Bài 25. Thực hành: Xác định một số đặc trưng của quần thể – Tóm tắt Sinh học 12

1. Bốn đặc trưng cần xác định

Định nghĩa

Trong bài thực hành, ta xác định bốn đặc trưng cơ bản của quần thể:

Mật độ cá thể: số cá thể trên một đơn vị diện tích (hoặc thể tích), ví dụ $\text{cá thể}/\mathrm{m^2}$ , $\text{cá thể}/\mathrm{ha}$ .
Tỉ lệ giới tính: tỉ số giữa số cá thể đực và số cá thể cái.
Cấu trúc tuổi: tỉ lệ cá thể của các nhóm tuổi: nhóm trước sinh sản (tiền sinh sản), nhóm tuổi sinh sản, nhóm sau sinh sản (hậu sinh sản).
Kiểu phân bố không gian của các cá thể: phân bố đều, phân bố ngẫu nhiên hoặc phân bố thành đàn, thành cụm.

Nhìn vào tỉ lệ các nhóm tuổi có thể dự đoán xu hướng quần thể: nhóm trước sinh sản lớn hơn hẳn nhóm sinh sản thì quần thể có xu hướng phát triển; nhóm trước sinh sản xấp xỉ nhóm sinh sản thì quần thể ổn định; nhóm trước sinh sản nhỏ hơn nhóm sinh sản (nhóm sau sinh sản lớn) thì quần thể có xu hướng suy giảm.

2. Ba phương pháp xác định đặc trưng

Phương pháp	Đối tượng phù hợp	Nguyên tắc thực hiện
Đếm trực tiếp	Quần thể có ít cá thể, vùng hẹp, dễ quan sát	Đếm toàn bộ cá thể trong toàn bộ khu vực khảo sát, rồi tính mật độ.
Ô tiêu chuẩn (ô mẫu)	Thực vật, động vật ít di chuyển	Đặt ngẫu nhiên các ô mẫu kích thước xác định (thường $1\,\mathrm{m}\times 1\,\mathrm{m}$ ), đếm cá thể trong từng ô, lấy trung bình để suy ra mật độ toàn vùng.
Gắn thẻ – thu hồi	Động vật di chuyển tự do (cá, chim, côn trùng)	Bắt lần đầu $M$ cá thể, gắn thẻ rồi thả về; sau đó bắt mẫu ngẫu nhiên lần hai, đếm số cá thể mang thẻ để ước lượng kích thước quần thể.

3. Các bước tiến hành

Các bước chung khi xác định đặc trưng quần thể

1.
Chọn địa điểm và khoanh vùng khảo sát; quan sát chọn loài đối tượng (loài đặc trưng, dễ nhận biết).
2.
Tuỳ đối tượng và điều kiện mà chọn phương pháp phù hợp (đếm trực tiếp, ô mẫu hoặc gắn thẻ – thu hồi).
3.
Đặt các ô mẫu (hoặc bắt mẫu) theo nguyên tắc ngẫu nhiên, ghi số liệu vào bảng: số cá thể đực, cái; số cá thể theo từng nhóm tuổi; vị trí các cá thể.
4.
Tính toán: mật độ cá thể, tỉ lệ giới tính, tỉ lệ các nhóm tuổi; vẽ sơ đồ cấu trúc tuổi và sơ đồ phân bố không gian.
5.
Nhận xét, đánh giá và rút ra kết luận về trạng thái quần thể.

Ghi chú khi đặt ô mẫu

Số ô mẫu càng nhiều thì kết quả càng gần với giá trị thực. Các ô phải được đặt ngẫu nhiên trong vùng khảo sát, không chỉ chọn chỗ có nhiều cá thể, để tránh sai lệch số liệu.

4. Ước lượng kích thước quần thể động vật

Công thức ước lượng kích thước quần thể (gắn thẻ – thu hồi)

Gọi $M$ là số cá thể bắt ở lần thứ nhất, đã gắn thẻ và thả về; $n$ là tổng số cá thể bắt được ở lần thứ hai (mẫu ngẫu nhiên); $m$ là số cá thể mang thẻ trong số $n$ cá thể lần thứ hai. Khi đó kích thước $N$ của quần thể được ước lượng bởi

N=\frac{M\times n}{m}.

Các giả thiết của phương pháp

Phương pháp chỉ cho kết quả chính xác khi: thẻ gắn chắc, không rụng trong thời gian nghiên cứu; cá thể mang thẻ đã trộn đều với quần thể; quần thể kín (không có nhập cư, xuất cư, sinh, tử đáng kể); việc bắt ở lần thứ hai là ngẫu nhiên.

Ví dụ 1

Người ta bắt lần đầu $48$ con cá trong một hồ, đánh dấu rồi thả về. Sau vài ngày, bắt ngẫu nhiên lần thứ hai được $60$ con, trong đó có $12$ con mang dấu. Hãy ước lượng kích thước quần thể cá trong hồ.

Lời giải · 2 bước

Áp dụng công thức ước lượng với $M=48$ , $n=60$ , $m=12$ :

N=\frac{M\times n}{m}=\frac{48\times 60}{12}=\frac{2880}{12}=240.

Bước 2

Vậy kích thước ước lượng của quần thể cá trong hồ là khoảng $240$ cá thể.

Ví dụ 2

Trong một vùng cỏ rộng $200\,\mathrm{m^2}$ , người ta đặt ngẫu nhiên $10$ ô mẫu, mỗi ô có diện tích $1\,\mathrm{m^2}$ , và đếm được tổng cộng $85$ cây của loài cần nghiên cứu. Hãy tính mật độ loài và ước lượng số cây của toàn vùng.

Lời giải · 3 bước

Mật độ trung bình của loài trong vùng:

\frac{85}{10}=8{,}5\ \text{cá thể}/\mathrm{m^2}.

Bước 2

Ước lượng số cây của toàn vùng $200\,\mathrm{m^2}$ :

8{,}5\times 200=1700\ \text{cây}.

Bước 3

Vậy mật độ loài là $8{,}5$ cá thể trên một mét vuông và toàn vùng có khoảng $1700$ cây.

5. Ý nghĩa và ứng dụng

Cho biết trạng thái hiện tại của quần thể: đông, thưa, đang phát triển hay suy giảm.
Là cơ sở để quản lí và bảo vệ tài nguyên sinh vật: bảo tồn loài quý hiếm, kiểm soát loài gây hại.
Góp phần dự báo sự biến đổi của quần thể trong tương lai, từ đó đưa ra biện pháp can thiệp kịp thời.
Rèn kĩ năng quan sát, thu thập và xử lí số liệu sinh học thực địa.

6. Câu hỏi vận dụng

Câu hỏi 1

Trong vùng đất $500\,\mathrm{m^2}$ có nhiều ốc sên (động vật ít di chuyển). Em hãy chọn phương pháp xác định mật độ phù hợp và trình bày các bước tiến hành.

Gợi ý trả lời

Chọn phương pháp ô tiêu chuẩn (ô mẫu) vì ốc sên ít di chuyển, dễ đếm trong ô nhỏ. Các bước: khoanh vùng $500\,\mathrm{m^2}$ ; đặt ngẫu nhiên khoảng $10$ ô mẫu $1\,\mathrm{m}\times 1\,\mathrm{m}$ ; đếm số ốc trong từng ô; tính trung bình để ra mật độ, rồi nhân với $500\,\mathrm{m^2}$ để ước lượng kích thước.

Câu hỏi 2

Một quần thể chim câu trong công viên có cấu trúc tuổi với nhóm trước sinh sản chiếm $55\%$ , nhóm sinh sản $30\%$ , nhóm sau sinh sản $15\%$ . Hãy nhận xét xu hướng của quần thể và đề xuất phương pháp ước lượng kích thước.