Amali SCE 3107

SCE 3107 EKOSISTEM DAN BIODIVERSITI

AMALI 1

Ekosistem Tanah - Biota Tanah dan Jaringan Makanan

Pendahuluan

Sesuatu ekosistem terdiri daripada tumbuhan, haiwan (biodiversiti) dan faktor-faktor abiotik

yang bekerja bersama untuk menjana, menyimpan dan memindahkan tenaga , nutrien

dan air. Sebagai contoh, tumbuhan menjana tenaga dari proses fotosintesis dan tenaga

disimpan dalam bentuk karbohidrat dalam tumbuhan atau lemak dan protin dalam haiwan

selepas haiwan memakan tumbuhan tersebut. Organisma-organisma tanah menguraikan

tisu-tisu tumbuhan dan haiwan dan memindahkan tenaga kepada mereka manakala nutrien

balik ke tanah untuk diambil balik oleh tumbuhan. Kebanyakan organisma dalam

ekosistem ini menghasilkan fungsi –fungsi ekosistem dan menyumbang kepada lebih

kepelbagaian dan kestabilan kepada ekosistem itu sendiri. Tanah menyediakan satu

contoh kajian ekosistem yang mudah.

Tugasan: Mengukur Makrofauna

Makrofauna mempercepatkan kadar pereputan bahan organik. Mereka

memecahkan bahan organik menjadi lebih kecil dan menggaulkan bahan organik

dengan tanah. Walaupun begitu, bandingan bilangan makrofauna dengan

mikrofauna dalam tanah adalah kecil.

Kumpul satu sampel tanah dibawah litupan daun luruh (O Horizon) dan tanah

atas (A Horizon – tidak melebihi kedalaman 3cm) daripada dua lokasi berbeza.

Pilih dari laman, kawasan tumbuhan asli, aman,di bawah spesis pokok yang

berbeza atau kawasan-kawasan lain. Masukkan sampel-sampel ke dalam bag

plastik, dimeterikan dan dilabelkan dengan nama anda dan lokasi kutipan. Pada

setiap lokasi, rekodkan jenis tanaman pada lokasi (contoh, hutan, paya, laman dan

lain-lain) dan ciri- ciri dalam jadual di bawah, kemudian gunakan untuk

membandingkan habitat tanah dari dua lokasi. Jika anda tidak mempunyai

peralatan yang cukup (contoh: pH kit atau penetrometer), buang ciri tersebut.


Ciri-ciri Lokasi Lokasi 1 Lokasi 2

Jenis tanaman

tahap naungan

Kelembapan/Kekeringan Tanah

pH Tanah

Kemampatan Tanah

Tekstur Tanah (pasir, liat dll)

Jadual 1

Kembali ke makmal, campurkan sampel tanah dengan tanah litupan daun dari lokasi

yang sama. Masukkan satu sampel yang diketahui ke dalam corong Tulgren. Biarkan

selama 2 hari, kemudian tuangkan kedalam piring petri yang mengandungi alkohol.

Masukkan sampel dari lokasi kedua ke dalam corong Tulgren dan tuangkan selepas

2 hari, mengikut prosedur yang sama. Jika anda tahuisipadu tanah yang dikaji, anda

akan boleh membandingkan kehadiran makrofauna antara dua lokasi.

Daripada beg-beg sampel , periksa sampel tanah dari O Horizon dan A Horizon

dengan menggunakan microskope atau kanta tangan. Masukkan sebarang fauna

yang dijumpai ke dalam piring petri untuk dikenalpasti. Kenalpasti semua

organisma dan kelaskan kedalam kumpulan yang berlainan (contoh: Kumpulan

Jenis-jenis corong Tulgren untuk mengekstrak fauna tanah


A tiada kaki – cacing; kumpulan B 8 kaki – laba-laba, hama dan lain-lain).

Kira jumlah individu dalam

setiap kumpulan. Jika terlalu banyak, anggarkan jumlah yang sepatutnya.

a. Makrofauna Terbesar

Order atau Kumpulan Makrofauna

Bilangan @ lokasi 1isipadu tanah = ____


Jadual 2

Kosongkan kandungan dalam jar pengumpul ke dalam piring petri, dan kenal

pasti dalam kumpulan. Kira jumlah individu dari setiap kumpulan.

b. Makrofauna terkecil

Order atau Kumpulan Makrofauna



Jadual 3


Guna keputusan dari Jadual 2 dan 3 dan kira bilangan order atau kumpulan seliter

tanah dan litupan daun, dan bilangan individu dari setiap order atau kumpulan seliter

tanah dan litupan daun.

Makrofauna lokasi 1 lokasi 2

bilangan Order atau kumpulan seliter tanah/litupan

contoh: bil individu kum. B seliter tanah/litupan 15 7

bil. individu seliter tanah/litupan

bil. individu seliter tanah/litupan

Laporan Anda – Menerangkan peranan biota tanah

Laporan anda mestilah mengandungi tajuk, pendahuluan yang menerangkan tentang

amali tersebut, dan satu penerangan tentang perbincangan (lebih kurang 600 patah

perkataan) berdasarkan soalan-soalan berikut. Anda juga mesti memasukkan satu

jadual ringkasan bagi menunjukkan keputusan anda. Laporan ini ditulis secara soalan

dan jawapan tetapi rujukannya hendaklah tepat dan betul.

1. Bagaimanakah kepelbagaian makrofauna tanah dari dua lokasi berbeza?

Bolehkah anda cadangkan kenapa terjadinya perbezaan antara mereka.

Apakah parameter yang anda ukur yang boleh membantu anda untuk

menerangkan perbezaan- perbezaan tersebut?

2. Terangkan peranan makrofauna dalam tanah tersebut.

3. Pada rajah jaringan makanan yang disediakan, labelkan jenis-jenis biota

(contohnya,fungi, nematod dan lain-lain), apa yang mereka lakukan

(pemangsa, pemakan daun dll) dan huraikan bagaimana arah aliran tenaga

berlaku. Contoh, dimanakah bermulanya pembentukan tenaga dan dimanakah

ianya berakhir (puncak rantai makanan).


Apakah akan terjadi kepada tenaga dan nutrien apabila organisma pada

puncak rantai makanan mati?

Sertakan rajah ini dengan laporan anda.

4. Apakah kumpulan organisma yang membentuk mesofauna dan mikrofauna?

Apakah fungsi-fungsi utama dua kumpulan tersebut?

5. jaringan makanan boleh menunjukkan kerencaman biologi dan kesihatan tanah. Terangkan bagaimana amalan pengurusan tanah anda supaya ianya sihat.

6. Terangkan bagaimana biota tanah menyumbang ke arah ekosistem tanah yang berfungsi. Apakah perkhidmatan ekosistem yang boleh disediakan oleh biota tanah?

AMALI 2 :


Bilakah di katakan satu Spesis? Taxonomi dan Pengekalan Aliran

Kepelbagaian Biologi

Pengenalan

Kepelbagaian biologi dunia boleh dibahagikan kepada tiga aras. Pertama dan

paling asas termasuklah semua spesis atas muka bumi. Paling kecil pada aras ini ialah

kepelbagaian genetik (genetic diversity) dan paling luas termasuklah komuniti dan

ekosistem. Sesuatu spesis boleh didefinisikan melalui dua kaedah (pendekatan) yang

berbeza.

(1) Spesis biologi dimana individu-individu berupaya membiak bersama

dengan jayanya

(2) Spesis morphologi di mana individu-individu pada kelihatannya sama pada

morphologinya atau binaan biokimianya.

Kaedah kedua inilah yang sering digunakan untuk menentukan spesis individu

apabila kita tidak ada sebarang maklumat tentang perlakuan pembiakan individu.

Kebanyakan tumbuhan dan invertebrata termasuk dalam kategori ini.

Saintis yang pakar dalam menentukan dan menggolongkan spesis dalam

sesuatu kumpulan dkenali sebagai taksonomis (taxonomists). Taksonomi sangat

penting dalam pemuliharaan biodiversiti, tetapi tidak cukup berupaya untuk

membezakan antara spesis atau keliru dalam memberi nama-nama spesis. Ini

menyebabkan usaha-usaha perlindungan dan pencegahan menjadi lambat. Taxonomi

hanyalah pemudahcara, yang membolehkan kita menamakan semua perkara yang

berbeza (taxa) di atas muka bumi. Sering terdapat perbezaan yang besar antara

individu daripada spesis yang berbeza, dan ia mungkin sukar untuk memutuskan

bagaimana untuk memisahkan kumpulan individu dalam spesis berasingan. Ini benar

apabila kita hanya mempunyai beberapa sahaja ciri-ciri morfologi untuk membantu kita.

Sebagai contoh, bagaimana ciri-ciri sepunya yang ada pada setiap individu perlu ada

supaya mereka boleh dianggap spesis yang sama? Walaubagaimana pun, kaedah

bagaimana kita mengelaskan organisma-organisma di bumi ini mempunyai pengaruh

yang besar untuk tujuan pemuliharaan biodiversiti.


Dalam amali ini kita akan kita kan menyiasat kesukaran-kesukaran yang akan kita

tempohi apabila kita cuba menentukan elemen-elemen asas biodiversiti- spesis –

menggunakan contoh hepotetikal.

Tugasan

Contoh Hepotetikal ( Hypothetical Example) - MoonMorphs

Seorang saintis mendarat di permukaan bulan dan dalam masa lima minit, beliau

mula mengumpul sebilangan moonmorphs di permukaan bulan. Moonmorphs itu

dibawa balik ke bumi untuk direkodkan sebagai biodiversiti dari bulan (Biodiversity of

the Moon). Anda diberi tugas mengelaskan moonmorphs tersebut ke dalam kumpulan

spesis yang berbeza.

Pecahkan ke dalam 4 kumpulan. Gunting satu set dari moonmorphs dan kelaskan

mengikut spesis dengan berdasarkan ciri-ciri sepunya yang terdapat pada mereka.

Catatkan jumlah setiap spesis. Andaikan semuanya dewasa dan tiada perbezaan

yang kelihatan antara jantan dan betina. Anda tiada maklumat tentang habitat atau

perlakuan mereka, jadi anda hanya boleh menggunakan ciri-ciri morfologi sahaja

sebagai pemerhatian.

Adakah anda mempunyai 29 “spesis”, atau anda kelaskan individu-individu secara

bersama ke dalam sesuatu spesis?

Laporan Anda

Laporan anda mestilah mengandungi tajuk, pengenalan yang menerangkan tentang

amali tersebut dan perbincangan (lebih kurang 300 perkataan) berdasarkan soalan-

soalan berikut. Laporan ini boleh ditulis sebagai soalan dan jawapan, tetapi mestilah

rujukannya betul.

Apakah ciri-ciri yang anda tekankan apabila meletakkan beberapa moonmorphs

dalam kumpulan yang sama ? Mengapa anda memilih ciri-ciri tersebut ? Kenapa

tidak pilih yang lain-lain ?

Adakah semua individu dalam satu spesis mesti serupa keseluruhannya? Berapa

banyak variasi antara individu yang boleh diterima dalam satu spesis?


Apakah akan terjadi kepada spesis yang anda pilih jika anda menerima tahap

variasi individu yang tinggi? Apa pula yang akan terjadi jika anda menerima tahap

variasi yang terlalu rendah?

Terangkan bagaimana para taksonomis mungkin memecahkan satu spesies

kepada dua atau lebih spesies "baru

Apakah faktor-faktor yang menyebabkan variasi dalam individu dari sesuatu spesis

terjadi?

Bagaimana spesis “MoonMorphs” ini dipanggil “morphospecies”?

Huraikan bagaimana spesis yang anda pilih tidak dari kalangan spesis biologi.

Tarikh hantar: semasa interaksi ketiga

Laporan ini memenuhi 5% dari jumlah besar markah.

MoonMorphs



AMALI 3


Pemuliharaan ex-situ :

Zoo & Taman Botani

Pengenalan

Strategi jangka panjang yang terbaik dalam memelihara dan melindungi biodiversiti

dalam populasi dan komuniti ialah dalam habitat semulajadi mereka(in situ).

Walaubagaimana pun bagi kebanyakan spesis tiada banyak pilihan, dan kaedah

alternatif terbaik bagi pemuliharaan yang boleh digunapakai ialah kaedah

pemuliharaan ex situ ( off-site). Kemudahan-kemudahan pemuliharaan ex situ

termasuklah zoo, aquaria, program pembiakan dalam kurungan, taman botani,

arboreta and bank benih. Amali ini menghendaki anda fokus kepada 2 aspek.

Pertama, membiasakan diri dengan biodiversiti biologi dengan melawat zoo dan taman

botani, dan keduanya membuat perbincangan tentang merit, kelemahan dan etika

pemuliharaan ex situ.

Tugasan

Lawati satu Zoo dan satu Taman Botani. Jika anda tidak dapat berbuat demikian,

lawati Zoo Maya (virtual zoo) atau Taman Maya (virtual garden) dalam rangkaian

sesawang. beberapa tapak sesawang boleh dilawati seperti yang tersenarai pada akhir

amali ini, tetapi anda akan temui banyak tapak sesawang jika anda meneroka.

Laporan Anda

Laporan anda mengandungi dua bahagian (1) Pembentangan Kumpulan dan (2)

laporan bertulis individut.

Bahagian 1 : Dalam kumpulan tidak lebih dari tiga orang, sediakan 10 minit

pembentangan dalam kelas anda. di mana anda menerangkan bagaimana

kemandirian sesuatu tumbuhan dan haiwan yang anda perhatikan dari strategi

pemuliharaan ex- situ. jika boleh gunakan sebarang imej bagi menjelaskan lagi

pembentangan anda.(Buat dalam PCK 2)

Bahagian 2: Secara individu bincangkan dan buat laporan berbentuk essei lebih

kurang 300 patah perkataan tentang isu-isu di bawah. Termasuk satu huraian tentang

tujuan amali, nyatakan teks rujukan dan senarai rujukan dengan format yang betul

pada akhirnya.


Apakah julat kedapatan kepelbagaian (diversity)? Bagaimana jumlah

biodiversiti diwakili pada (a) peringkat kebangsaan (b) peringkat sejagat dari

segi jumlah zoo dan taman botani? Apakah mereka fokuskan pada kumpulan

utama atau lain-lain kumpulan yang diwakili? Terangkan.

Apakah erti in situ dan ex situ ? Apakah kelebihan (merits) dan kelemahan

(shortcomings) pemuliharaan ex situ?

Kenapa para ekologis percaya pemuliharaan in situ sebagai pengurusan habitat

yang cermat, hanya diterima sebagai satu strategi pemuliharaan sahaja, dan

tidak sebagai strategi pemeliharaan untuk jangkamasa panjang bagi sebarang

habitat semulajadi atau apakah jenis yang boleh membiak dalam keadaan liar,

dalam zoo atau taman?

Kenapa ramai orang berfikir tidak betul untuk “ membawa kembali” spesis yang

pupus seperti Harimau Tasmania? Apakah implikasi terhadap usaha-usaha

pemuliharaan akibat dari tindakan ini?

Tarikh Akhir Hantar

Semak tarikh tugasan. Pembentangan ini memperuntukkan 10 % dari markah

keseluruhan . Laporan bertulis 5% dari keseluruhan markah.

PENGETAHUAN PEDAGOGI KANDUNGAN 2 (PCK 2)


Pembentangan Pemuliharaan ex-situ

Tugasan

Lawati satu Zoo (Zoological Garden) atau Taman Botani (Botanical Garden) . Jika

anda tidak dapat berbuat demikian, lawatilah Zoo Maya (virtual zoo) atau Taman Maya

(virtual garden) dalam laman sesawang. Antara laman sesawangnya adalah seperti

berikut:-

Zoos

IUCN Conservation Breeding Specialist Group : (go to the Global Zoo Diresctory)http://www.cbsg.org/

South East Asian Zoos Association http://www.seaza.org/

American Zoo & Aquarium Association : http://aza.org/

ZooNet (International Index) :http://www.mindspring.com/~zoonet/www_virtual_lib/zoos.html

Arizona-Sonora Desert Museum : http://www.desertmuseum.org/

Australian Museumhttp://www.amonline.net.au/thylacine/index2.htm

San Diego Zoohttp://www.sandiegozoo.org/

Gardens/Plants

http://www.mobot.org/CPC/welcome.html

http://www.rbgkew.org.uk:80/conservation/index.html

http://www.florabank.org.au/

http://www.rbgkew.org.uk/BGCI/australi.htm

http://www.rbgsyd.gov.au/

http://www.rbg.ca/cbcn/

http://www.anbg.gov.au/chabg/newsletter/3-july-02/

Botanical Gardens in Malaysia

http://www.anbg.gov.au/chabg/newsletter/3-july-02/

http://www.rbg.ca/cbcn/

http://www.rbgsyd.gov.au/

http://www.rbgkew.org.uk/BGCI/australi.htm

http://www.florabank.org.au/

http://www.rbgkew.org.uk:80/conservation/index.html

http://www.mobot.org/CPC/welcome.html

http://www.sandiegozoo.org/

http://www.amonline.net.au/thylacine/index2.htm

http://www.desertmuseum.org/

http://www.mindspring.com/~zoonet/www_virtual_lib/zoos.html

http://aza.org/

http://www.seaza.org/

http://www.cbsg.org/


Rimba IImu Botanic Gardenhttp://rimba.um.edu.my/

Penang Botanic Gardenshttp://www.sukpp.gov.my/KebunBunga/main.html

Botanic Gardens Conservation Internationalhttp://www.bgci.org.uk/botanic_gardens/Fruit_germplasm_collection_Malaysia.html

http://www.bgci.org.uk/conservation/Conservation_Rimba_ilmu?Malaysia.html

http://www.wcs.org/

http://www.edf.org/

http://www.defenders.org/

http://www.wri.org/wri/wri.html

http://www.iucn.org/

http://www.unep-wcmc.org/

http://www.environment.gov.au/

http://www.dse.vic.gov.au/

Amali 4Mengukur dan Membandingbeza Kepelbagaian

Dalam kumpulan tidak lebih dari tiga orang, sediakan 10 minit pembentangan dalam

kelas anda. di mana anda menerangkan bagaimana kemandirian sesuatu

tumbuhan dan haiwan yang anda perhatikan dari strategi pemuliharaan ex- situ. jika

boleh gunakan sebarang imej bagi menjelaskan lagi pembentangan anda.

http://www.nre.vic.gov.au/

http://www.environment.gov.au/

http://www.unep-wcmc.org/

http://www.iucn.org/

http://www.wri.org/wri/wri.html

http://www.defenders.org/

http://www.edf.org/

http://www.wcs.org/



http://www.bgci.org.uk/botanic_gardens/Fruit_germplasm_collection_Malaysia.html

http://www.bgci.org.uk/botanic_gardens/Fruit_germplasm_collection_Malaysia.html

http://www.sukpp.gov.my/KebunBunga/main.html

http://rimba.um.edu.my/


Spesis

Pengenalan:

Pada awal amali kita menguji beberapa kesukaran yang ditemui apabila kita cuba

menempatkan individu-individu ke dalam taburan taxa, atau spesies, berdasarkan

morfologi mereka sahaja. Dalam amali ini kita akan melihat satu contoh , di mana kita

menggunakan “morphospecies” dari pengumpulan kupu-kupu dari tiga pulau bagi

membuat perbandingan kepelbagaian spesis , dan kemudian membuat beberapa

cadangan berkenaan keutamaan pemuliharaan berdasarkan bandingan. (Apakah dia

morphospecies?)

Membanding Kepelbagaian Spesis – Kupu-Kupu Asia Tenggara

Invertebrata seringkali digunakan sebagai penunjuk biodiversiti kerana, secara takonominya

mereka mempunyai banyak spesis, dan secara ekologinya mereka sangat berguna

menentukan jenis-jenis habitat, nich dan dari segi strategi-strategi. Beberapa kumpulan,

seperti kumbang, semut dan kupu-kupu dan juga rama-rama secara bandingannya mudah

digolongkan ke dalam “morhospecie“ dengan hanya menggunakan ciri-ciri morfologi luaran

mereka.

TugasanKupu-kupu dalam amli ini didatangkan dari tiga pulau

iaitu Pulau Sipadan, Pulau Talang-Talang dan Pulau

Redang. Ia dibeli oleh Dr.Dale bagi kegunaan mengkaji

perbezaan dalam kepelbagaian spesis yang secara

rasionalnya untuk mengutamakan program

pengembalian ekologi bagi pulau-pulau tersebut.

Terdapat banyak petunjuk kepelbagaian yang boleh dikira dan dibuat perbandingan

dengan menggunakan Indeks Kepelbagaian Simpson (Simpson’s Diversity Index).

Baca penerangannya pada akhir amali ini.

Pertama, anda mesti susun semua kupu-kupu ke dalam kumpulan-kumpulan.

Gunakan ciri-ciri yang biasa ada pada semua kupu-kupu, tetapi ada kepelbagaian masing-masing. Sebagai contoh, panjang antena, warna kepak, tanda corak kepak, saiz abdomen atau thorax atau bentuk dan ciri-ciri lain yang berguna, tetapi bukan jumlah kaki! Saiz juga bukan ciri-ciri yang baik untuk digunakan (mengapa?).


Unit operasi taksonomi (operational taxonomic units” or OTU’s), yang anda

definisikan (kumpulan) boleh diertikan sebagai spesis pecahan Beri nama unik bagi setiap spesis untuk memudahkan perbincangan.(apa yang dibuat oleh para taksonomis).

Pertama, ambil satu spesis kupu-kupu, bandingkan dari semua ketiga-tiga

pulau pada masa yang sama, dan warnakan atau tanda semua individu yang anda fikir dari kumpulan yang sama(spesis). Kemudian ambil spesis kupu-kupu seterusnya mengikut prosedur., sehingga semua kupu-kupu telah diletakkan dalam kumpulan masing-masing.

Kedua, kira berapa banyak individu antara setiap spesis dari setiap pulau dan

masukkan nilai ke dalam jadual yang disediakan

Kemudian, kirakan kepelbagaian spesis dari setiap pulaudengan menggunakan

Indeks Simpson D. anda boleh kira secara manual atau guna kalkulator dari laman web. Terdapat arahan pada akhir amali. Jika anda menggunakan kalkulator dalam talian (online calculator), anda akan lebih mudah mengira kekayaan spesis dan kesamarataan spesis.

Laporan Anda

Anda akan berbincang berdasarkan isi-isi dibawah dan laporan bercorak essei (lebih

kurang 600 perkataan). Berikan Tajuk, pengenalan, dan sertakan jadual kekayaan,

kesamarataan dan Nilai D bagi setiap spesis kupu-kupu, dan keutamaan anda untuk

memulihara ketiga-tiga pulau tersebut.

Panduan Laporan Anda .

Apakah asas binaan (basic ‘building blocks) atau Unit Operasi Taksonomi (operational taxonomic units) dari kepelbagaian (biodiversity) ? Terangkan.

Huraikan apakah maksud (1) kekayaan spesis dan (2) kesamarataan spesis.

Pulau manakah paling tinggi , sederhana dan paling rendah kepelbagaiannya?

Pulau yang manakah anda hendak utamakan pemuliharaan? adakah mengikut nilai kepelbagaian? Apakah faktor-faktor yang boleh anda ambil kita dalam menentukan keutamaan program pemuliharaan?

Jika kita tidak mempunyai sumber bagi melindungi semua spesis, apakah kriteria yang boleh digunapakai untuk menentukan usaha-usaha pemuliharaan ini terus dilakukan?

Tarikh Akhir


Semak fail penilaian bagi menentukan tarikh akhir. Laporan ini meliputi 10% dari

jumlah markah anda.

Jadual 1. Jumlah spesis dan jumlah individu dari setiap spesis bagi tiga pulau Malaysia. D = Indeks diversiti Simpson. P = kedudukan keutamaan bagi pemulihan; 1= paling mendesak,2= mendesak, 3=kurang mendesak.

Species Pulau

Sipadan

Pulau Talang-

Talang

Pulau

Redang

kekayaan spesis

kesamarataan spesis

Index Simpson (D)

Keutamaan untuk Pemuliharaan

Memahami Indeks Diversiti Simpson


Berikut adalah beberapa laman sesawang yang baik untuk menerangkan bagaimana

untuk membandingkan kepelbagaian spesis secara kalkulator dalam talian (online

calculator).

http://www.countrysideinfo.co.uk/simpsons.htm

http://www.umanitoba.ca/institutes/natural_resources/biodiversity/biodiversity.html

Indek Diversiti Simpson adalah untuk mengukur kepelbagaian. Dalam ekologi ia sering

digunakan untuk mengukur biodiversiti dalam sesuatu habitat. ia digunakan untuk

mengira jumlah kehadiran spesis maupun kelimpahan sesuatu spesis.

Kepelbagaian Biologi (Biological Diversity - the great variety of life)

Kepelbagaian biologi boleh diukur dengan banyak cara. Dua faktor utama

diambilkira semasa mengukur kekayaan dan kesamarataan kepelbagaian (diversiti).

Kekayaan adalah ukuran jumlah kehadiran organisma yang berbeza jenis dalam

sesuatu kawasan tertentu. Sebagai contoh, kekayaan spesis adalah jumlah kehadiran

spesis yang berbeza. Walau bagaimanapun diversiti bukan hanya bergantung kepada

kekayaan tetapi juga kepada kesamarataan. Kesamarataan pula membandingkan

persamaan saiz populasi bagi setiap jenis spesis yang ada dalam sesuatu kawasan.

1. Kekayaan Spesis (Species Richness)

Jumlah spesis setiap sampel adalah ukuran bagi kekayaan. Lebih banyak spesis yang

ada dalam satu sampel, menunjukkan sampel itu kaya. Kekayaan spesis sebagai satu

ukuran tersendiri tidak mengambilkira jumlah individu yang ada bagi setiap spesis. Ia

memberikan pemberatan kepada semua spesis di mana individu yang sedikit sama

dengan individu yang banyak. Contohnya satu bunga daisy mempunyai banyak

pengaruh ke atas kekayaan sesuatu kawasan yang mempunyai 1000 bunga

buttercups.

2 . Kesamarataan Spesis (Species Evenness)

Kesamarataan adalah satu ukuran dari bandingan kelimpahan dari spesis yang

berbeza yang membina kekayaan sesuatu kawasan. Sebagai contoh, kita mungkin ada

dua sampel bungaan liar dari lapangan berbeza. Sampel dari lapangan pertama

mengandungi 300 bunga daisy, 335 bunga dandelion dan 365 buttercup. Sampel dari

lapangan kedua mengandungi 20 daisy, 49 dandelion dan 931 buttercup (lihat jadual di


http://www.countrysideinfo.co.uk/simpsons.htm


bawah). Kedua-dua sampel sama kekayaannya (3 spesis) dan sama jumlah individu

(1000). Bagaimanapun , sampel pertama lebih kesamarataan berbanding dengan

sampel kedua. Ini kerana jumlah individu dalam sampel pertama diserakkan secara

rata antara 3 spesis. Dalam sampel kedua , kebanyakkan individu adalah buttercup,

dengan hanya sedikit daisy dan dandelion yang ada. Oleh itu Sampel 2 kurang

pelbagai (diversiti) berbanding Sampel 1.

Bilangan Individu

Spesis Bungaan Sampel 1 Sampel 2

Daisy 300 20

Dandelion 335 49

Buttercup 365 931

Jumlah 1000 1000

Satu komuniti yang didominasi oleh satu atau dua spesis dikatakan kurang

kepelbagaian (diverse) berbanding satu dari beberapa spesis yang berbeza yang

mempunyai kelimpahan spesis yang sama.

Jika kekayaan spesis dan kesamarataan spesis meningkat, maka kepelbagaian

meningkat .Index Diversiti Simpson mengukur kepelbagaian yang mengambilkira

kedua-dua kekayaan dan kesamarataan.

Jika kepelbagaian meningkat, maka nilai Indek D Kepelbagaian Simpson (Simpson’s

Diversity Index D) meningkat..


Mengira Indeks Diversiti Simpson Secara Dalam Talian

Langkah 1. Hidupkan komputer anda dan susurkan laman web berikut –


Anda akan paparan berikut di skrin.

Langkah 2. Klik pada tag kalkulator

dan perkara berikutnya dipaparkan.

Langkah 3. Pada skrin

terdapat borang

kemasukan data, taip

jumlah individu setiap

spesis kupu-kupu yang

dijumpai dari pulau

pertama. Nilai mesti dijarakkan. Skrin menunjukkan contoh dimana terdapat tujuh

spesis . Spesis pertama 10 individu dan spesis ketujuh 12 individu.



Langkah 4. Klik butang “calculate diversity” dan kotak keputusan akan dipaparkan

seperti di bawah.

Langkah 5. Dalam jadual 1, rekodkan Nilai D Simpson (2 titik perpuluhan sahaja), Nilai

Kekayaan Spesis dan Kesamarataan Spesis Shannon . Dari contoh di atas D=0.82,

Kekayaan=7 dan Kesamarataan=0.92.

Langkah 6. Ulangi pengiraan bagi dua pulau yang lain.


Mengira Indek Diversiti Secara Manual

Indek dikira dengan formula berikut:

D = 1/pi2

Dimana pi = pecahan kelimpahan spesis ith atas pulau. Sebagai contoh jika anda ada

sampel dari dua spesis iaitu 5 individu dari spesis pertama dan 8 individu dari spesis

kedua (jumlah 13 individu)

D = 1 / (5/13)2 + (8/13)2)

= 1 / (0.38)2 + (0.62)2)

= 1/(0.52)

D = 1.92

jadi, nilai D meningkat, inilah diversiti.

Contoh Mengira Indek Kepelbagaian Simpson

Spesis Pulau Sipadan Pulau Talang-Talang Pulau

Redang

1. 5 5

2. 8 7

3. 9 2

4. 6

Jumlah individu 22 20

Indek Simpson (D) 2.8 3.6

Pulau SipadanD = 1/((5/22)2 + (8/22)2 + (9/22)2)

= 1/(0.23)2 + (0.36)2 + (0.41)2)

= 1/(0.05 + 0.13 + 0.17)

= 1/0.35

D = 2.8

Pulau Talang-Talang D = 1/((5/20)2 + (7/20)2 + (2/20)2 + (6/20)2)

= 1/(0.25)2 + (0.35)2 + (0.10)2 + (0.30)2)

= 1/0.06 + 0.12 + 0.01 + 0.01)

= 1/0.28

D = 3.6

Oleh itu, D = 3.6 lebih besardari D = 2.8 . Kita boleh katakan bahawat Pulau Talang-Talang mempunyai lebih kepelbagaian (diversity) dari Pulau Sipadan.


Kupu-kupu Asia Tenggara



40


AMALI 5

MEMAHAMI TREND POPULASI

Tujuan :

Untuk menyiasat mengenai tren populasi

Teori :

Pertumbuhan Populasi merupakan perubahan dalam bilangan individu dalam

sesebuah populasi dalam tempoh masa tertentu atau perubahan dari segi saiz populasi (N)

dari semasa ke semasa, dan ini ditentukan oleh kadar kelahiran, kematian, imigrasi dan

emigrasi. Pertumbuhan boleh dimodelkan oleh lengkung geometri iaitu lengkung tak linear

yang berbentuk S-(sigmoid) atau lengkung eksponen. Jika saiz populasi dua kali ganda

antara setiap sela masa, maka bentuk pertumbuhan geometri ini akan dipanggil

pertumbuhan eksponen.

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 2.0 318 2.0

5 955 2.0 643 2.0

Jadual 1

41


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= 1.98 ~ 2.0

Populasi badak B, Purata R = 2.02 ~ 2.0

S oalan

Semak ketiga-tiga faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan. Mengapa terdapat

perbezaan dari segi saiz populasi antara kedua-dua populasi pada selang masa ke 5?

Adakah ia disebabkan oleh perbezaan dalam saiz populasi permulaan, faktor

pertumbuhan, atau persekitaran?

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 1.5

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

42










Populasi koala A, Purata R =1.82 ~ 1.8

Populasi koala B, Purata R =1.5

Soalan

1. Bagi kedua-dua populasi koala, mengapa terdapat perbezaan dari segi saiz

populasi pada selang masa ke 5? Adakah ia disebabkan oleh perbezaan dalam

saiz populasi permulaan, faktor pertumbuhan, atau persekitaran?

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).

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) =

Populasi Kuda Belang A Populasi Kuda Belang B

Saiz populasi, Faktor Saiz populasi, Faktor

43


generasi(N)

pertumbuhan,

(R)(N) pertumbuhan, (R)

0 N0 = 20 N0 = 20

1 80 4.0 50 2.5

2 230 2.9 100 2.0

3 400 1.8 220 2.2

4 500 1.3 360 1.6

5 550 1.1 460 1.3

6 580 1.1 520 1.4

7 590 1.0 550 1.0

8 595 1.0 570 1.0

9 600 1.0 580 1.0

10 600 1.0 600 1.0

Jadual 3

Langkah




berdasarkan data yang diberikan.





Populasi kuda belang A, Purata R = 1.62 ~ 1.6

Populasi kuda belang B, Purata R = 1.5

Soalan

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

paling tinggi?

44


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

berlaku pada R.

3. Apakah keupayaan muatan (carrying capacity) bagi setiap populasi?

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 2.5 120 2.4

3 340 1.6 210 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



45








Populasi kuda belang A, Purata R =1.59 ~ 1.6

Populasi kuda belang B, Purata = 1.39 ~ 1.4

Soalan

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

paling tinggi?

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

berlaku pada R.

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

mengapa.

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.

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?

AMALI 6

MENGUKUR KEPELBAGAIAN GENETIK

(Measuring Genetic Diversity)

Pendahuluan

46


Jika anda melihat sebarang kumpulan individu dari spesis yang sama – manusia,

kucing, anjing – anda akan lihat semuanya tidak serupa. Kromosom dibina dari koleksi

gen, dan pernyataan luaran gen (fenotip individu) boleh pelbagai variasi. Ini kerana gen

mempunyai bentuk alternatif yang dipanggil allel, dan kelihatan berbeza disebabkan

berlakunya variasi allel yang hadir dalam pembentukan genetik individu. Kolam gen

sesuatu spesis adalah himpunan semua allel-allel yang berkemungkinan dari semua gen

dalam spesis tersebut.

Para ekologis pemuliharaan tidak dapat mengekalkan semua kepelbagaian genetik

dalam spesis-spesis , tetapi mereka cuba untuk mengekalkan kepelbagaian genetik yang

dijumpai dalam individu tumbuhan dan haiwan tempatan. Sebagai contoh, jika populasi

orkid dalam satu lembah dengan populasi orkid spesis yang sama di lembah yang lain

dapat menyesuiakan diri walaupun dengan cara berbeza, maka kedua-dua populasi tadi

mesti dikekalkan kerana berpotensi untuk berevolusi. Tetapi jika kedua-dua populasi yang

sama genetiknya, maka memulihara hanya satu populasi sudah mencukupi untuk

membina kolam gen spesis tersebut. Tetapi memelihara hanya satu populasi adalah

berisiko.

Implikasi menggunakan hanya sebahagian kecil bahan genetik yang didapati boleh

membawa kepada berlakunya genetik hanyut, kehilangan kecergasan dan boleh

menghadkan keupayaan populasi untuk menyesuaikan diri dengan perubahan dalam

persekitaran secara berterusan. Untuk membuat keputusan tentang berapa banyak

perubahan yang perlu kita lakukan, pemuliharaan jangka panjang adalah langkah terbaik.

Bagi tujuan tersebut pertamanya kita mesti mampu untuk "mengukur" kepelbagaian

genetik dalam populasi dan kedua, kita tentukan berapa banyak yang perlu untuk

dipulihara.(Gibbs et al, 1998).

TUGASAN

Anda bertugas dengan satu agensi pemuliharaan dan berdepan

dengan satu masalah iaitu enam lot tanah lembab yang berbeza

jenis tanahnya dan ditumbuhi oleh dua jenis orkid liar. Lot-lot

47


tersebut sedang dibangunkan untuk menjadi kawasan perindustrian. Organisasi anda

hanya mampu membeli dan menjaga empat lot tanah sahaja. Lot manakah yang harus

dijaga? Tiga lot adalah paya mengandungi populasi Pterostylis isozymus. Tiga jenis paya

yang lain merupakan habitat populasi spesis Pterostylis polyzymous . Anda menghantar

sampel daun ke sebuah kolej untuk analisa genetik, dan menerima data seperti di bawah,

iaitu di dalam bentuk gel protein elektroforesis untuk satu lokus allozyme yang polimorfik

bagi kedua-dua spesis. Lokus tersebut mempunyai dua allel, ‘Cepat’ dan ‘Perlahan’ kerana

mereka bergerak pada kadar yang berbeza merentasi gel tersebut, di mana allele yang

cepat berada di bawah allele yang perlahan.

Langkah 1

Untuk mengukur bagaimana variasi genetik tersebar di antara populasi, frekuensi allele

perlu dikenalpasti di dalam setiap populasi. Lokus alozyme mempunyai dua bentuk. Identiti

bagi setiap allele di dalam setiap individu ditunjukkan melalui banding pattern yang ada di

dalam gel. Sebagai contoh, individu pertama di baris pertama di dalam gel pertama adalah

heterozygous, di mana dua allele tersebut adalah berbeza dan diwakili oleh simbol (+) bagi

kedua-dua cepat dan perlahan. Sebaliknya, individu di baris kedua ialah homozygous,

yang mempunyai satu band mewakili dua allele perlahan.

Tentukan frekuensi allele di dalam setiap populasi bagi allele cepat (p) dan allele

perlahan (q) dengan mengira bilangan allele bagi individu di dalam setiap populasi

(homozygote mempunyai dua allele yang sama, oleh itu anda perlu mengira + dua

kali ganda, dan jumlah bagi allele bagi 15 individu tersebut ialah 2 x 15 = 30.

Bahagikan jumlah tersebut dengan jumlah allele yang hadir dalam populasi tersebut

(sentiasa sama dengan dua kali ganda bilangan individu).

Pterostylis isozymus, Populasi 1 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

Slow 23

Fast 7


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

48


Slow 12

Fast 18


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

Slow 4

Fast 26

Pterostylis polyzymus, Populasi 1 (individu 1 hingga 15 dari kiri ke kanan)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

Slow 12

Fast 18


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

Slow 14

Fast 16


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Jum

Slow 8

Fast 22

Langkah 2

Anda perlu mengukur perbezaan genetik diantara populasi tersebut. Biasanya Wright’s

Fixation Index or Fst digunakan, dari julat 0 yang mewakili tiada perbezaan antara populasi

tersebut, meningkat, menandakan kenaikan perbezaan. Untuk menentukan Fst,

heterozygousity perlu dikira bagi setiap spesis (Hs), dengan menggandakan 2pq bagi

setiap satu populasi dan mengira nilai purata bagi ketiga-tiga populasi untuk setiap spesis.

Frekuensi allele bagi Pterostylis isozymus,

49


Allele cepat,

p

Allele perlahan,

q 2 x p x q

Populasi 1 7/30 = 0.23 23/30 = 0.772 (0.23) (0.77)

= 0.35

Populasi 2

Populasi 3

Purata=1.06/3

(Hs) =1.06/3=

Frekuensi allele bagi Pterostylis polyzymus,

Allele cepat,

p

Allele perlahan,

q 2 x p x q

Populasi 1

Populasi 2

Populasi 3

Purata

(Hs) 0.46

Langkah 3

Kira heterozygosity jika ketiga-tiga populasi meneruskan pembiakan, (Ht). Lakukan

kiraan dengan mencari purata bagi p dan q ke atas ketiga-tiga populasi bagi setiap

spesis, digandakan dengan 2 x purata p x purata q. Jangkaan frekuensi

heterozygote di dalam populasi ini dikatakan mempunyai kawasan pembiakan yang

besar dengan tiadanya perbezaan genetik pada tahap populasi biasa.

Jangkaan heterozygosity (Ht) bagi Pterostylis isozymus

50


Allele cepat,

p

Allele perlahan,

q

Populasi 1 7/30 0.23 23/30 0.77

Populasi 2 18/30 0.60

Populasi 3 26/30 0.87

Purata frekuensi allele1.70/3 =

0.57

(Ht).= 2 x purata p x purata q = 2 x 0.57 x purata q =

(Ht) = 2pq = ? = ?

Jangkaan heterozygosity (Ht) bagi Pterostylis polyzymus

Allele cepat,

p

Allele perlahan,

q

Populasi 1

Populasi 2

Populasi 3

Purata frekuensi allele

(Ht).= 2 x the average p x the average q =

(Ht) = 2pq = ? = ?

Langkah 4

Anda perlu mengira jumlah local, dengan variasi populasi. Frekuensi sisihan bagi

heterozygotes di dalam populasi yang berasingan, (Hs) perlu dicari jika mereka

adalah dari populasi besar yang sama, (Ht), sertakan indeks jumlah variasi genetik

yang ditemui di dalam satu populasi local. Oleh itu, Fst = (Ht - Hs) / Ht, di mana nilai

Fst < 0.1 menunjukkan nilai divergen yang besar di dalam populasi (iaitu populasi

yang berbeza dari segi genetik antara satu sama lain). Nilai antaranya

menunjukkan beberapa divergen genetik.

51


RUMUSAN

Pterostylis isozymus

Fst = (Ht - Hs) / Ht

= 0.49 – 0.35 / 0.49

= 0.29

Fst > 0.1 , menunjukkan divergen yang besar di antara populasi Pterostylis

isozymus.

Pterostylis polyzymus

Fst = (Ht - Hs) / Ht

= 0.47 - 0.46 / 0.47

= 0.02

Fst <0.1 , menunjukkan tiada divergen di antara populasi Pterostylis

polyzymus.

Populasi Pterostylis ________ adalah lebih divergen daripada populasi Pterostylis

_________. Oleh itu, populasi Pterostylis _________, adalah sama secara genetik

antara satu sama lain.

Laporan Anda

1. Adakah populasi bagi setiap spesies adalah berbeza antara satu sama lain?

Adakah sesuatu spesies mempunyai lebih diversiti antara populasi daripada

yang lain? Yang mana satu?

2. Bagaimanakah anda peruntukkan dana yang terhad bagi pemerolehan tanah

lembap? Jelaskan dengan wajar keputusan anda di dalam konteks memelihara

52


jumlah genetik diversiti yang maksimum yang menggambarkan kedua-dua

spesies.

3. Apakah pertimbangan selain genetik yang akan mempengaruhi pilihan anda?

4. Diberi bahawa kedua-dua allele pada lokus yang dikaji ditemui bagi setiap

spesies. Mengapakah lebih daripada satu populasi akan wujud bagi setiap

spesis yang dilindungi?

5. Melalui pembacaan oleh Eldridge (1998) yang bertajuk ‘Trouble in Paradise’,

bagaimanakah saintis memaksimakan diversiti genetik bagi pengenalan semula

populasi? Mengapakah mereka tidak memilih hanya sejenis haiwan dari pulau

tersebut?

53

Documents

Amali SCE 3107