影响程度相同 C．高寒草地退化会改变小型土壤节肢动物的优势地位 D．高寒草地土壤有机碳的含量与其退化程度呈负相关 【答案】ABD 【详解】A、小型土壤节肢动物在生态系统中有的属于分解者， 但也有一些可能属于消费者，比如以植物根系汁液为食的小型节肢动物属于消费者，并非所有异养型的小型土壤节肢动物都属于分解者，A错误； B、从表格中数据可知，未退化、轻度退化、中度退化的高寒草地中，不同小型土壤节肢动物（螨类、跳虫、昆虫等）数量占比的变化幅度不同。例如螨类数量占比在未退化时为70.89% ，轻度退化时为46.51% ，中度退化时为30.75% ；跳虫数量占比在未退化时为10.13% ，轻度退化时为49.10% ，中度退化时为59.09% 。这说明高寒草地退化对不同小型土壤节肢动物的影响程度不同，B错误； C、未退化时螨类数量占比最高（70.89% ），优势类群是螨类；轻度退化和中度退化时跳虫数量占比高（轻度退化时49.10% ，中度退化时59.09% ），优势类群变为跳虫。所以高寒草地退化会改变小型土壤节肢动物的优势地位，C正确； D、随着高寒草地退化程度从 “未退化→轻度退化→中度退化” ，土壤有机碳含量依次为75.39g·kg−1 、59.95g·kg−1 、69.2g·kg−1 ，并不是呈现简单的 “退化程度越高，有机碳含量越低” 的负相关关系，D错误。 故选ABD。 11．科研人员对某牧区两块灌丛草地分别采用了放牧和封育两种管理措施。二十年后对这两块灌丛草地中的土壤动物进行调查，结果如表所示。下列说法错误的是（    ） 样地管理措施 土壤动物 小型动物类群数/种 地面节肢动物类群数/种 放牧 灌丛内 25 24 灌丛外 16 21 封育 灌丛内 24 26 灌丛外 17 23 A．可采用取样器取样法调查土壤动物的丰富度 B．可通过统计土壤动物的个体数目来估算其丰富度 C．放牧和封育的调查结果说明人类活动对土壤动物的影响较大 D．采集的土壤动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中固定和防腐 【答案】BC 【分析】1、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现特征是镶嵌性。 2、估算种群密度时，常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物或活动能力弱，活动范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强，活动范围大的动物。调查土壤小动物丰富度时，采用取样器取样的方法进行研究。 【详解】A、调查土壤小动物丰富度时，采用取样器取样法进行研究，统计土壤小动物的方法是记名计算法和目测估计法，A正确； B、除统计群落中物种数目外，还需统计土壤动物物种在群落中的相对数量来估算其丰富度，B错误； C、放牧和封育两块样地的调查结果说明人类活动对土壤动物的影响不大，C错误； D、采集的土壤动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中固定和防腐，用以保存小动物标本，D正确。 故选BC。 12．土壤动物是土壤中和落叶下生存着的各种动物的总称。如图所示，下列有关“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验的叙述，正确的是（    ） A．若装置a中金属网的孔径过小，则试管中的动物会减少 B．装置a中，进入试管的动物都具有一定的趋光性 C．两支试管中均可装入适量的体积分数为70%的酒精溶液 D．对土壤样品中体型较大的动物，可用b装置进行采集 【答案】AC 【分析】调查土壤中的小动物，由于其身体微小不适合用样方法和标记重捕法，而采用取样器取样法，样方法可用于调查植物的丰富度；土壤中动物的种间关系，除了互利共生之外，还有捕食、寄生、竞争；不同的时间，动物的活动习性不同，故改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数。 【详解】A、a装置为诱虫器，金属网的孔径过小，大的昆虫无法滤过，则试管中的动物会减少，A正确； B、装置a主要是利用土壤动物趋暗（避光）、趋湿的习性采集土壤小动物，进入试管的动物都具有一定的趋暗性，B错误； C、a装置为诱虫器，b装置为吸虫器，两支试管中均可装入适量的体积分数为70%的酒精溶液，杀死小动物并能保存标本，C正确； D、对土壤样品中体型较大的动物，可用包着纱布的镊子采集，体型较小的可用吸虫器进行采集，D错误。 故选AC。 13．某学校生物兴趣小组利用课外时间进行了“研究土壤中小动物类群丰富度”的探究活动，在不同地块中获得的部分实验数据如表所示（种群数量的单位为只，甲地、乙地和丙地的面积相等）。下列叙述错误的是（    ） 蚯蚓 马陆 蜘蛛 鼠妇 蜈蚣 线虫 蜗牛 …… 物种数 甲地 9 5 4 17 2 28 7 …… 47（种） 乙地 3 1 6 5 0 8 2 …… 38（种） 丙地 14 8 3 16 5 37 9 …… 54（种） A．表中数据是采用取样器取样法调查并统计所得 B．调查结果显示丙地的物种丰富度和各种群的密度均大于乙地 C．利用诱虫器采集土壤小动物时，为增大面积所取土样应铺满无底花盆的金属网 D．若要保存土壤小动物的活体，不可用体积分数为70%的酒精溶液进行收集 【答案】ABC 【分析】大多数土壤动物身体微小，不适于用“样方法”或“标记重捕法”进行调查，在这类研究时，常采用取样器取样的方法，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。 【详解】A、采用取样器取样法调查土壤小动物丰富度，对物种数量进行统计并得出表中结果用的是记名计算法，A错误； B、分析表格数据可知，丙地的物种丰富度比乙地大，但蜘蛛的种群密度比乙地小，B错误； C、利用诱虫器采集土壤小动物时， 为了使空气流通，土壤与无底花盆盆壁之间要留一定的空隙，不应铺满无底花盆的金属网，C错误； D、若要保存小动物活 体，通常用含有湿棉花的试管收集，不可用装有体积分数为70%的酒精溶液的试管收集，酒精会杀死小动物，D正确。 故选ABC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $