AMALI 5

MEMAHAMI TREND POPULASI

TUJUAN: Untuk menyiasat mengenai trend populasi

TEORIPopulasi merupakan sekumpulan individu dengan mempunyai ciri-ciri yang sama, hidup menempati ruang yang sama pada waktu tertentu. Anggota populasi hidup dalam habitat yang sama, mempunyai morfologi, anatomi dan fisiologi serta mampu menghasilkan keturunan dan berkembang biak secara bersama. Populasi suatu spesies adalah sebahagian daripada komuniti. Beberapa faktor yang mempengaruhi populasi ialah seperti sumber makanan, kemampuan untuk hidup (survive), kemampuan untuk membiak, habitat serta cuaca.Pertumbuhan populasi merupakan perubahan dalam bilangan individu dalam sesebuah populasi dalam tempoh masa tertentu atau perubahan dari segi populasi (N) dari semasa ke semasa. Perubahan tersebut ditentukan oleh kadar kelahiran, kematian, imigrasi dan emigrasi. Pertumbuhan ini dapat dimodelkan oleh lengkung geometri iaitu lengkung tak linear yang berbentuk S- (sigmoid) atau lengkung eksponen. Jika saiz populasi dua kali ganda antara setiap selang masa, maka bentuk pertumbuhan geometri ini akan dipanggil pertumbuhan eksponen.Pertumbuhan populasi iaitu peningkatan atau pengurangan boleh ditentukan oleh empat faktor. Faktor yang pertama iaitu kadar kelahiran yang meliputi proses seperti penetasan, kelahiran, percambahan, pembiakan berjantina yang akan menambah individu baru kepada populasi yang sedia ada. Manakala faktor yang kedua pula ialah kadar kematian yang mungkin disebabkan oleh beberapa faktor seperti kematian fisiologi, faktor-faktor genetik, kemalangan, musuh semula jadi, kanibalisma dan kekurangan makanan. Begitu juga dengan faktor yang berikutnya, imigrasi iaitu perpindahan atau penghijrahan masuk ke dalam sesuatu kawasan kerana mencari pasangan dan makanan di kawasan baru yang dapat menambah individu , manakala emigrasi merupakan penghijrahan keluar dari satu tempat ke tempat yang lain, sekaligus mengurangkan bilangan individu. Kadar pertumbuhan populasi yang positif berlaku apabila lebih ramai individu ditambah daripada individu yang keluar. Sebaliknya bertukar menjadi negatif apabila lebih ramai individu yang keluar daripada ditambah, dan adalah sama dengan sifar apabila dengan jumlah yang sama individu yang bertambah dan dikeluarkan.Populasi bersaiz kecil boleh menyebabkan demografi populasi kecil lebih tinggi daripada populasi besar. Demografi merujuk kepada perkembangan penduduk sama ada dari segi saiz, kepadatan, taburan, kelahiran, kematian dan sebagainya dalam tempoh waktu tertentu. Kebarangkalian turun naik yang lebih besar dalam populasi kecil akan menyebabkan semua anak-anak dalam satu generasi adalah terdiri daripada jantina yang sama dan seterusnya boleh mengakibatkan kepupusan.

Selain itu, kesan perubahan dalam persekitaran dari tahun kesetahun boleh mempengaruhi nisbah kadar kelahiran dan kadar kematian. Jika kadar kelahiran lebih tinggi daripada kadar kematian, maka populasi tetap akan wujud tetapi jika kadar kematian pula menjadi lebih tinggi, maka populasi itu berkemungkinan akan pupus.

Kepadatan populasi adalah hubungan antara jumlah individu dan luas atau isipadu ruang yang diduduki pada waktu tertentu. Manakala keupayaan muatan (K) ialah saiz maksimum populasi yang boleh ditampung oleh persekitaran dan bergantung kepada keperluan makanan, habitat, air dan lain-lain yang terdapat dalam persekitaran. Dalam erti kata lain, keupayaan muatan ialah beban maksimum persekitaran iaitu bilangan individu yang boleh disokong di kawasan tertentu dalam had semula jadi tanpa memusnahkan alam semula jadi, sosial, budaya dan ekonomi bagi generasi masa kini dan masa depan. Saiz populasi yang kecil daripada keupayaan muatan akan menyebabkan kadar pertumbuhan populasi menjadi positif supaya saiz populasi meningkat. Sedangkan jika saiz populasi lebih besar daripada keupayaan muatan, kadar pertumbuhan populasi adalah negatif supaya saiz populasi berkurang. Pertumbuhan populasi akan berhenti apabila saiz populasi menyamai kepayaan muatan iaitu kestabilan menghampiri nilai maksimum dengan sumber yang terhad makanan, air dan lain-lain lagi.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) = generasiPopulasi Badak APopulasi Badak B

Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)

0N0 = 30N0 = 20

1581.9392.0

21232.1822.1

32361.91612.0

44842.03182.0

59552.06432.0

Jadual 1Langkah

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, Populasi badak B,

Soalan

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?Perbezaan dalam saiz populasi pada selang masa ke 5 berhubung dengan perbezaan saiz populasi permulaan. (contoh : 30 vs 20). Kedua-duanya berkembang pada kadar yang sama.

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 yang sama bagi 5 selang masa (generasi).

Selang masa (t) = generasiPopulasi Koala APopulasi Koala B

Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)

0N0 = 20N0 = 20

1361.8311.5

2631.8471.5

31181.9661.4

42121.81031.6

53751.81501.5

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, Populasi koala B,

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?

Perbezaan dalam saiz populasi pada selang masa ke 5 berkait dengan perbezaan dalam faktor tumbesaran. Kedua-dua populasi mempunyai saiz populasi permulaan yang sama (20) tetapi perkembangan populasi adalah lebih cepat. 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) = generasiPopulasi Kuda Belang APopulasi Kuda Belang B

Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)

0N0 = 20N0 = 20

1804.0502.5

22302.91002.0

34001.82202.2

45001.33601.6

55501.14601.3

65801.15201.4

75901.05501.0

85951.05701.0

96001.05801.0

106001.06001.0

Jadual 3Langkah

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 3.4. Purata geometrik dikira bagi kedua-dua populasi. Populasi kuda belang A, Populasi kuda belang B,

Soalan

1. Populasi yang manakah sama ada A atau B yang mempunyai faktor pertumbuhan yang paling tinggi?

Populasi kuda belang A mempunyai faktor pertumbuhan paling tinggi kerana saiz populasinya meningkat secara pantas berbanding populasi kuda belang B. Kedua-duanya mempunyai saiz populasi pada masa 0. (contoh : N=20).

2. Adakah faktor pertumbuhan, R tersebut tetap? Terangkan sebarang perubahan yang berlaku pada R.

Faktor pertumbuhan tidak tetap sama ada kepada populasi kuda belang.

3. Adakah keupayaan muatan (carrying capacity) bagi populasi A berubah? Nyatakan mengapa. Keupayaan muatan bagi kuda belang A ialah 600 memandangkan lengkungannya mencapai asymptote. Keupayaan muatan bagi populasi kuda belang B lebih tinggi daripada 600 kerana lengkungannya tidak mencapai seperti asymtote dan faktor pertumbuhan masih > 1.0 (contoh : 1.03) pada populasi 600. Walau bagaimanapun, saiz populasi pada K tidak banyak melebihi 600.

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) = generasiPopulasi Kuda Belang APopulasi Kuda Belang B

Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)Saiz populasi, (N)Faktor pertumbuhan, (R)

0N0 = 20N0 = 20

1904.5502.5

22202.51202.4

33401.62101.8

44101.22601.2

54401.12601.0

64501.02301.0

74501.02001.0

84401.01701.0

94601.01501.0

104501.01501.0

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, Populasi kuda belang B,

Soalan

1.Populasi yang manakah sama ada A atau B yang mempunyai faktor pertumbuhan yang paling tinggi?

Faktor pertumbuhan tidak tetap. Populasi A mempunyai faktor pertumbuhan paling tinggi.

2.Adakah faktor pertumbuhan, R tersebut tetap? Terangkan sebarang perubahan yang berlaku pada R.

Faktor pertumbuhan populasi kuda belang A adalah mengikut pola yang dijangkakan bagi pertumbuhan sigmoid. Ia tinggi pada awalnya dan kemudian berkurangan kerana saiz populasi menghampiri keupayaan muatan. Populasi kuda belang B juga mengikut pola atau corak pertumbuhan sigmoid yang sama (tetapi dengan faktor pertumbuhan yang lebih kecil) Sehingga menghampiri keupayaan muatan, tetapi ia kemudian menjadi kurang daripada 1.0 dan saiz populasi berkurang sehigga ia mencapai satu keupayaan muatan yang baru.

3.Adakah keupayaan muatan (carrying capacity) bagi populasi A berubah? Nyatakan mengapa.

Keupayaan muatan bagi populasi kuda belang A sekarang ialah pada anggaran 450 berbanding 600 dalam tugasan 3. Keupayaan muatan bagi kuda belang B juga lebih rendah daripada dalam tugasan 3 ( sekarang pada anggaran 150 berbanding pada anggaran 600 ).

4.Kedua-dua populasi kuda belang mempunyai populasi saiz awal yang sama. Mengapakah satu populasi tidak bersaing dengan yang lain? Kenal pasti tiga faktor yang mengawal pertumbuhan populasi.Populasi kuda belang A melebihi persaingan (out-competed) populasi kuda belang ( contoh : ia mempunyai saiz populasi yag lebih besar ). Ini menyumbang kepada faktor pertumbuhan yang lebih besar seperti saiz populasi berkembang lebih cepat.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? Kesan kepada persaingan telah menyebabkan penurunan R bagi kedua-dua spesies.(contoh : kedua-dua spesies dipengaruhi oleh persaingan).

PERBINCANGAN1. Graf dibina bagi setiap tugasan. Label setiap lengkung pada graf dengan min faktor pertumbuhan, R.

2.Apakah perbezaan diantara pertumbuhan eksponen dan logistik (sigmoid)?

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.Manakala pertumbuhan logistik (sigmoid) pula merupakan 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.

3.Bagaimanakah populasi bertambah dan kehilangan individu?

Populasi 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?

Populasi yang mampu bersaing dan beradaptasi dengan persekitaran.

5.Apakah faktor persekitaran yang bertindak pada (1) peningkatan pertumbuhan populasi dan (2) penurunan pertumbuhan populasi?

Faktor yang bertindak pada peningkatan populasi ialah ahli populasi, faktor fizikal dan kapasiti pembiakan. Faktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan populasi ialah faktor abiotik seperti suhu dan iklim, sumber yang diperlukan untuk hidup dan kehadiran organisma lain dalam persekitaran yang berinteraksi dengan populasi tersebut.

6. Apakah yang akan berlaku jika saiz populasi melebihi keupayaan muatan (carrying capacity)?

Jika saiz populasi melebihi keupayaan muatan , kadar pertumbuhan populasi adaalah negatif supaya saiz populasi berkurang.

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%?

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).

15