ความหลากหลายและความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์
มาตรวัดที่ใช้ในการนับจำนวนชนิดพันธุ์และสรุปว่าความหลากหลายนั้นรวมเอาความอุดมสมบูรณ์เข้ากับความชุกชุมสัมพัทธ์ของชนิดพันธุ์ได้อย่างไร
Definition
ความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์ (Species richness) คือจำนวนชนิดพันธุ์ในกลุ่มที่กำหนดไว้; ดัชนีความหลากหลาย (diversity indices) คือสถิติสรุปที่รวมความอุดมสมบูรณ์เข้ากับความสม่ำเสมอ (evenness) — ความเท่าเทียมกันของความชุกชุมของชนิดพันธุ์ — เพื่อแสดงว่าชุมชนมีความหลากหลายเพียงใดในค่าเดียว
Scope
ครอบคลุมการวัดปริมาณความหลากหลายในระดับชนิดพันธุ์: การนับความอุดมสมบูรณ์ดิบ, ปัญหาของการสุ่มตัวอย่างที่ไม่สมบูรณ์และตัวประมาณความอุดมสมบูรณ์, การทำ rarefaction, และกลุ่มดัชนีความหลากหลายที่รวมความอุดมสมบูรณ์และความสม่ำเสมอเข้าด้วยกัน รวมถึงการตีความและข้อจำกัดของดัชนีทั่วไป และแนวคิดของ Hill numbers ในฐานะกรอบการทำงานที่เป็นหนึ่งเดียว ไม่รวมถึงการไล่ระดับความหลากหลายเชิงพื้นที่และการวิเคราะห์จุดร้อน ซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้อที่เกี่ยวข้อง
Core questions
- จะประมาณความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์ได้อย่างไรเมื่อการสุ่มตัวอย่างไม่สมบูรณ์?
- ดัชนี Shannon และ Simpson เน้นอะไรบ้าง?
- ความสม่ำเสมอเปลี่ยนแปลงการตีความความหลากหลายอย่างไร?
- จะเปรียบเทียบความหลากหลายอย่างยุติธรรมได้อย่างไรในตัวอย่างที่มีขนาดต่างกัน?
Key concepts
- ความอุดมสมบูรณ์ของชนิดพันธุ์
- ความสม่ำเสมอของชนิดพันธุ์
- ดัชนีความหลากหลายของ Shannon
- ดัชนีความหลากหลายของ Simpson
- Rarefaction และตัวประมาณความอุดมสมบูรณ์
- Hill numbers
Key theories
- การแยกองค์ประกอบความอุดมสมบูรณ์-ความสม่ำเสมอ
- ความหลากหลายสะท้อนทั้งจำนวนชนิดพันธุ์ที่มีอยู่และจำนวนประชากรที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในหมู่ชนิดพันธุ์เหล่านั้น; ดัชนีจะให้น้ำหนักองค์ประกอบเหล่านี้แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีดัชนีเดียวที่สามารถครอบคลุมทุกแง่มุมของความหลากหลายได้
- Hill numbers (จำนวนชนิดพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพ)
- ดัชนีความหลากหลายสามารถรวมเข้าด้วยกันเป็นกลุ่มที่กำหนดโดยความไวต่อชนิดพันธุ์หายาก ซึ่งแสดงเป็นจำนวนชนิดพันธุ์ที่มีความชุกชุมเท่ากัน ทำให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างดัชนีได้อย่างสอดคล้องกัน
Clinical relevance
ดัชนีความหลากหลายเป็นมาตรฐานที่ใช้ในการเปรียบเทียบพื้นที่ก่อนและหลังการรบกวน การจัดอันดับพื้นที่เพื่อการอนุรักษ์ และการตรวจจับการลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพ เนื่องจากการเลือกดัชนีและความพยายามในการสุ่มตัวอย่างมีผลอย่างมากต่อผลลัพธ์ การทำความเข้าใจคุณสมบัติของดัชนีจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการอนุรักษ์และการติดตามผลอย่างมีเหตุผล
History
ดัชนี Shannon ถูกปรับใช้จากทฤษฎีสารสนเทศในช่วงทศวรรษ 1940-1950 และ Simpson ได้เสนอมาตรวัดที่อิงตามการครอบงำของเขาในปี 1949 ความกังวลเกี่ยวกับอคติในการสุ่มตัวอย่างผลักดันให้เกิดการพัฒนา rarefaction ในช่วงทศวรรษ 1960-1970 และเมื่อไม่นานมานี้ การรวมดัชนีภายใต้กรอบ Hill-number
Debates
- ควรรายงานดัชนีความหลากหลายใด?
- Shannon ให้น้ำหนักชนิดพันธุ์หายากมากกว่า ในขณะที่ Simpson เน้นชนิดพันธุ์ที่เด่นกว่า; เนื่องจากดัชนีเหล่านี้สามารถจัดอันดับชุมชนแตกต่างกัน จึงมีการถกเถียงอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการสร้างมาตรฐานและคุณค่าของการรายงานจำนวนชนิดพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพแทน
Key figures
- Robert H. Whittaker
- Edward H. Simpson
Related topics
Seminal works
- primack2014
- groom2006
- pimm2014
Frequently asked questions
- ทำไมไม่นับแค่ชนิดพันธุ์?
- การนับจำนวนดิบละเลยความชุกชุม ป่าสองแห่งที่มีต้นไม้สิบชนิดเท่ากันอาจแตกต่างกันอย่างมากหากแห่งหนึ่งมีชนิดพันธุ์เดียวที่เด่นกว่า ในขณะที่อีกแห่งมีจำนวนเท่ากัน ดัชนีความหลากหลายสามารถจับความแตกต่างนี้ได้ แต่การนับจำนวนอย่างเดียวทำไม่ได้
- ทำไมถึงใช้ rarefaction?
- ตัวอย่างขนาดใหญ่มักจะมีชนิดพันธุ์มากกว่าเสมอ ดังนั้นการเปรียบเทียบจำนวนดิบจากตัวอย่างที่มีขนาดต่างกันจึงทำให้เข้าใจผิดได้ Rarefaction ทำให้การเปรียบเทียบเป็นมาตรฐานโดยใช้ความพยายามในการสุ่มตัวอย่างที่เท่ากัน