生物多样性模式与测量
生物多样性如何在基因、物种和生态系统层面被定义、量化和描绘，以及为什么它在地球上的分布如此不均匀。
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Definition
生物多样性是生命在所有组织层面的多样性，通常被划分为物种内的遗传多样性、群落内的物种多样性以及景观中的生态系统（或群落）多样性。其测量结合了分类群的数量（丰富度）、其丰度的均匀性，以及越来越多地包括其系统发育和功能上的独特性。
Scope
本领域涵盖生物多样性科学的概念和量化基础：多样性的三个经典层次（遗传、物种和生态系统），用于测量它们的指标，以及它们形成的大尺度地理模式。它包括物种丰富度估计和多样性指数、α/β/γ多样性划分、纬度多样性梯度及其他空间模式、热点和特有性中心的识别，以及用于追踪生物多样性随时间变化的指标和监测框架。它不包括产生群落结构的基本生态过程（在生态学中处理）和生物多样性丧失的驱动因素（在生物多样性威胁中处理）。
Sub-topics
Core questions
- 地球上存在多少物种，还有多少尚未被描述？
- 哪些指标能最好地捕捉遗传、物种和生态系统层面的多样性？
- 为什么物种丰富度在热带地区达到顶峰并向两极递减？
- 物种最丰富和受威胁最严重的区域集中在哪里？
- 如何可靠地检测和监测生物多样性随时间的变化？
Key concepts
- 物种丰富度与物种均匀度
- 多样性指数（香农指数、辛普森指数）
- α、β和γ多样性
- 特有性与分布受限物种
- 系统发育多样性与功能多样性
- 物种-面积关系
- 生物多样性指标与基本生物多样性变量
Key theories
- 生物多样性层次
- 生物多样性按层次组织为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性；保护需要关注这三者，因为它们捕捉了生物变异的互补方面。
- α、β和γ多样性
- Whittaker的划分区分了局部（α）多样性、地点间的周转（β）和区域总（γ）多样性，为比较群落提供了明确尺度的框架。
- 生物多样性热点
- 少数地区兼具极高的特有性和严重的栖息地丧失；将保护工作集中在这些热点地区，可以以单位面积保护不成比例的物种份额。
Clinical relevance
测量是所有保护决策的基础：对现有物种数量及其集中区域的估计决定了保护的优先次序、保护区的规划方式以及国际目标是否正在实现。热点分析直接影响了全球资金分配，标准化指标是根据《生物多样性公约》等协议进行报告的基础。
History
生物多样性的现代概念在20世纪80年代形成，该术语在1986年全国生物多样性论坛和E. O. Wilson随后的著作中得到普及。量化基础则更早：20世纪中叶从信息论中借鉴的多样性指数，来自岛屿生物地理学的物种-面积关系，以及20世纪80年代末和90年代Myers的工作所进行的全球热点绘图。
Debates
- 地球上存在多少物种？
- 全球物种丰富度的估计值相差一个数量级，因为大多数分类群，特别是昆虫、微生物和深海生物，仍未被描述；推断方法和对发现率的假设差异很大。
- 哪种多样性衡量标准应指导保护？
- 根据物种丰富度、特有性、系统发育独特性或功能多样性进行优先排序可能指向不同的区域，目前对于单一最佳指标尚未达成共识。
Key figures
- Robert H. Whittaker
- Edward O. Wilson
- Norman Myers
- Stuart Pimm
Related topics
Seminal works
- myers2000
- pimm2014
- primack2014
Frequently asked questions
- 生物多样性的三个层次是什么？
- 遗传多样性（一个物种内和物种间种群的变异）、物种多样性（一个群落或区域内物种的种类）和生态系统多样性（栖息地、群落和生态过程的种类）。
- 物种丰富度与多样性有什么区别？
- 丰富度仅仅是存在的物种数量。香农指数和辛普森指数等多功能性指数将丰富度与均匀度（物种丰度的均等程度）结合起来，因此两个具有相同丰富度的群落可能在多样性上有所不同。
- 什么是生物多样性热点？
- 一个拥有异常高浓度特有物种且已失去大部分原始栖息地的区域。热点被用来将有限的保护资源集中在最能保护最多处于最大风险物种的地方。