樣區抽樣法

高中生物可透過種子值設定的虛擬植物棲地,支援明確記錄樣方計數並獨立進行隨機網格抽樣

點擊草地即可移動樣方,或拖曳橘色控制點。記錄實際數量後,比較手動布點與獨立隨機抽取的網格單元。

3D

拖曳裝置進行調整。拖曳背景進行旋轉。捲動以縮放。

測量記錄本

變更設定、測試預測並儲存結果。最多保留 12 個快照。

關於此實驗

在三維草地中移動測量框,數出框內的植物並建立調查記錄。在均勻或聚集型棲地中,比較刻意放置與隨機網格抽樣。

學習目標

  • 根據樣方計數和面積計算密度。
  • 根據記錄的樣本估算較大棲地中的族群數量。
  • 區分隨機放置、手動放置,以及反覆檢查同一個測量框。

使用方法

  1. 1點擊場域或拖曳控制把手來放置樣方,並記錄其中的計數。
  2. 2移動框架,並確認記錄的計數維持不變。
  3. 3重設調查,並隨機抽取十個網格單元。
  4. 4比較具有相同野外族群數量的群聚型與均勻型棲地。

模型

族群估計值是對抽樣密度取平均得到的。
顯示的標準誤使用獨立隨機抽取的密度之樣本變異數計算。

假設

  • 野外區域為 10 m × 10 m。植物是固定的播種點,並非會生長的生物。群聚型位置採用反射高斯群集。
  • 以植物中心點計數。共用的單元邊界採用一致的半開區間規則,野外區域的外邊界則納入計算。
  • 僅提供 1 m 和 2 m 兩種邊長,因此每個隨機抽樣網格都會將整個野外區域均勻劃分。各單元獨立進行有放回抽樣。
  • 估計值等於野外區域面積乘以樣本密度的平均值。計算標準誤至少需要兩個已記錄的樣本,且其位置必須分別獨立隨機化。
  • 手動定位會記錄為手動。隨機位置在首次記錄計數時即被使用;再次記錄同一個未變動的框架不算新的隨機重複。編輯棲地會清除調查資料。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼選擇看起來密度最高的區域會使估計產生偏差?
  2. Q2在呈聚集分布的棲地中,為什麼較大的樣方通常能降低變異性?

常見問題

為什麼手動抽取的樣本不顯示標準誤?

隨機網格抽樣計算不適用於刻意選取的放置位置,或未變更位置的重複放置。

隨機抽樣會避開先前抽取過的儲存格嗎?

不會。採用有放回方式的獨立抽樣可能會再次抽到同一個儲存格。透過種子和放置順序可以重現結果。