Simpson指數公式

生物多樣性測定主要有三個空間尺度：α多樣性，β多樣性，γ多樣性。α多樣性主要關注局域均勻生境下的物種數目，因此也被稱為生境內的多樣性（within-habitat diversity）。β多樣性指沿環境梯度不同生境群落之間物種組成的的相異性或物種沿環境梯度的更替速率也被稱為生境間的多樣性（between-habitat diversity），控制β多樣性的主要生態因子有土壤、地貌及干擾等。γ多樣性描述區域或大陸尺度的多樣性，是指區域或大陸尺度的物種數量，也被稱為區域多樣性（regional diversity）。控制γ多樣性的生態過程主要為水熱動態，氣候和物種形成及演化的歷史。

基本介紹

• 中文名：Simpson指數公式
• 套用：生物多樣性測定
• 測定尺度：α多樣性，β多樣性，γ多樣性
• 公式：D=1-ΣPi2

α多樣性

a. Gleason（1922）指數

D=S/lnA

式中A為單位面積，S為群落中的物種數目。

b. Margalef（1951，1957，1958）指數

D=（S-1）/lnN

式中S為群落中的總數目，N為觀察到的個體總數。

（2）Simpson指數

D=1-ΣPi2

式中Pi種的個體數占群落中總個體數的比例。

（3）種間相遇機率（PIE）指數

D=N（N-1）/ΣNi（Ni-1）

式中Ni為種i的個體數，N為所在群落的所有物種的個體數之和。

（4）Shannon-wiener指數

H’=-ΣPilnPi 式中Pi=Ni/N 。

（5）Pielou均勻度指數

E=H/Hmax

式中H為實際觀察的物種多樣性指數，Hmax為最大的物種多樣性指數，Hmax=LnS（S為群落中的總物種數）

（6）舉例說明

例如，設有A,B,C,三個群落，各有兩個物種組成，其中各種個體數組成如下：

	物種甲	物種乙
群落A	100(1.0)	0(0)
群落B	50(0.5)	50(0.5)
群落C	99(0.99)	1(0.01)

請計算它的物種多樣性指數。

Simpson指數：

Dc=1-ΣPi2=1-Σ（Ni/N）2=1-[(99/100)2+(1/100)2]=0.0198

DB=1-[(50/100)2+(50/100)2]=0.5000

Shannon-wiener指數：

HC=-ΣNi/N ln Ni/N i=-（0.99×ln0.99+0.01×ln0.01）=0.056

HB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)=0.69

Pielou均勻度指數：

Hmax=lnS=ln2=0.69

EA= H/Hmax=-[(1.0×ln1.0)+0]/0.69=0

EB=-(0.50×ln0.50+0.50×ln0.50)/0.69=0.69/0.69=1

EC=0.056/0.69=0.081

從上面的計算可以看出,群落的物種多樣性指數與以下兩個因素有關:

①種類數目,即豐富度； ②種類中個體分配上的均勻性

β多樣性

β多樣性可以定義為沿著環境梯度的變化物種替代的程度。不同群落或某環境梯度上不同點之間的共有種越少，β多樣性越大。精確地測定β多樣性具有重要的意義。這是因為：①它可以指示生境被物種隔離的程度；②β多樣性的測定值可以用來比較不同地段的生境多樣性；③β多樣性與α多樣性一起構成了總體多樣性或一定地段的生物異質性。

（1）Whittaker指數（βw）

βw=S/mα-1

式中：S為所研究系統中記錄的物種總數；mα為各樣方或樣本的平均物種數。

（2）Cody指數（βc）

βc=[g（H）+l（H）]/2

式中：g（H）是沿生境梯度H增加的物種數目； l（H）是沿生境梯度H失去的物種數目，即在上一個梯度中存在而在下一個梯度中沒有的物種數目。

（3）Wilson Shmida指數（βT）

βT=[g（H）+l（H）]/2α

該式是將Cody指數與Whittaker指數結合形成的。式中變數含義與上述兩式相同。

γ多樣性

主要指標為物種數（S）

γ多樣性測定沿海拔梯度具有兩種分布格局：偏鋒分布和顯著的負相關格局。