Post on 16-Feb-2015
Praktikal 5 :
Memahami trend populasi
Pengenalan :
Secara umumnya, populasi sesuatu spesis haiwan memainkan peranan pentingdi
dalam suatu ekologi haiwan. Populasi ini merujuk kepada pertambahan,pengurangan
ataupun pengekalan bilangan individu dalam sesuatu spesis itu di dalamsesebuah
populasi yang disebabkan beberapa faktor dalam sesuatu tempoh masa.
Populasi, sama seperti individu dalam sesuatu spesis dimana ianya mempunyaiciri-ciri
khas yang unik seperti kadar pertumbuhan, struktur umur, nisbah jantina dankadar
jangka hayat. Populasi dikatakan meningkat apabila bilangan sumber
makananmencukupi dan keadaan persekitaran selamat dan tenang. Selain itu faktor
lain ialahseperti kurangnya kadar persaingan antara individu dalam kelompok itu dan
keadaancuaca yang baik dan tidak ada bencana alam.
Pertumbuhan populasi ialah perubahan dalam saiz populasi (N) dari masa ke masa,
dan ini adalah ditentukan oleh kelahiran, kematian, imigresen dan emigrasi.
Pertumbuhan populasi boleh dimodelkan oleh lengkung geometri (iaitu, lengkung yang
bukan-linear). Ini akan menjadi sama ada berbentuk S-(sigmoidal) keluk atau lengkung
eksponen. Jika saiz populasi dua kali ganda antara setiap sela masa, maka bentuk
pertumbuhan geometri ini dipanggil pertumbuhan eksponen. Kajian kedua-dua
organisma yang berhayat pendek dan panjang telah menyatakan bahawa pertumbuhan
populasi, oleh itu, lengkung bentuk pertumbuhan populasi dikawal secara muktamad
oleh tiga faktor:
1. saiz populasi awal (N0)
2. faktor pertumbuhan populasi (R) yang mengukur kadar di mana populasi akan
berkembang jika ia mempunyai sumber yang tidak terhad
3. keupayaan daya tampung (K), yang ditentukan oleh faktor-faktor persekitaran.
Saiz penduduk hanya boleh ditukar oleh empat faktor. Kelahiran menambah individu
baru kepada penduduk manakala kematian membuang individu daripada penduduk.
Begitu juga, imigresen kepada penduduk menambah individu baru sedangkan
penghijrahan keluar penduduk membuang individu. Kadar pertumbuhan penduduk yang
positif apabila lebih ramai individu ditambah daripada penduduk yang keluar, negatif
apabila lebih ramai individu yang keluar daripada ditambah, dan adalah sama dengan
sifar apabila dengan jumlah yang sama individu yang bertambah dan dikeluarkan.
Keputusan :
Tugasan 1
Apakah jenis pertumbuhan populasi yang dimiliki oleh badak
dan mengapa saiz populasi akhir berbeza?
Jadual 1 menunjukkan anggaran populasi bagi dua jenis
populasi badak di dalam persekitaran yang sama, bagi 5 selang
masa (generasi).
Selang masa
(t) = generasi
Populasi Badak A Populasi Badak B
Saiz
populasi, (N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
Saiz populasi,
(N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
0 N0 = 30 N0 = 20
1 58 1.9 39 2.0
2 123 2.1 82 2.1
3 236 1.9 161 2.0
4 484 2.1 318 2.0
5 955 2.0 643 2.0
Jadual 1
Langkah
1. Pertumbuhan populasi diplot menggunakan paksi yang sama. Masa, t sebagai
pembolehubah dimalarkan pada paksi-X dan saiz populasi, N sebagai pemboleh
ubah bergerak balas pada paksi-Y. Satu garis dilukis mewakili garis
pertumbuhan berdasarkan data yang diiberikan
2. Bentuk graf dikenalpasti.
3. Faktor pertumbuhan, R dikira bagi setiap populasi bagi setiap selang masa dan
dimasukkan ke dalam Jadual 1.
4. Purata geometrik dikira bagi kedua-dua populasi.
Populasi badak A,
Purata R = 5√(1.9+2.1+1.9+2.1+2.0¿)¿
= 1.58
Populasi badak B,
Purata R = 5√(2.0+2.1+2.0+2.0+2.0¿)¿
= 1.59
Soalan
1. Semak ketiga-tiga faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan.
Mengapa terdapat perbezaan dari segi saiz penduduk antara kedua-dua
penduduk pada selang masa ke 5? Adakah ia disebabkan oleh perbezaan
dalam saiz penduduk awal, faktor pertumbuhan, atau alam sekitar?
Graf menunjukkan bentuk eksponen. Populasi Badak B mempunyai kadar
pertumbuhan, R yang tinggi. Saiz penduduk bagi selang masa ke 5 berbeza bagi
kedua-dua populasi badak disebabkan oleh saiz awal populasi. Bilangan saiz
populasi awal bagi badak A sebanyak 30 adalah lebih tinggi daripada saiz
populasi awal badak B dimana hanya terdapat 20 sahaja. Disebabkan itu, ahli
baru lebih banyak dihasilkan di populasi badak B.
Tugasan 2
Apakah jenis pertumbuhan populasi yang dimiliki oleh koala dan
mengapa saiz populasi akhir berbeza?
Jadual 2 mengandungi anggaran bagi dua jenis populasi koala di
dalam persekitaran yangg sama bagi 5 selang masa (generasi).
Selang masa
(t) = generasi
Populasi Koala A Populasi Koala B
Saiz
populasi, (N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
Saiz populasi,
(N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
0 N0 = 20 N0 = 20
1 36 1.8 31 1.6
2 63 1.8 47 1.5
3 118 1.9 66 1.4
4 212 1.8 103 1.6
5 375 1.8 150 1.5
Jadual 2
Langkah
1. Pertumbuhan populasi diplot menggunakan paksi yang sama. Masa, t sebagai
pembolehubah dimalarkan pada paksi-X dan saiz populasi, N sebagai pemboleh
ubah bergerak balas pada paksi-Y. Satu garis dilukis mewakili garis
pertumbuhan berdasarkan data yang diiberikan.
2. Bentuk graf dikenalpasti.
3. Faktor pertumbuhan, R dikira bagi setiap populasi bagi setiap selang masa dan
dimasukkan ke dalam Jadual 2.
4. Purata geometrik dikira bagi kedua-dua populasi.
Populasi koala A,
Purata R = 5√(1.8+1.8+1.9+1.8+1.8)
= 1.56
Populasi koala B,
Purata R = 5√ (1.6+1.5+1.4+1.6+1.5 )
= 1.50
Soalan
1. Bagi kedua-dua populasi koala, mengapa terdapat perbezaan dari segi saiz
penduduk pada selang masa ke 5? Adakah ia disebabkan oleh perbezaan
dalam saiz penduduk awal, faktor pertumbuhan, atau alam sekitar?
Graf menunjukkan bentuk eksponen. Apabila saiz populasi semakin meningkat,
ia akan mempengaruhi faktor pertumbuhan. Populasi koala A dan koala B
meningkat dari semasa ke semasa, namun disebabkan berlakunya persaingan
dari segi keperluan makanan dan tempat tinggal, populasi koala B berkurangan
daripada populasi koala A.
2. Di dalam Jadual 2, jika data bagi populasi Koala A adalah sama tetapi di
bawah keadaan hujan yang sedikit dan data bagi populasi Koala B adalah
di bawah keadaan kemarau, mengapa adanya perubahan bagi faktor
pertumbuhan, R populasi tersebut? (Faktor pertumbuhan, R = Kelahiran -
Kematian).
Perubahan alam sekitar seperti kemarau dan keadaan hujan boleh
mempengaruhi populasi sesuatu spesis. Semua faktor-faktor tersebut sangat
berpengaruh terhadap kelahiran, kematian dan migrasi yang berlaku bagi
memenuhi keperluan asas bagi sesuatu individu.
Tugasan 3
Apakah jenis pertumbuhan populasi yang dimiliki oleh kuda belang dan
bagaimana keupayaan muatan (carrying capacity) mempengaruhi saiz
populasi akhir?
Jadual 3 menunjukkan anggaran populasi oleh dua jenis kuda belang di
dalam persekitaran yang berbeza bagi 10 selang masa (generasi).
Selang masa
(t) = generasi
Populasi Kuda Belang A Populasi Kuda Belang B
Saiz
populasi, (N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
Saiz populasi,
(N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
0 N0 = 20 N0 = 20
1 80 4.0 50 2.5
2 230 2.9 100 2.0
3 400 1.7 220 2.2
4 500 1.3 360 1.6
5 550 1.1 460 1.3
6 580 1.1 520 1.1
7 590 1.0 550 1.1
8 595 1.0 570 1.0
9 600 1.0 580 1.0
10 600 1.0 600 1.0
Jadual 3
Langkah
1. Pertumbuhan populasi diplot menggunakan paksi yang sama. Masa, t sebagai
pembolehubah dimalarkan pada paksi-X dan saiz populasi, N sebagai pemboleh
ubah bergerak balas pada paksi-Y. Satu garis dilukis mewakili garis
pertumbuhan berdasarkan data yang diberikan.
2. Bentuk graf dikenalpasti.
3. Faktor pertumbuhan, R dikira bagi setiap populasi bagi setiap selang masa dan
dimasukkan ke dalam Jadual 3.
4. Purata geometrik dikira bagi kedua-dua populasi.
Populasi kuda belang A,
Purata R = 10√(4.0+2.9+1.7+1.3+1.1+1.1+1.0+1.0+1.0+1.0¿)¿
= 1.32
Populasi kuda belang B,
Purata R = 10√ (2.5+2.0+2.2+1.6+1.3+1.1+1.1+1.0+1.0+1.0 )
= 1.31
Soalan
1. Populasi yang manakah sama ada A atau B yang mempunyai faktor
pertumbuhan yang paling tinggi?
Graf menunjukkan bentuk eksponen. Populasi kuda belang A mempunyai faktor
pertumbuhan yang paling tinggi.
2. Adakah faktor pertumbuhan, R tersebut tetap? Terangkan sebarang
perubahan yang berlaku pada R.
Faktor pertumbuhan, R semakin berkurangan pada selang masa 2 hingga selang
masa 6, dan tetap pada selang masa ke 7 hingga ke 10
3. Apakah keupayaan muatan (carrying capacity) bagi setiap populasi?
Keupayaan muatan bagi populasi kuda belang A ialah 4.0, manakala keupayaan
muatan bagi populasi kuda belang B ialah 2.5.
Tugasan 4
Bagaimanakah persaingan di antara kedua-dua populasi kuda
belang mempengaruhi keupayaan muatan (carrying capacity)?
Jadual 4 menunjukkan anggaran bagi dua jenis populasi di
kawasan persekitaran yang sama bagi 10 selang masa
(generasi).
Selang masa
(t) = generasi
Populasi Kuda Belang A Populasi Kuda Belang B
Saiz
populasi, (N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
Saiz populasi,
(N)
Faktor
pertumbuhan,
(R)
0 N0 = 20 N0 = 20
1 90 4.5 50 2.5
2 220 2.4 120 2.4
3 340 1.5 210 1.8
4 410 1.2 260 1.2
5 440 1.1 260 1.0
6 450 1.0 230 1.0
7 450 1.0 200 1.0
8 440 1.0 170 1.0
9 460 1.0 150 1.0
10 450 1.0 150 1.0
Jadual 4
Langkah
1. Pertumbuhan populasi diplot menggunakan paksi yang sama. Masa, t sebagai
pembolehubah dimalarkan pada paksi-X dan saiz populasi, N sebagai pemboleh
ubah bergerak balas pada paksi-Y. Satu garis dilukis mewakili garis
pertumbuhan berdasarkan data yang diiberikan.
2. Bentuk graf dikenalpasti.
3. Faktor pertumbuhan, R dikira bagi setiap populasi bagi setiap selang masa dan
dimasukkan ke dalam Jadual 4.
4. Purata geometrik dikira bagi kedua-dua populasi.
Populasi kuda belang A,
Purata R = 10√(4.5+2.4+1.5+1.2+1.1+1.0+1.0+1.0+1.0+1.0¿)¿
= 1.32
Populasi kuda belang B,
Purata R = 10√(2.5+2.4+1.8+1.2+1.0+1.0+1.0+1.0+1.0+1.0)
= 1.30
Soalan
1. Populasi yang manakah sama ada A atau B yang mempunyai faktor
pertumbuhan yang paling tinggi?
Graf menunjukkan bentuk sigmodial. Populasi kuda belang A mempunyai faktor
pertumbuhan yang paling tinggi.
2. Adakah faktor pertumbuhan, R tersebut tetap? Terangkan sebarang
perubahan yang berlaku pada R.
Faktor pertumbuhan, R semakin berkurangan pada selang masa 2 hingga selang
masa 5, dan tetap pada selang masa ke 6 hingga ke 11
3. Adakah keupayaan muatan (carrying capacity) bagi populasi A berubah?
Nyatakan mengapa.
Ya, keupayaan muatan bagi populasi A berubah kerana berlakunya penurunan
yang mendadak pada selang masa 1 dan 2.
4. Kedua-dua populasi kuda belang mempunyai populasi saiz awal yang
sama. Mengapakah satu populasi tidak bersaing dengan yang lain?
Kenalpasti tiga faktor yang mengawal pertumbuhan populasi.
Antara faktor yang mengawal pertumbuhan populasi ialah kepelbagaian genetik,
persaingan dan kemampuan untuk adaptasi dengan persekitaran.
5. Jika data di dalam Jadual 3 menunjukkan dua populasi yang hidup
berasingan dan di dalam Jadual 4 menunjukkan dua populasi yang hidup
bersama, apakah kesan persaingan bagi R untuk kedua-dua populasi kuda
belang?
Bagi Jadual 3, persaingan bagi R untuk populasi kuda belang adalah rendah
kerana perbezaan persekitaran. Bagi jadual 4, persaingan bagi R untuk populasi
kuda belang adalah tinggi kerana kesemua individu memerlukan keperluan asas
yang serupa di kawasan yang sama.
Perbincangan :
1. Graf dibina bagi setiap tugasan. Label setiap lengkung pada graf dengan
min faktor pertumbuhan, R.
2. Apakah perbezaan diantara pertumbuhan eksponen dan logistik
(sigmoidal)?
Pertumbuhan logistik menyatakan bahawa kadar pertumbuhan adalah
bergantung kepada kepadatan penduduk dan terhad dengan keupayaan muatan
(had kepada pertumbuhan). Pertumbuhan yang biasanya diwakili oleh lengkung
S, di mana kadar penurunan pertumbuhan sebagai kenaikan penduduk.
Pertumbuhan eksponen merupakan istilah yang biasanya diberikan kepada hasil
pertumbuhan penduduk yang positif pada kadar malar. Pertumbuhan eksponen
tidak mempunyai had atas dan populasi berkembang dengan cepat.
3. Bagaimanakah populasi bertambah dan kehilangan individu?
Pertumbuhan penduduk adalah perubahan dalam bilangan penduduk sepanjang
masa, yang boleh dikira sebagai perubahan bilangan individu dalam sesebuah
populasi melalui sukatan secara sepanjang suatu tempoh. Bilangan individu
bertambah melalui proses kelahiran dan imigrasi, dan mengalami kehilangan
individu melalui kematian dan emigrasi.
4. Apakah kriteria sesuatu populasi yang mempunyai peningkatan kadar
intrinsik yang tinggi?
Apabila terdapat faktor-faktor alam sekitar fizikal tidak terhad, penurunan
populasi mangsa dan populasi luar bersaing dalam persaingan untuk sumber,
pertumbuhan populasi akan meningkat. Undang-undang Minimum menyatakan
bahawa pertumbuhan populasi adalah terhad oleh mana-mana sumber seperti
makanan, tempat tinggal, bekalan air, ketersediaan ruang, dan (untuk tumbuh-
tumbuhan) tanah dan cahaya dalam bekalan singkat. Pertumbuhan populasi
berkurangan apabila populasi dihapuskan oleh populasi yang lain apabila
persaingan bagi faktor persekitaran fizikal berlaku. Selain itu, peningkatan
populasi mangsa boleh mengurangkan pertumbuhan populasi.
Populasi yang mempunyai kadar peningkatan intrinsik tinggi pasti boleh
membiak dengan mudah dan dapat menyesuaikan diri dengan baik di dalam
habitat. Selain itu, apabila bilangan baka golongan muda atau kadar kelahiran
mestilah lebih tinggi maka kadar kematian tidak akan mempengaruhi atau
menjejaskan saiz penduduk walaupun kadar kematian adalah tinggi. Ciri-ciri lain
adalah antibodi spesis yang sukar supaya mereka tidak mudah jatuh sakit. Jika
spesies tidak mempunyai antibodi yang sukar, ia akan mudah jatuh sakit dan
akan mati.
Kelahiran sama dengan kematian, saiz populasi yang stabil biasanya
bermaksud bahawa kadar kematian ahli-ahlinya adalah sama dengan kadar
kelahiran. Sebagai contoh, organisma dengan kecenderungan untuk
menghasilkan sejumlah besar anak-anak juga mempunyai kecenderungan untuk
kehilangan nombor yang sama besar anak-anak sedangkan bagi mereka yang
menghasilkan beberapa anak berkemungkinan terlibat dalam strategi pembiakan
yang menyebabkan kemungkinan untuk hidup yang lebih tinggi bagi anak-anak
yang dilahirkan .
5. Apakah faktor persekitaran yang bertindak pada (1) peningkatan
pertumbuhan populasi dan (2) penerunan pertumbuhan populasi?
(1) Peningkatan pertumbuhan populasi
Faktor alam sekitar yang meningkatkan pertumbuhan populasi ialah dalam
sesuatu kawasan tidak berlaku pencemaran dan ekosistem yang stabil serta
habitat hidupan air dan darat terpelihara. Oleh itu, kadar imigrasi iaitu
penghijrahan masuk penduduk dan ini akan meningkatkan pertumbuhan
populasi. Selain itu, apabila keadaan tidak terancam kadar kelahiran akan
meningkat kerana penduduk berasa selamat daripada bencana dan
pencemaran yang membawa kepada maut.
(2) Penurunan pertumbuhan penduduk
Faktor alam sekitar yang menyebabkan penurunan pertumbuhan penduduk
ialah apabila berlaku kejadian seperti bencana alam seperti banjir, angin
taufan dan gempa bumi manakala pencemaran terhadap air, udara dan
tanah. Selain itu, kurangnya kawasan hijau yang ditebang untuk
pembangunan. Oleh itu kadar kematian meningkat dan berlaku penghijrahan
penduduk keluar dan ini akan mengurangkan penduduk.
6. Apakah yang akan berlaku jika saiz populasi melebihi keupayaan muatan
(carrying capacity)?
Jika saiz populasi meningkat lebih daripada keupayaan muatan, graf akan
berkurangan bermakna bahawa saiz penduduk menurun sekali lagi kerana
habitat yang tidak dapat membekalkan cukup sumber keperluan asas.
7. Keupayaan muatan (K) boleh berubah-ubah dari tahun ke tahun (lihat Miller
2001 angka 7,5). Dalam beberapa tahun K tinggi dan dalam beberapa tahun,
ia adalah rendah disebabkan perubahan dalam keadaan alam sekitar yang
tidak dapat diramalkan. Pengeksploitasian secara perdagangan penduduk,
seperti pemburuan ikan atau rusa, bergantung kepada hasil yang
diperolehi. Sebagai contoh, nelayan komersial berlesen boleh manangkap
ikan mengikut berat tertentu ("kuota" mereka) setiap tahun. Oleh itu,
mengapa perubahan rawak di K dari tahun ke tahun menjadi masalah untuk
pengurusan populasi eksploitasi komersial liar?
Keupayaan muatan, K sesuatu spesis berubah bagi setiap tahun. Apabila
sesetangah individu telah diburu, maka akan berlaku penurunan bagi saiz ahli di
dalam populasi tersebut. Individu yang tidak berpeluang untuk membesar juga
berkemungkinan akan menjadi mangsa tangkapan dan mengakibatkan
pengurangan bilangan individu yang wujud. Kuota yang tetap sapanjang tahun
akan mengakibatkan individu ini sentiasa diburu di dalam kuantiti yang sama,
sedangkan bilangan individu semakin menurun. Justeru, penangkapan individu
untuk tujuan komersial akan terjejas berikutan kekurangan ahli.
8. Pihak kerajaan menjual 10 lesen untuk memburu rusa pada setiap tahun
dan pemburuan adalah berdasarkan 20% daripada kapasiti keupayaan
muatan (kuota masing-masing ialah 2% daripada penduduk). Setelah
memahami konsep yang membawa kapasiti dan kadar pertumbuhan
penduduk, apa yang anda akan lakukan jika populasi rusa untuk musim
akan datang diramalkan melebihi 20%?
Keupayaan muatan boleh berubah-ubah dari semasa ke semasa. Jika
keupayaan muatan tinggi untuk beberapa tahun, dan dalam beberapa tahun
kemudian ia adalah rendah, ini berlaku disebabkan oleh perubahan dalam
keadaan alam sekitar yang tidak dapat diramalkan. Pengeksploitasian
bergantung kepada hasil tangkapan yang diperolehi. Bagi pemburu komersial
berlesen, untuk memburu rusa, mereka perlu mengikut kuota yang tetap setiap
tahun. Kuota ditentukan dengan membahagikan jumlah biojisim atau berat hasil
buruan, dengan bilangan pemburu (atau lesen).
Kesimpulan :
Bentuk lengkung pertumbuhan penduduk, akhirnya dikawal oleh tiga faktor :-
saiz penduduk awal (N0)
faktor pertumbuhan penduduk (R) yang mengukur kadar di mana penduduk akan
berkembang jika ia mempunyai sumber yang tidak terhad
kapasiti dibawa, carrying capacity (K), yang ditentukan oleh faktor-faktor alam
sekitar.