Praktikum Virtual Metode Kuadrat: Menaksir Populasi

Praktikum virtual metode kuadrat ini sesuai dengan praktikum wajib AQA GCSE Biology tentang investigasi lapangan. Siswa memakai kuadrat acak untuk menaksir populasi satu spesies tumbuhan, lalu membuat transek sabuk dari naungan hutan ke tempat terbuka yang terang untuk melihat bagaimana cahaya mengubah tempat tumbuh spesies. Tidak seperti lapangan sungguhan, simulasi juga menampilkan jumlah sebenarnya. Siswa dapat melihat seberapa dekat taksiran mereka, serta bagaimana jumlah kuadrat dan pola mengelompok suatu spesies memengaruhi keandalan. Praktikum ini bisa dipakai saat hujan, di musim dingin, atau sebagai latihan sebelum kerja lapangan sungguhan.

Keterkaitan dengan kurikulum

• AQA GCSE Biology 4.7.2.1 (tingkat organisasi) dan praktikum wajibnya: mengukur ukuran populasi suatu spesies umum di sebuah habitat, dan memakai pengambilan sampel untuk menyelidiki pengaruh suatu faktor terhadap persebaran spesies. Ini juga praktikum wajib dalam Combined Science: Trilogy.
• NGSS HS-LS2-2 (standar sains AS): memakai representasi matematis untuk mendukung penjelasan tentang keanekaragaman hayati dan populasi.

Simulic tidak berafiliasi dengan College Board maupun AQA dan tidak didukung oleh keduanya.

Sebelum praktikum (5 menit)

Minta siswa menetapkan prediksi, di kertas atau sebagai pertanyaan 1 pada tautan kelas:

"Sebaris kuadrat membentang dari naungan hutan yang lebat ke tempat terbuka yang terang. Bagaimana jumlah bunga aster per kuadrat berubah di sepanjang garis itu?"

Sebagian besar siswa menjawab "lebih banyak di tempat terang", tetapi ada yang mengira paling banyak di tengah atau tidak ada pola. Minta mereka menyebutkan faktor abiotik yang berubah di sepanjang garis.

Langkah kerja dalam simulasi

Lahannya berukuran 20 m × 12 m (240 m²). Di dalamnya ada bunga aster, dandelion yang tumbuh berkelompok, daun sendok, paku-pakuan, dan rumput. Semua angka di bawah berlaku untuk lahan yang muncul saat simulasi dibuka. Lahan baru membuat lahan yang berbeda, jadi minta siswa tidak menekannya sampai selesai.

Bagian A: menaksir populasi dengan kuadrat acak

1. Atur Habitat ke Dari naungan hutan ke tempat terang, Metode sampel ke Acak, dan Spesies yang ditaksir ke Bunga aster.
2. Atur Sisi kuadrat ke 2 m dan Jumlah kuadrat ke 40. Tekan Sampel otomatis.
3. Catat rerata per kuadrat dan taksiran N, dihitung sebagai N = rerata per kuadrat × 240 m² ÷ 4 m².
4. Tekan Hapus kuadrat dan ulangi dua kali. Lalu lakukan hal yang sama untuk Dandelion.

Spesies	Percobaan	Rerata per kuadrat	Taksiran N	Jumlah sebenarnya
Bunga aster	1 / 2 / 3
Dandelion	1 / 2 / 3

Bagian B: transek sabuk

5. Atur Metode sampel ke Sepanjang transek, Sisi kuadrat 2 m, Jumlah kuadrat 10, lalu tekan Sampel otomatis. Kesepuluh kuadrat saling bersentuhan, sehingga membentuk sabuk dari 0 sampai 20 m.
6. Ganti Spesies yang ditaksir antara Bunga aster dan Paku-pakuan, lalu catat jumlah di setiap kuadrat.

Jarak (m)	0–2	2–4	4–6	6–8	8–10	10–12	12–14	14–16	16–18	18–20
Bunga aster
Paku-pakuan

Hasil yang diharapkan

Bagian A. Jumlah sebenarnya adalah 141 bunga aster dan 142 dandelion. Dalam 200 percobaan dengan 40 kuadrat acak 2 m, taksiran bunga aster sebagian besar berada antara 104 dan 179. Taksiran dandelion jauh lebih menyebar, dari 80 sampai 269, karena dandelion tumbuh berkelompok. Sebuah kuadrat mengenai satu kelompok atau melewatkannya. Dengan kuadrat 1 m, taksiran bunga aster makin stabil seiring bertambahnya jumlah kuadrat: sebarannya (simpangan baku) 84 tumbuhan dengan 5 kuadrat, 53 dengan 10, 41 dengan 20, dan 32 dengan 40.

Bagian B. Transek tidak acak, jadi setiap kelas mendapat hasil hitungan ini:

Jarak (m)	0–2	2–4	4–6	6–8	8–10	10–12	12–14	14–16	16–18	18–20
Bunga aster	0	0	1	2	2	3	5	2	1	7
Paku-pakuan	9	1	4	5	3	1	1	0	0	0

Tiga kuadrat di tempat teduh berisi 14 paku-pakuan dan 1 bunga aster, dan tiga kuadrat di tempat terang berisi 0 paku-pakuan dan 10 bunga aster. Jumlahnya naik-turun dari kuadrat ke kuadrat, tetapi trennya jelas. Indeks Simpson dari kuadrat adalah 0,32 di bawah pohon dan 0,66 di zona setengah teduh maupun di tempat terbuka yang terang.

Pertanyaan untuk siswa

1. (Prediksi, ditanyakan lagi setelah praktikum) Bagaimana jumlah bunga aster per kuadrat berubah dari tempat teduh ke tempat terang?
2. Pada transek, apa variabel bebasnya?
3. Dengan 40 kuadrat acak 2 m, berapa taksiran Anda untuk populasi bunga aster?
4. Pernyataan mana yang sesuai dengan data transek untuk bunga aster dan paku-pakuan?
5. Mengapa taksiran dandelion lebih bervariasi daripada taksiran bunga aster, dan bagaimana Anda dapat membuat taksiran lebih andal?

Jawaban untuk guru: (1) Jumlahnya bertambah ke arah tempat terang. (2) Jarak di sepanjang transek, yang mewakili tingkat cahaya. (3) Nilai berapa pun dari 95 sampai 195 (jumlah sebenarnya 141). (4) Paku-pakuan paling banyak di tempat teduh dan tidak ada di tempat terang penuh; bunga aster menunjukkan pola sebaliknya. (5) Dandelion tumbuh berkelompok, jadi setiap kuadrat mengenai satu kelompok atau melewatkannya. Pakai lebih banyak kuadrat, letakkan pada koordinat acak, lalu ulangi dan ambil rata-ratanya.

Miskonsepsi umum

• "Taksiran harus sama dengan jumlah sebenarnya." Pengambilan sampel selalu memiliki galat. Tujuannya adalah taksiran yang cukup dekat untuk membandingkan habitat.
• "Letakkan kuadrat di tempat tumbuhannya berada." Memilih tempat membuat taksiran bias. Ketuk lahan untuk meletakkan kuadrat secara manual, lalu bandingkan hasilnya dengan penempatan acak.
• "Transek memberi ukuran populasi." Transek menunjukkan persebaran suatu spesies. Transek tidak acak, jadi hasilnya tidak boleh diperbesar ke seluruh lahan.

Pengayaan

• Pilih Padang dengan jalan setapak terinjak dan jalankan transek 2 m yang sama melintasinya. Daun sendok mencapai puncak di jalan setapak (4 dan 6 tumbuhan di dua kuadrat jalan setapak), sementara bunga aster turun menjadi 0 dan 2 di sana. Tanyakan spesies mana yang tahan injakan, dan mengapa.
• Bandingkan ukuran kuadrat: 40 kuadrat 0,5 m dibandingkan 40 kuadrat 2 m. Mana yang memberi taksiran lebih stabil, dan berapa biayanya dalam waktu kerja lapangan?

Pertanyaan umum

Mengapa siswa saya mendapat taksiran yang berbeda-beda?

Kuadrat acak jatuh di tempat yang berbeda setiap kali, jadi setiap taksiran berbeda. Justru itulah intinya: kumpulkan hasil seluruh kelas dan bandingkan sebarannya dengan jumlah sebenarnya.

Mengapa transek memberi hasil hitungan yang sama untuk semua siswa?

Kuadrat transek berada pada jarak tetap di sepanjang garis, dan lahannya sama sampai seseorang menekan Lahan baru. Hal ini membuat Bagian B mudah dicek.

Bisakah saya memakai ini sebagai pengganti kerja lapangan sungguhan?

Pakai untuk mengajarkan metode dan perhitungannya. Jika kurikulum Anda mewajibkan kunjungan lapangan, ini adalah latihan yang baik: siswa datang dengan sudah memahami mengapa kuadrat harus diletakkan secara acak.

Simulasi dan panduan terkait

Kunci determinasi dikotomis – mengelompokkan makhluk hidup dengan pertanyaan ya/tidak Pertumbuhan populasi – daya dukung lingkungan

Untuk kegiatan biologi lainnya, lihat ide pelajaran biologi interaktif. Untuk bantuan merumuskan pertanyaan, lihat menulis pertanyaan yang baik untuk lab virtual.