1 Phương Pháp Thu Mẫu Trong Nghiên Cứu Sinh Thái.pdf

Số lượng đơn vị mẫu cần thu  Trong quá trình thu mẫu, các nhà sinh thái học cần phải ước lượng mẫu cần có để thu được chính xác số trung bình của quần thể sao cho đảm bảo có được bức tr

BÀI 1: PHƯƠNG PHÁP THU MẪU TRONG NGHIÊN CỨU SINH THÁI

1 Nguyên tắc thu mẫu

 Tại sao lấy mẫu (thu mẫu) phải thu đúng? Thu mẫu đúng mới phản ánh

được đặc tính chung của quá trình

 Nguyên tắc chung cho quá trình thu mẫu: là phải cung cấp thông tin tối đa

trong giới hạn thời gian quy định, trong phạm vi tài chính và khả năng người thu mẫu hiện có

Note: Không có phương pháp nào phổ cập cho tất cả các trường hợp vì phương

pháp nào cũng lệ thuộc vào tuỳ từng đối tượng, yêu cầu và mục đích nghiên cứu

2 Phương pháp và kỹ thuật thu mẫu

 Phương pháp: Xác định vị trí lấy mẫu tức là vị trí không gian của nơi thu

thập số liệu Xác định phương pháp lựa chọn và giới hạn các quá trình lấy số liệu

 Kỹ thuật thu mẫu: gồm kỹ thuật thu lượm số liệu về thực vật hay động vật ở

nơi lấy mẫu (ghi chép sự có mặt hay vắng mặt, số lượng chính xác hay ước lượng, đo đạc v.v…)

+ Trong nghiên cứu sinh thái thực vật thì cần xác định thêm các đặc tính của thực vật đó như tỷ lệ phần trăm độ che phủ, mật độ chồi v.v…

+ Trong nghiên cứu sinh thái động vật thì quan trọng là sự lựa chọn các đặc điểm trong không gian và thời gian, vật làm mồi dùng đánh bẫy v.v…

3 Số lượng đơn vị mẫu cần thu

 Trong quá trình thu mẫu, các nhà sinh thái học cần phải ước lượng mẫu cần

có để thu được chính xác số trung bình của quần thể sao cho đảm bảo có được bức tranh đại diện cho thành phần loài của quần thể Do đó nảy sinh

các câu hỏi: Số lượng bao nhiêu thì đủ để đạt được sự chính xác? Số lượng

mẫu thu nhỏ hay lớn hơn thì có ảnh hưởng gì? trong quá trình thu mẫu (Trả

lời sau bài thực tập)

 Sinh viên cần phân biệt:

+ Giá trị trung bình thực của quần thể ( ) là một hằng số 

Khi số lượng mẫu lớn (n>30) thì sự phân bố của các trung bình mẫu là xấp xỉ và  sai số chuẩn có thể được ước lượng như sau:

SEx= s /n2 Trong đó: SE : là sai số chuẩn của trung bình mẫux

s2: là độ biến thiên của mẫu

n: là số lượng mẫu

Từ các bảng phân phối chuẩn chúng ta có thể xác định giới hạn độ tin cậy của giá trị trung bình thực của quần thể như sau:

 = x ± SEx

với độ tin cậy là 95%

Trong thực tập ở phòng thí nghiệm, số lượng mẫu cần lấy (N) có thể thu được bằng công thức:

N = 4s2/D2x2

Trong đó: D là sai số tương đối trong khoảng phần trăm độ tin cậy của số trung bình 2 thực quần thể

Ví dụ: Nếu chúng ta thoả mãn với 95% độ tin cậy của số trung bình thực của quần thể

trong phạm vi ±40% của số trung bình thực (nghĩa là sai số chuẩn của 20% của số trung bình) thì D = 0,4 Số lượng mẫu cần thiết để ước lượng trung bình quần thể trong phạm vi ±40% của giá trị thực đã được cho bởi công thức với D = 0,4 Công thức đơn giản thành: N = 4s2/D2x2 = 4s /0,42 2x2 = 25s / 2x2 (Áp dụng công thức này trong phần thực hành để tính N)

+ Giá trị trung bình mẫu (x): thay đổi từ mẫu này đến mẫu khác Theo toán thống kê

ta có công thức sau:

= x /ni

Trong đó:

x là trị số trung bình của mẫu

xi số lượng mẫu của lần đếm

n là số lượng đơn vị mẫu

S2 = 1/n-1 (Σxi2 - ¿x ) /n)i2

Tiến hành thí nghiệm:

Sinh viên đếm số lượng tuyệt đối cá thể của quần thể mọt gạo bằng phương pháp suy từ mật độ trung bình/ đơn vị thể tích hay trọng lượng gạo nhất định (trong điều kiện bài thực hành này chúng ta thay mọt gạo bằng hạt đậu xanh)

Vật liệu và dụng cụ:

 5 kg gạo và khoảng 500 con mọt gạo (trong điều kiện bài thực hành này chúng ta thay mọt gạo bằng hạt đậu xanh) trộn lẫn vào nhau cho đều

 Cốc nhựa cho sẵn

 Cân sai số (có độ chính xác 0,01g)

Quá trình thực hiện:

 Sinh viên chia làm 3 nhóm

 Mỗi nhóm nhận 1kg gạo đã trộn lẫn đậu (xem như 1 chủng quần mọt)

 Cân chính xác gạo dùng trong 1 chén nhựa sau mỗi lần đong

 Mỗi nhóm lấy 10 chén gạo đã trộn lẫn đậu và đếm lần lượt số mọt gạo (hạt đậu) có trong mỗi lần đong

Sau đó tính số lượng mẫu cần lấy (N) theo các công thức trên

 Khi đã tìm được N rồi, lại lấy N chén gạo và đếm số lượng mọt gạo (hạt đậu) của lần lấy mẫu này

 Tìm x và suy ra số lượng cá thể của quần thể mọt (hạt đậu) trong gạo, ta gọi

số tính được là T

Đếm trực tiếp toàn bộ số lượng cá thể mọt (hạt đậu) trong quần thể mọt gạo P Sau đó so sánh số lượng thực của quần thể mọt P với T là số lượng quần thể ước lượng thông qua x

BÀI 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUẦN THỂ

1 Phương pháp xác định kiểu phân bố của quần thể

(Đặc trưng quần thể: mật độ, tỷ lệ giới tính, tỷ lệ sinh/tử, Tăng trưởng của quần thể (sinh sản), biến động số lượng trong quần thể)

Xác định kiểu phân bố, mức độ quần tụ, cũng như kích thước và thời gian tồn tại các nhóm là hoàn toàn cần thiết khi tìm hiểu bản chất của quần thể và đặc biệt cần

thiết khi xác định mật độ quần thể (Mật độ thô: tỷ lệ giữa số lượng của tất cả các cá thể/tổng diện tích; mật độ sinh thái: tỷ lệ giữa số cá thể/diện tích thực sử dụng; ví dụ

ở người mật độ sinh thái được tính trên diện tích đất canh tác được)

Sự hình thành quần thể là quá trình lịch sử của các mối quan hệ giữa tập hợp các cá thể của cùng 1 loài với các nhân tố sinh thái của môi trường, tức là sự phân bố của các cá thể trong quần thể chịu tác động mạnh mẽ của các nhân tố môi trường ngoài, thêm vào đó ở thực vật cũng như động vật có xu hướng tạo thành các tập hợp thống nhất (hoặc do sinh sản hoặc do cạnh tranh), thì sự phân bố chắc chắn hoàn toàn

sẽ là ngẫu nhiên

Theo Cole (1946) thì sự phân bố không ngẫu nhiên của sinh vật có thể xem như

là kết quả của sự phân bố tự nhiên của các nhóm có số lượng cá thể khác nhau Tính chất đặc trưng phân bố giữa các cá thể trong quần thể sinh vật ở ngoài tự nhiên được biểu thị bằng đại lượng phương sai (S ) 2

Để xét mức độ phân tán của các cá thể trong quần thể thì chúng ta đặt các ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên (trong cùng 1 thời điểm, không chồng khít lên nhau) và đếm số lượng của loài đó trong ô tiêu chuẩn Tần số bắt gặp đồng thời của các nhóm từ 0, 1,

2, ….n hoàn toàn có thể gặp trong tự nhiên, và như vậy trong thống kê sinh học nó thuộc phân bố poisson Ví dụ: sự phân bố không ngẫu nhiên chỉ có ở các ô thí nghiệm với thảm thực vật rất ít thuần nhất, ở các khu rừng có độ cao trung bình của cây lớn với tán tạo thành thảm che phủ kín thì sự phân bố ở đây là phân bố đều, ngoài ra ta thấy các cây bụi trên đồi hoang (xavan) thường có phân bố đều

Phương pháp xác định kiểu phân bố của quần thể:

n: là số lần đi thu mẫu

m: là số lượng cá thể trung bình của n lần đi thu mẫu

X: là số lượng cá thể của mỗi lần đi thu mẫu

Ta có: S = 2 Σ(Xi – m) /n-1 (nếu m<80)2

S2= Σ(Xi – m) /n (nếu m 2 ≥80)

Dựa vào số của S ta có thể xác định được kiểu phân bố của cá thể trong quần 2 thể như sau:

 Nếu S = 0 thì quần thể phân bố đồng đều2

 Nếu S ≤ m thì quần thể phân bố ngẫu nhiên2

 Nếu S > m thì quần thể phân bố theo nhóm và khi S càng lớn thì mức độ 2 2 tập trung của nhóm càng lớn

2 Một số phương pháp xác định mật độ quần thể

Lý thuyết:

 Đối với quần thể vi sinh vật: đếm số lượng khuẩn lạc trong 1 thể tích môi trường nuôi cấy xác định

 Thực vật hay động vật đáy (ít di chuyển): xá định số lượng trên ô tiêu chuẩn

 Thực vật nổi: đếm số lượng cá thể trong 1 thể tích nước xá định

Thực hành:

 Phương pháp chia ô: dùng để tính mật độ của quần thể sinh vật có đời sống

cố định như thực vật

 Thực hiện: chia kích thước của các ô tiêu chuẩn Đếm số lượng cá thể của quần thể trong các ô tiêu chuẩn Sau đó suy ra mật độ cá thể trong quần thể

BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUẦN XÃ

1 Phương pháp nghiên cứu độ thường gặp trong quần xã

(Quần xã: sự đa dạng trong quần xã nói đền các chỉ số:

 Số lượng loài: tổng số loài của quần xã trong 1 hệ sinh thái.

 Sự phong phú của các loài: số lượng cá thể của mỗi loài trong quần xã.

 Sự ưu thế: loài rất phong phú, tạo thành 1 tần số bắt gặp cao.

 Sự đa dạng về loài: Ðể mô tả cấu trúc của một quần xã, số lượng loài chưa

đủ để biểu diễn đầy đủ Sự phong phú tương đối về loài cũng tham dự vào.)

Độ thường gặp là tỷ lệ phần trăm số địa điểm lấy mẫu có loài được xét so với tổng

số địa điểm lấy mẫu trong vùng nghiên cứu

Cách tính độ thường gặp của 1 loài:

C = p x 100/P

Trong đó:

p: là số lần lấy mẫu có loài nghiên cứu

P: là tổng số lần lấy mẫu

Nếu C > 50%: loài thường gặp

25% < C < 50%: Loài ít gặp

C < 25%: loài ngẫu nhiên

Thực hiện: Sinh viên lập các ô tiêu chuẩn tại địa điểm thực tập Chọn đối tượng thực vật nghiên cứu Sau đó xác định độ thường gặp của 1 loài theo công thức trên

2 Phương pháp nghiên cứu độ thân thuộc của 2 loài trong quần xã

Muốn xác định được nhóm loài đặc trưng người ta phải sử dụng phương pháp thống kê để xác định mối quan hệ thân thuộc của từng cặp hai loài một của một tập hợp loài ở khu vực mà người ta muốn xá định ranh giới giữa hai quần xã

Hệ số thân thuộc được xác định theo phương trình của Sorensen như sau:

q = 2c x 100/a+b

Trong đó: a là số lần lấy mẫu chỉ có loài A

b là số lần lấy mẫu chỉ có loài B

c là số lần lấy mẫu có cả loài A và loài B

Hoặc hệ số thân thuộc có thể xác định theo phương trình của Jaccard như sau:

q = c x 100/a + b –c

Nếu N là tổng cộng các lần lấy mẫu thì q là xác suất độ cùng cư trú của 2 loài phân

bố ngẫu nhiên nếu:

q > c thì hai loài không có quan hệ thân thuộc

q = c hai loài đó do ngẫu nhiên mà cùng cư trú ở 1 nơi

q < c hai loài đó có khuynh hướng thân thuộc với nhau và sự sống chung

là thực chất, không phải là ngẫu nhiên

Nếu muốn tính xác suất của hệ số thân thuộc cho cụ thể, tránh trường hợp do ngẫu nhiên người ta tính hệ số x :2

x2 = N3(c-q)2/ab (N-a) (N-b)

Nếu x > 3,89 thì sự sống chung thực chất đạt tới xác suất 95%, chỉ 5% trường hợp2

là do ngẫu nhiên

Nếu x > 6,69 thì sự sống chung thực chất đạt tới xác suất là 99%2

Lập danh sách so từng cặp hai loài một, người ta phân biệt ra được những nhóm loài đặc trưng có hệ số thân thuộc cao Những loài này thường tập trung tại 1 nơi tương đối xác định và ở vùng chuyển tiếp lại có những loài có khunh hướng cùng tồn tại ở nhiều quần xã

Khi đã xác định được giới hạn của quần xã, việc gọi tên quần xã là dựa vào 1 số loài hay nhóm loài sinh vật đóng vai trò quan trọng trong quần xã (loài ưu thế) Chúng đóng vai trò quan trọng hoặc do số lượng, cỡ lớn hay do hoạt động của chúng Như vậy chúng ta thấy rằng sự phân bố của các sinh vật trong không gian và quan hệ tương hỗ của chúng với môi trường ngoài quyết định kiểu cấu trúc của quần xã

BÀI 4: ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ SINH THÁI: NỒNG ĐỘ MUỐI ĐẾN

SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY SA SÂM NAM (Launaea sarmentosa Schultz-Bip.ex Kuntze) TRỒNG TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ KÍNH

1 Mục đích

 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng của cây sa sâm nam (Launaea sarmentosa Schultz-Bip.ex Kuntze) trồng trong điều kiện nhà kính

 Sinh viên hiểu được ảnh hưởng của nhân tố sinh thái vô sinh (cụ thể là nồng

độ muối) đến sự sinh trưởng của thực vật

 Sinh viên biết cách bố trí thí nghiệm, theo dõi thí nghiệm, thu số liệu thí nghiệm, xử lý số liệu thí nghiệm và đưa ra nhận xét, giải thích cho kết quả thí nghiệm, viết báo cáo nghiên cứu

2 Nội dung

2.1 Đối tượng

 Ngó của cây Sa sâm nam được thu hái từ vùng ven biển Bình Thuận

2.2 Dụng cụ, hoá chất

 Dụng cụ

 Cốc nhựa, giá thể, bể đựng dung dịch thuỷ canh, kéo, băng keo v.v…

 Hoá chất

 Bao gồm các hoá chất dùng để pha môi trường thuỷ canh cơ bản (Bảng 1)

Bảng 1: Môi trường thuỷ canh cơ bản

2.3 Bố trí thí nghiệm



 Bố trí thí nghiệm

 Bố trí 7 lô thí nghiệm cụ thể như sau:

+ Lô đối chứng: không bổ sung dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 1: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 0.5% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 2: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 0.5% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 3: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 1% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 4: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 1.5% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 5: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 2% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 6: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 2.5% dd NaCl

+ Lô thí nghiệm 7: bố trí trồng các ngó sa sâm vào dd thuỷ canh cơ bản có

bổ sung 3% dd NaCl

- Mỗi lô thí nghiệm bố trí trồng 100 ngó vào 100 cốc nhựa đã cho giá thể, sau đó cho vào dd thuỷ canh cơ bản

 Các nhóm thực hiện thí nghiệm cụ thể như sau:

- Nhóm 1, 2, 3, 4: thực hiện thí nghiệm cho lô đối chứng

- Nhóm 5, 6, 7, 8: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (0.5% dd NaCl)

- Nhóm 9, 10, 11, 12: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (1% dd NaCl)

- Nhóm 13, 14, 15, 16: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (1.5% dd NaCl)

- Nhóm 1, 2, 3 CLCK44: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (2% dd NaCl)

- Nhóm 4, 5, 6: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (2.5% dd NaCl)

- Nhóm lớp CLCK44: thực hiện thí nghiệm cho lô thí nghiệm 1 (3% dd NaCl)

 Sau khi bố trí thí nghiệm, sinh viên các nhóm sẽ tiến hành chăm sóc và theo dõi sự phát triển của cây sa sâm nam ở lô thí nghiệm mà mình bố trí trong thời gian 1 tháng

 Sinh viên quan sát các lô thí nghiệm theo thời gian: 7 ngày, 14 ngày, 21 ngày và 30 ngày Thu nhận định tính về sự phát triển của cây ở các lô thí nghiệm

 Sinh viên thu số liệu về số lượng lá, chiều dài lá, sinh khối tươi của lá ở mỗi

lô thí nghiệm và trao đổi số liệu với các nhóm còn lại để xử lý số liệu và thu kết quả thí nghiệm, viết báo cáo kết quả thí nghiệm

BÀI 5: ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ SINH THÁI: ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ THỂ ĐẾN SỰ NẢY MẦM VÀ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY DẺ BIDOUP

(Quercus bidoupensis Binh & Ngoc) TRỒNG TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ KÍNH

3 Mục đích

 Khảo sát ảnh hưởng của giá thể đến sự nảy mầm và sinh trưởng của cây dẻ Bidoup (Quercus bidoupensis Binh & Ngoc) trồng trong điều kiện nhà kính

 Sinh viên hiểu được ảnh hưởng của nhân tố sinh thái vô sinh (cụ thể là giá thể) đến sự sinh trưởng của thực vật

 Sinh viên biết cách bố trí thí nghiệm, theo dõi thí nghiệm, thu số liệu thí nghiệm, xử lý số liệu thí nghiệm và đưa ra nhận xét, giải thích cho kết quả thí nghiệm, viết báo cáo nghiên cứu

4 Nội dung

4.1 Đối tượng

 Hạt của cây dẻ Bidoup được thu hái từ rừng quốc gia Bidoup-Núi Bà, và đã được bảo quản trong điều kiện lạnh

4.2 Dụng cụ

 Dụng cụ

 Bịch nilon, giá thể, kéo, băng keo v.v…

4.3 Bố trí thí nghiệm



 Bố trí thí nghiệm

 Bố trí 5 lô thí nghiệm cụ thể như sau:

+ Lô thí nghiệm 1: bố trí deo hạt dẻ vào các bịch nilon đựng giá thể xơ dừa 100% đã qua xử lý

+ Lô thí nghiệm 2: bố trí deo hạt dẻ vào các bịch nilon đựng giá thể đất đỏ 100%

+ Lô thí nghiệm 3: bố trí deo hạt dẻ vào các bịch nilon đựng giá thể đất đen 100% đã qua xử lý

+ Lô thí nghiệm 4: bố trí deo hạt dẻ vào các bịch nilon đựng giá thể xơ dừa phối trộn với đất đỏ theo tỷ lệ 1:1

+ Lô thí nghiệm 5: bố trí deo hạt dẻ vào các bịch nilon đựng giá thể xơ dừa phối trộn với đất đen đã qua xử lý theo tỷ lệ 1:1

- Mỗi lô thí nghiệm bố trí gieo 30 hạt vào 30 bịch nilon của mỗi loại giá thể theo các nghiệm thức nêu trên cốc nhựa đã cho giá thể

 Sinh viên thực hiện thí nghiệm cụ thể như sau:

- Sinh viên chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm bố trí 1 nghiệm thức nêu trên

 Sau khi bố trí thí nghiệm, sinh viên các nhóm sẽ tiến hành chăm sóc và theo dõi sự này mầm và phát triển của cây dẻ bidoup ở lô thí nghiệm mà mình bố trí trong thời gian 1 tháng

 Sinh viên quan sát các lô thí nghiệm theo thời gian: 7 ngày, 14 ngày, 21 ngày và 30 ngày Thu nhận định tính về sự nảy mầm và sự phát triển của cây ở các lô thí nghiệm

 Sinh viên thu số liệu về tỷ lệ nảy mầm, số lượng lá, chiều dài lá, diện tích lá

ở mỗi lô thí nghiệm và trao đổi số liệu với các nhóm còn lại để xử lý số liệu

và thu kết quả thí nghiệm, viết báo cáo kết quả thí nghiệm

 Tính diện tích lá: Sinh viên sử dụng phần mềm ImageJ để tính diện tích lá (theo hướng dẫn của giảng viên)