5.3 物种多样性的度量方法.pdfVIP

生态学 第5讲 群落的概念及其研究方法 第3节 物种多样性的度量方法 1. 生物多样性的概念 生物多样性 （biodiversity ）：是指生物中的多样化和变异性 以及物种生境的生态复杂性。它包括植物、动物和微生物的 所有种及其组成的群落和生态系统。 生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多 样性三个层次。 随着分子生物学技术的快速发展，对于遗传多样性的研究已 经产生了很多种方法，极大地推动了种群生态学的发展。 这里，主要介绍物种多样性的度量方法。 物种多样性具有两种涵义： (1) 种的数目或丰富度 （species richness ） (2) 种的均匀度 （species evenness or equitability ） 2. 多样性指数 辛普森多样性指数 辛普森多样性指数 （Simpson’s diversity index）是基于在一 个无限大的群落中，随机抽取两个个体，它们属于同一物种 的概率是多少这样的假设而推导出来的。 辛普森多样性指数= 随机取样的两个个体属于不同种的概率 = 1 - 随机取样的两个个体属于同种的概率 假设种i 的个体数占群落中总个体的比例为P ，那么，随机取 i 种i两个个体的联合概率就为Pi2 。如果我们将群落中全部种的 概率合起来，就可得到辛普森指数，即 式中：S为物种数目，N 为种 ｉ的个体数，N为群落中全部物 i 种的个体数。 香农-威纳指数 香农-威纳指数 （Shannon-Weiner index ）是用来描述种 的个体出现的紊乱和不确定性。不确定性越高，多样性也 就越高。其计算公式为： s H −P log P i 2 i i 1 式中：S为物种数目，P 为属于种i 的个体在全部个体中的 i 比例。H为物种的多样性指数。 通常多样性测度可以分为三个范畴：α多样性、β多样性和γ 多样性。 （1）α多样性是在栖息地或群落中的物种多样性，其计算方 法正如上面所叙述的一样。 （2 ）β多样性是度量在地区尺度上物种组成沿着某个梯度方 向从一个群落到另一个群落的变化率。它可以定义为沿着某 一环境梯度，物种替代的程度或速率、物种周转率、生物变 化速率等。 β多样性还反映了不同群落间物种组成的差异，不同群落或某 环境梯度上不同点之间的共有种越少，β多样性越大。 测度群落β多样性的重要意义在于： ①它可以反映生境变化的程度或指示生境被物种分割的程度； ②β多样性的高低可以用来比较不同地点的生境多样性； ③ β多样性与α多样性一起构成了群落或生态系统总体多样性或 一定地段的生物异质性。 β多样性的测度方法可以分为两类：二元属性数据测度法，即 物种的存在 （present ）和不存在 （absent ）的定性测度法；数 量数据测度法，即每一物种有关信息的定量测度法。 （3 ）γ多样性反映的是最广阔的地理尺度，指一个地区或许多 地区内穿过一系列的群落的物种多样性。