생명과학 · 생태·진화·조사 / 원리와 탐구
방형구 표본 조사 실험 해설
넓은 지역의 생물 수를 전부 세기 어려울 때에는 작은 방형구로 표본을 조사해 전체를 추정합니다. 방형구 면적·표본 수·배치 방식을 바꾸고 추정값을 실제 지도와 비교해 보세요. 표본을 늘리는 일과 대표성 있게 뽑는 일이 각각 오차에 어떤 영향을 주는지 살펴봅니다.
어떤 원리인가요?
무작위 표집을 반복하면 많은 표본이 평균 오차를 줄이는 경향이 있어요. 군집을 골라 놓는 선택 편향은 표본 수만 늘려도 사라지지 않아요.
핵심 관계
추정 개체 수 = 평균 밀도 (개체/m²) × 10000 m²
이렇게 관찰해 보세요
- 군집이 섞인 초지는 지도 시드 137로 고정돼요. 직접 배치는 장면을 드래그하거나 위치 슬라이더로 선택한 뒤 표본 추가 버튼을 눌러요.
- 같은 지도·면적·표집 시드에서 표본 수 5와 20을 기록해요. 각 조건에 대해 별도 무작위 표집 100회의 평균 절대오차도 계산해요.
- 면적만 넓혀 보고 전체를 덮으면 추정값과 실제값이 같은지 확인해요. 직접 배치로 군집만 고르면 생기는 편향도 탐구해요.
결과를 읽는 기준
전체 개체 수의 추정식은?
평균 밀도는 표본의 총 개체 수/(표본 수×방형구 면적)이에요. 여기에 전체 면적 10000 m²를 곱해요.
모형의 범위와 한계
600개체가 고정된 100×100 m 가상 초지예요. 균일 분포 240개체와 3개 군집 360개체를 섞었어요. 가장자리 포함 확률을 같게 하려고 초지를 같은 면적 격자로 나눈 뒤 격자를 복원 추출해요. 직접 배치도 이 격자에 맞춰지며 반복한 격자를 다시 셀 수 있어요. 실제 식물의 크기·종 구분·계절 변화·검출 누락은 생략해요. 100회 평균 절대오차는 별도의 무작위 표집 값이며 한 번의 결과에서 반드시 감소하지는 않아요.