Độ phong phú loài và các chỉ số đa dạng

Các thước đo được sử dụng để đếm số loài và tóm tắt cách đa dạng kết hợp độ phong phú với sự phong phú tương đối của các loài.

Definition

Độ phong phú loài là số lượng loài trong một quần xã xác định; các chỉ số đa dạng là các thống kê tóm tắt kết hợp độ phong phú với tính đồng đều — sự công bằng của sự phong phú loài — để thể hiện mức độ đa dạng của một cộng đồng bằng một giá trị duy nhất.

Scope

Bao gồm định lượng đa dạng ở cấp độ loài: số lượng loài thô, vấn đề lấy mẫu không đầy đủ và các ước tính độ phong phú, phương pháp rarefaction, và nhóm các chỉ số đa dạng tích hợp độ phong phú và tính đồng đều. Bao gồm việc giải thích và các hạn chế của các chỉ số phổ biến và ý tưởng về số Hill như một khuôn khổ thống nhất. Không bao gồm các gradient đa dạng không gian và phân tích điểm nóng, được xử lý trong các chủ đề liên quan.

Core questions

• Độ phong phú loài được ước tính như thế nào khi việc lấy mẫu không đầy đủ?
• Chỉ số Shannon và Simpson nhấn mạnh điều gì?
• Tính đồng đều thay đổi cách giải thích đa dạng như thế nào?
• Làm thế nào để so sánh đa dạng một cách công bằng giữa các mẫu có kích thước khác nhau?

Key concepts

• Độ phong phú loài
• Tính đồng đều loài
• Chỉ số đa dạng Shannon
• Chỉ số đa dạng Simpson
• Rarefaction và các ước tính độ phong phú
• Số Hill

Key theories

Phân tách độ phong phú-tính đồng đều

Đa dạng phản ánh cả số lượng loài hiện diện và mức độ phân bố đồng đều của các cá thể giữa chúng; các chỉ số trọng số các thành phần này khác nhau, vì vậy không có chỉ số nào duy nhất nắm bắt được tất cả các khía cạnh của đa dạng.

Số Hill (số loài hiệu quả)

Các chỉ số đa dạng có thể được thống nhất thành một nhóm được tham số hóa theo độ nhạy với các loài hiếm, được biểu thị bằng số lượng loài có mật độ tương đương, cho phép so sánh nhất quán giữa các chỉ số.

Clinical relevance

Các chỉ số đa dạng là thước đo tiêu chuẩn để so sánh các địa điểm trước và sau xáo trộn, xếp hạng các khu vực cần bảo vệ và phát hiện sự suy giảm đa dạng sinh học. Vì việc lựa chọn chỉ số và nỗ lực lấy mẫu ảnh hưởng mạnh mẽ đến kết quả, việc hiểu các đặc tính của chúng là điều cần thiết để đưa ra các suy luận và giám sát bảo tồn hợp lý.

History

Chỉ số Shannon được điều chỉnh từ lý thuyết thông tin vào những năm 1940-1950, và Simpson đã đề xuất thước đo dựa trên sự thống trị của mình vào năm 1949. Những lo ngại về sai lệch lấy mẫu đã thúc đẩy sự phát triển của phương pháp rarefaction vào những năm 1960-1970 và, gần đây hơn, sự thống nhất các chỉ số trong khuôn khổ số Hill.

Debates

Nên báo cáo chỉ số đa dạng nào?

Shannon trọng số các loài hiếm hơn trong khi Simpson nhấn mạnh các loài chiếm ưu thế; vì chúng có thể xếp hạng các cộng đồng khác nhau, nên có một cuộc tranh luận đang diễn ra về việc tiêu chuẩn hóa và giá trị của việc báo cáo số lượng loài hiệu quả thay thế.

Key figures

• Robert H. Whittaker
• Edward H. Simpson

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

Tại sao không chỉ đếm số loài?

Số lượng thô bỏ qua sự phong phú. Hai khu rừng với mười loài cây mỗi khu có thể khác nhau rất nhiều nếu một khu bị chi phối bởi một loài duy nhất trong khi khu kia có chúng với số lượng bằng nhau. Các chỉ số đa dạng nắm bắt sự khác biệt này; chỉ đếm số lượng thì không.

Tại sao phương pháp rarefaction được sử dụng?

Các mẫu lớn hơn hầu như luôn chứa nhiều loài hơn, vì vậy việc so sánh số lượng thô từ các mẫu có kích thước khác nhau là sai lệch. Phương pháp rarefaction chuẩn hóa các so sánh theo một nỗ lực lấy mẫu chung.