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.