生物多样性的测度方法

多度分布
• 物种少——重要性顺序多度表。 • 物种多——物种多度分布表。
4个常用的物种—多度分布模型
几何级数分布
分割线段模型
对数正态分布
对数级数分布
4个常用的物种—多度分布模型
• 几何级数和对数级数分布：多适用于环境条件较 为严酷，物种少而生境又不相互重叠的群落，往 往群落中稀疏种的数目远远大于富集种的数目。
多样性概率度量
• Simpson优势度指数（C）
C=∑[（Ni （Ni -1）/N （N-1））]
式中：Ni/N为第i物种第一次被抽中的概率；
（Ni -1）/（N-1）为第i物种第二次抽中的概率。
4.均匀度指数
• 群落中不同物种的多度（生物量、盖度或 其他指标）分布的均匀程度。
• Pielou均匀度指数（e）
数分布参数α和 Margalef 指数（D mg）等是值得推荐的群 落多样性指数。当然，根据研究目的不同可以选择更具针 对性的测度方法
刀切法和自助法
• 多样性指数理论，假设样本单位是从同质 总体中随机抽取，测度公式为复杂函数。 而生物个体常常是高度聚集的，因此在计 算上存在一定缺陷。
• 刀切法和自助法属于非参数方法，用计算 机方法代替传统数学方法，适用于样方不 多，大量稀疏种存在的样地。
有确定的函数关系。
表达物种丰富度的两种方式
• 物种密度：多用于植物多样性的研究，用 每平方米的物种数目表示。
• 数量丰度：一定生物量中的物体数目，多 用于水域物种多样性的研究，如1000条鱼 中的物种数目。
稀疏标准化方法
• 由于现实中样方的大小不同，Sanders提出 了稀疏标准化方法。
• 不足：利用期望值进行计算损失大量的信 息；计算复杂，涉及多次阶乘计算。
测度方法的选择
判别差异的能力
对样方大小的 敏感程度
强调组成是稀疏种 被利用和理解的
还是富集种
广泛性
常用的生物多样性测度方法
α 多样性
β 多样性
γ 多样性
群落内多样性 群落间多样性 异地同类生境
α 多样性测度
1 物种丰富度指数
物种密度
3 物种多样性指数
多样性的概率度量
数量丰度
多样性的几何度量
2 物种相对多度模型
几个问题
• 方法的选择是一定的么？ • 多样性指数是否越高越好？ • 计算物种的丰富度值是否可信？
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生 物 多 样 性 的 测 度 方 法
多样性研究目的
• 生物多样性研究的目的是揭示生物群落客 观存在的物种和结构的多样性，并通过结 构与功能间相关关系的分析，进而揭示和 认识生物群落的功能多样性 。
• 而对于群落功能和动态的研究少见，但其 意义不容忽略。
组成、结构
功能、动态
•研究多样性的组成和结构，可采用临时样方的典型 取样法。
• 对数正态分布：多适用于生境条件较好，物种丰 富的群落，十分富集和十分稀疏的种都较少。
• 分割线段模型：适用于比较均质的群落，物种相 对重要性方面的差异不大。
3.物种多样性指数
多样性信息度量
• Shannon-Wiener多样性指数（H´）： H´=-∑ni / N×ln（ni / N）
式中：ni为第i个类群的个体数；N为群落中 所有类群的个体总数。
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• E（S）为稀疏标准化样方物种数目的预期值；n为样方大小；N为样方
中记录的个体数目；Ni为样方中第i物种的个体数目
2.物种相对多度模型
• 指物种对群落总多度的贡献大小。 • 针对物种丰富度对信息的利用不充分，忽
略富集种和稀疏种对群落多样性贡献的差 异。 • 多度模型所反映的群落多样性是单一的物 种多样性指数无法揭示的。
e=H´/ ln S
式中：S为类群数。
• 从实践上考虑，最好能确定一种或几种群落多样性指数作 为首选指数。这样，至少为不同地区、不同类型或不同学 者的研究结果的比较提供可能
• 综合大多数学者的分析结果，物种丰富度指数（S）、
Shannon-Wiener指数（H´）、Simpson指数（D）、对数级
• 用于不同地点的同一类型生境中。 • 研究物种组成随着距离或地理区域的延伸
而改变的程度，可以认为是景观水平的多 样性。 • 是在α多样性测度方法基础上的改良。
α 多样性测度方法
物种丰富度 物种相对多度模型 物种多样性指数 物种均匀度指数
1.物种丰富度
• 最简单、最古老的物种多样性测度方法。 • 需确定研究区时间和空间上的可控制性。 • 与样方的大小有关，二者均不独立，又没
•研究功能和动态变化，一般采用永久样地法。
认识群落的结构和功能
研究意义
多样性的保护与监测
• 基于生物多样性研究的目的和意义，采用 适当的测度方法，及对测度方法的改良， 能让我们对生物群落的组成、结构、功能 和动态有更清楚的认识。
测度方法基于三个假设
所有物种是平等的
所有个体是平等的 物种多度都是以恰当、 可比较的单位记录
几何级数分布
对数级数分布 对数正态分布 分割线段模型
4 物种均匀度指数
Pieloud均匀度指数
Sheldon均匀度指数 Heip均匀度指数 Alatalo均匀度指数
β 多样ห้องสมุดไป่ตู้测度
• 群落间多样性测度，如相似性指数。
• 没有考虑到每一个物种的个体数量或相对 多度，势必过高估计稀疏种的作用。
γ 多样性测度