Giáo án Bài 25. Thực hành: Xác định khu vực phân bố, kiểu phân bố cá thể và ước tính kích thước mật độ của quần thể thực vật hoặc động vật ít di chuyển

Kích hoạt kiến thức về mật độ cá thể và tạo nhu cầu chọn mẫu đại diện trước khi khảo sát thực địa.

GV nêu tình huống: cần ước tính số cây cỏ cùng loài trên khu đất 100 m² đồng nhất. HS trả lời hai câu hỏi: (1) Đếm toàn bộ 100 m² có khả thi và an toàn không? (2) Nếu chỉ đếm ở khu gần cổng, nơi cỏ mọc dày nhất, kết quả mật độ sẽ cao hơn hay thấp hơn thực tế? Vì sao?

HS nêu được: đếm toàn bộ tốn thời gian và dễ làm hỏng thảm thực vật; chọn khu đông thì mật độ bị đánh giá cao hơn thực tế, vì mẫu bị thiên lệch. Từ đó xác định nhiệm vụ: học cách chọn ô mẫu, đếm theo quy tắc và ước tính số cá thể cho cả khu vực.

Nêu được khái niệm ô mẫu, mẫu đại diện, ước tính kích thước và giải thích vì sao không được chọn riêng nơi đông cá thể.

HS làm việc theo cặp đôi với Phiếu học tập số 1. Phần A: ghép thuật ngữ với nội dung. Phần B: nhận xét hai cách chọn 5 ô trên khu 10 × 10 m (nhóm X đặt ô sát gốc cây to nhất; nhóm Y chọn tọa độ ngẫu nhiên trên lưới) và trả lời: nhóm nào cho mật độ đại diện hơn và vì sao cần quy tắc lấy mẫu trước khi đếm?

Ghép đúng: Ô mẫu là diện tích chuẩn để đếm theo quy tắc xác định; Mẫu đại diện là bố trí giúp bao quát khu vực, không chọn chỉ nơi đông; Ước tính kích thước là mật độ mẫu nhân diện tích phù hợp theo giả định đại diện. Nhóm Y cho kết quả đại diện hơn vì các ô được chọn ngẫu nhiên, bao quát khu vực; nhóm X thiên lệch nên mật độ bị đánh giá quá cao. Cần quy tắc trước khi đếm để kết quả không phụ thuộc người chọn.

Thực hiện đúng quy trình: chọn loài, vạch khu, chọn ô ngẫu nhiên, đếm theo quy tắc mép và ghi vị trí vào sổ ô mẫu.

HS hoạt động nhóm 4–6 người. Nhóm chọn một loài cỏ dễ nhận dạng trên khu đất được phép (hoặc dùng sổ minh họa nếu không có thực địa). Vạch khu 10 × 10 m, chia lưới, dùng bảng số ngẫu nhiên chọn 5 tọa độ (cột, hàng) từ 1 đến 10 trước khi nhìn mật độ. Đặt khung 1 m² tại mỗi tọa độ, đếm các cây có gốc trong ô; quy tắc: tính cây chạm mép trên và mép trái, bỏ cây chạm mép dưới và mép phải. Ghi số liệu, vị trí, ngày, loài vào Phiếu học tập số 2. Lưu ý an toàn: không nhổ cây, không bước vào vùng cấm, không đo khi trời mưa giông.

Sổ ô mẫu minh họa (HS đối chiếu với kết quả của nhóm): ô (1,2): 4 cây; ô (3,7): 6 cây; ô (5,4): 5 cây; ô (8,1): 3 cây; ô (9,8): 7 cây. Tổng 25 cây trên 5 m², mật độ 5 cây/$\mathrm{m}^2$. Sản phẩm của nhóm gồm: sổ ô mẫu đầy đủ, bản đồ phác vị trí cây trên lưới 10 × 10 m, ghi rõ ngày, loài, khu vực và quy tắc đếm đã dùng.

Vận dụng công thức mật độ để ước tính số cá thể cho khu vực và phân tích giới hạn khi suy ra kiểu phân bố.

Các nhóm tính mật độ mẫu và ước tính số cây cho khu 100 m² theo sổ minh họa. Sau đó đọc hai bản đồ phác: bản đồ A có cây tập trung thành cụm; bản đồ B có cây cách đều nhau. Trả lời: (1) Có thể kết luận kiểu phân bố chỉ từ năm số đếm 4, 6, 5, 3, 7 không? (2) Nếu ranh giới khu là 120 m² thay vì 100 m², ước tính số cây thay đổi thế nào?

Mật độ mẫu: $\dfrac{25}{5}$ = 5 cây/$\mathrm{m}^2$. Ước tính số cây khu 100 m²: $5 \times 100 = 500$ cây, với điều kiện khu đồng nhất và mẫu đại diện; không coi đây là kiểm kê chính xác. Kiểu phân bố: bản đồ A gợi phân bố theo nhóm; bản đồ B gợi phân bố đồng đều; không khẳng định được chỉ bằng năm số đếm, vì cùng số lượng ở mỗi ô có thể do nhiều cách sắp xếp khác nhau. Ranh giới 120 m² cho ước tính $5 \times 120 = 600$ cây, nên phải xác định ranh giới trước khi đếm.

Củng cố khái niệm ô mẫu, mẫu đại diện, công thức mật độ và cách kiểm tra kết luận qua các bài tập đã cho.

HS làm Phiếu học tập số 3 theo nhóm đôi, sau đó đối chiếu bằng bài tập tương tác trên trang NeoEdu Bài 25. Các câu: (1) Năm ô 1 m² có 4, 6, 5, 3, 7 cây; có khẳng định đã kiểm kê 500 cây không? (2) Ô mẫu được hiểu đúng như thế nào? A. toàn bộ khu vực không cần kích thước; B. diện tích chuẩn để đếm theo quy tắc xác định; C. một khu chọn vì nhiều cây nhất. (3) Mẫu đại diện được hiểu đúng như thế nào? A. chỉ lấy nơi không có loài cạnh tranh; B. chỉ lấy ô có số lượng giống dự đoán; C. bố trí giúp bao quát khu vực, không chọn chỉ nơi đông. (4) Chỉ chọn ô nhiều cây nhất luôn cho ước tính đại diện: đúng hay sai? (5) Bốn ô 2 m² có tổng 32 cây; mật độ mẫu là bao nhiêu? (6) Mẫu 10 m² có 40 cây cùng loài; mật độ là bao nhiêu? (7) Cùng số đếm 4, 6, 5, 3, 7 có khẳng định được cây phân bố theo nhóm không? Cần ghi thêm gì?

Đáp án: (1) Không; mẫu chỉ giả định đại diện, chưa phải kiểm kê, và số đếm không đủ xác định kiểu phân bố. (2) B. (3) C. (4) Sai; chọn thiên lệch làm mật độ quá cao, phải có quy tắc lấy mẫu trước khi đếm. (5) 4 cây/$\mathrm{m}^2$: tổng diện tích $4 \times 2 = 8$ m², $\dfrac{32}{8} = 4$ cây/$\mathrm{m}^2$. (6) 4 cây/$\mathrm{m}^2$: $\dfrac{40}{10} = 4$. (7) Không đủ; cần bản đồ vị trí gốc hoặc khoảng cách giữa cây, số ô đủ lớn và quy tắc lấy mẫu đại diện, có lặp khảo sát; không chọn khu đông để kết luận.

Vận dụng quy trình khảo sát để thiết kế kế hoạch ước tính mật độ một loài thực vật hoặc động vật ít di chuyển ở sân trường hoặc công viên gần nhà.

HS hoàn thành bản kế hoạch khảo sát gồm 5 mục: (1) loài và tiêu chí nhận dạng; (2) khu vực được phép và kích thước khu; (3) số ô 1 m², cách chọn tọa độ ngẫu nhiên; (4) quy tắc đếm cá thể chạm mép và cách ghi vị trí; (5) an toàn, điều kiện thời tiết và giới hạn kết luận. HS có thể thực hiện thật vào cuối tuần, ghi số liệu vào sổ ô mẫu.

Bản kế hoạch khảo sát gồm: loài nhận dạng rõ (ví dụ một loài cỏ có tiêu chí hình dạng lá và màu sắc cụ thể); khu đất được phép, ghi kích thước; ít nhất 5 ô 1 m² chọn bằng bảng số ngẫu nhiên; quy tắc đếm mép trên và mép trái, bỏ mép dưới và mép phải; sơ đồ vị trí cây; cảnh báo không nhổ cây, không vào vùng nước sâu; kết luận kèm giới hạn: số liệu chỉ đại diện khi khu đồng nhất và mẫu đủ lớn.