Видовое разнообразие

Видовое разнообразие - это количество различных видов , которые представлены в данном сообществе (набор данных). Эффективное количество видов относится к количеству одинаково распространенных видов, необходимых для получения той же средней пропорциональной численности видов , что и в интересующем наборе данных (где все виды не могут быть одинаково распространены). Значения видового разнообразия могут включать видовое богатство , таксономическое или филогенетическое разнообразие и/или равномерность видов . Видовое богатство - это простой подсчет видов. Таксономическое или филогенетическое разнообразие - это генетическая связь между различными группами видов. Ровность видов количественно определяет, насколько равны численности вида.

Расчет разнообразия

Видовое разнообразие в наборе данных может быть рассчитано путем сначала, взяв средневзвешенное пропорциональное содержание видов в наборе данных, а затем обратно обратно . Уравнение:

${}^{q}\!D={1 \over {\sqrt[{q-1}]{\sum _{i=1}^{S}p_{i}p_{i}^{q-1}}}}$

Знаменатель Q равен среднему пропорциональному численности видов в наборе данных, который рассчитывается с взвешенным средним средним значением с показателем - 1. В уравнении S является общим числом видов (богатство видов) в наборе данных и пропорциональная IH численность виды есть $p_{i}$Полем Сами пропорциональные численности используются в качестве веса. Уравнение часто записывается в эквивалентной форме:

${}^{q}\!D=\left({\sum _{i=1}^{S}p_{i}^{q}}\right)^{1/(1-q)}$

Значение Q определяет, какое среднее используется. Q = 0 соответствует среднему взвешенному гармонике , которое составляет 1/ с, потому что $p_{i}$ значения отменены, с результатом, что ⁰ D равен количеству видов или видового богатства, с . Q = 1 не определен, за исключением того, что предел как подходы Q подходов 1 хорошо определен:

$\lim _{q\rightarrow 1}{}^{q}\!D=\exp \left(-\sum _{i=1}^{S}p_{i}\ln p_{i}\right),$

которая является экспоненциальной энтропией Шеннон .

Q = 2 соответствует среднему арифметике . По мере приближения бесконечному к $p_{i}$ ценить. На практике Q модифицирует взвешивание видов, так что увеличение Q увеличивает вес, данный для наиболее распространенных видов, и, следовательно, необходимо меньше одинаково распространенных видов для достижения средней пропорциональной численности. Следовательно, большие значения Q приводят к меньшему разнообразию видов, чем небольшие значения Q для одного и того же набора данных. Если все виды одинаково распространены в наборе данных, изменение значения Q не оказывает эффекта, но разнообразие видов при любом значении Q равняется богатству видов.

Отрицательные значения Q не используются, потому что тогда эффективное количество видов (разнообразие) будет превышать фактическое количество видов (богатство). По мере приближения к негативной бесконечно $p_{i}$ ценить. Во многих реальных наборах данных наименее распространенные виды представлены одним человеком, а затем эффективное количество видов будет равным количеству индивидуумов в наборе данных.

Такое же уравнение может быть использовано для расчета разнообразия по отношению к любой классификации, а не только видам. Если люди классифицируются на роды или функциональные типы, $p_{i}$ представляет пропорциональное изобилие рода или функционального типа и ^Q. D равняется роду разнообразия или разнообразия функционального типа, соответственно.

Индексы разнообразия

Часто исследователи использовали значения, приведенные одним или несколькими индексами разнообразия для количественной оценки разнообразия видов. Такие индексы включают богатство видов , индекс Шеннона , индекс Симпсона и комплемент индекса Симпсона (также известный как индекс Джини-Симпсона).

При интерпретации в экологических терминах каждый из этих индексов соответствует другой дел, и поэтому их значения не являются непосредственно сопоставимыми. Видовое богатство количественно определяет фактическое, а не эффективное количество видов. Индекс Шеннона равен журналу ( ¹ D ), то есть Q приближающееся 1, и на практике количественно определяет неопределенность в видовой идентичности человека, который принимается случайным образом из набора данных. Индекс Симпсона равна 1/ ² D , Q = 2 и количественно определяет вероятность того, что два человека случайно взяты из набора данных (с заменой первого человека, прежде чем заняться вторым) представляют один и тот же вид. Индекс Джини -Симпсона равен 1 - 1/ ² D и количественно определяет вероятность того, что два случайных воспитания представляют разные виды.

Соображения выборки

В зависимости от целей количественной оценки видового разнообразия, набор данных, используемый для расчетов, может быть получен по -разному. Хотя видовое разнообразие может быть рассчитано для любого набора данных, где люди были идентифицированы для видов, значимые экологические интерпретации требуют, чтобы набор данных подходил для поставленных вопросов. На практике интерес обычно возникает в разнообразии областей, настолько больших, что не все люди в них можно наблюдать и идентифицировать виды, но необходимо получить выборку соответствующих людей. Экстраполяция из выборки в основную популяцию, представляющую интерес, не является простой, потому что видовое разнообразие доступной выборки обычно дает недооценку видового разнообразия во всей популяции. Применение различных методов выборки приведет к тому, что различные наборы людей наблюдаются для одной и той же интереса, и разнообразие вида каждого набора может быть различным. Когда новый человек добавляется в набор данных, он может представить вид, который еще не был представлен. Насколько это увеличивает видовое разнообразие, зависит от ценности Q : Когда Q = 0, каждый новый фактический вид приводит к увеличению разнообразия видов одним эффективным видом, но когда Q большой, добавление редкого вида в набор данных мало влияет на его видовое разнообразие.

В целом, можно ожидать, что наборы со многими людьми будут иметь более высокое разнообразие видов, чем набор с меньшим количеством людей. Когда значения разнообразия видов сравниваются между наборами, усилия по отбору выборки должны быть стандартизированы соответствующим образом для сравнений, чтобы получить экологически значимые результаты. Методы повторной выборки могут быть использованы для подведения образцов разных размеров в общую опору. Кривые обнаружения видов и количество видов, представленных только одним или несколькими людьми, могут быть использованы, чтобы помочь в оценке того, насколько репрезентативной является доступная выборка из популяции, из которой она была взята.

Тенденции

На наблюдаемое разнообразие видов влияет не только количество особей, но и неоднородностью образца. Если люди извлекаются из различных условий окружающей среды (или различных среде обитания ), можно ожидать, что видовое разнообразие полученного набора будет выше, чем если бы все люди взяты из аналогичной среды. Увеличение выбранного участка увеличивает наблюдаемое видовое разнообразие как из -за того, что больше людей включается в выборку, так и потому, что большие территории являются экологически более гетерогенными, чем небольшие площади.

Смотрите также

• Альфа -разнообразие
• Бета -разнообразие
• Биоразнообразие
  • Индекс разнообразия
  • Измерение биоразнообразия
• Биотическая гомогенизация
• Теория сосуществования
• Темное разнообразие
• Гамма -разнообразие
• Генетическое разнообразие
• Широтные градиенты в видовом разнообразии
• Относительные виды изобилие
• Виды - соотношения

Внешние ссылки

• Харрисон, Ян; Лаверти, Мелина; Стерлинг, Элеонора. «Видовое разнообразие» . Connexions (cnx.org) . Фонд Уильяма и Флоры Хьюлетт, Фонд Максфилда и Консорциум Connexions . Получено 1 февраля 2011 года . (Лицензировано в соответствии с Creative Commons 1.0 Attribution generic ).