Artersrikedom och diversitetsindex

Mått som används för att räkna arter och för att sammanfatta hur diversitet kombinerar artrikedom med arters relativa abundans.

Definition

Artersrikedom är antalet arter i en definierad samling; diversitetsindex är sammanfattande statistik som kombinerar artrikedom med jämnhet – arters abundansjämlikhet – för att uttrycka hur divers ett samhälle är i ett enda värde.

Scope

Omfattar kvantifiering av diversitet på artnivå: råa artrikedomsantal, problemet med ofullständig provtagning och artrikedomsestimatorer, rarefaktion, samt familjen av diversitetsindex som integrerar artrikedom och jämnhet. Inkluderar tolkning och begränsningar av vanliga index samt idén om Hill-tal som ett enhetligt ramverk. Exkluderar rumsliga diversitetsgradienter och hotspot-analys, vilka behandlas i relaterade ämnen.

Core questions

• Hur uppskattas artrikedom när provtagningen är ofullständig?
• Vad betonar Shannon- respektive Simpson-indexen?
• Hur förändrar jämnhet tolkningen av diversitet?
• Hur kan diversitet jämföras rättvist mellan prover av olika storlek?

Key concepts

• Artersrikedom
• Artersjämnhet
• Shannons diversitetsindex
• Simpsons diversitetsindex
• Rarefaktion och artrikedomsestimatorer
• Hill-tal

Key theories

Uppdelning av artrikedom och jämnhet

Diversitet återspeglar både hur många arter som finns och hur jämnt individer är fördelade bland dem; index viktar dessa komponenter olika, så inget enskilt index fångar alla aspekter av diversitet.

Hill-tal (effektivt antal arter)

Diversitetsindex kan förenas som en familj parametriserad av känslighet för sällsynta arter, uttryckt som det ekvivalenta antalet lika abundanta arter, vilket möjliggör konsekvent jämförelse mellan index.

Clinical relevance

Diversitetsindex är den standardiserade valutan för att jämföra platser före och efter störning, rangordna områden för skydd och upptäcka minskad biologisk mångfald. Eftersom val av index och provtagningsinsats starkt påverkar resultaten, är förståelse för deras egenskaper avgörande för välgrundade bevarandeinsatser och övervakning.

History

Shannon-indexet anpassades från informationsteorin under 1940- och 1950-talen, och Simpson föreslog sitt dominansbaserade mått 1949. Oro för provtagningsbias drev utvecklingen av rarefaktion under 1960- och 1970-talen och, mer nyligen, enandet av index under Hill-talsramverket.

Debates

Vilket diversitetsindex bör rapporteras?

Shannon viktar sällsynta arter tyngre medan Simpson betonar dominanta arter; eftersom de kan rangordna samhällen olika, pågår en debatt om standardisering och fördelarna med att rapportera effektiva antal arter istället.

Key figures

• Robert H. Whittaker
• Edward H. Simpson

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

Varför inte bara räkna arter?

Råa antal ignorerar abundans. Två skogar med tio trädarter vardera kan skilja sig avsevärt om den ena domineras av en enda art medan den andra har dem i lika antal. Diversitetsindex fångar denna skillnad; enbart antal gör det inte.

Varför används rarefaktion?

Större prover innehåller nästan alltid fler arter, så att jämföra råa antal från prover av olika storlek är missvisande. Rarefaktion standardiserar jämförelser till en gemensam provtagningsinsats.