指数方法

评价物种多样性是目前生物多样性研究中的一项紧迫任务。我们提出一种基于信息测度的G-F指数公式,利用生物普查得到的鸟类和兽类名录计算一个地区的物种多样性。首先计算属间的多样性（G指数）和科间的多样性（F指数）,然后,再利用G指数和F指数的比值进行标准化,得出G-F指数。在这一指数体系中,F指数包括科中和科间的多样性。如果G-F指数趋近1,则代表科间多样性的F指数下降,或者代表属多样性的G指数上升;否则G-F指数趋近零或为负数。信息测度通常也用于生物群落的生态多样性。然而,G-F指数与生态多样性不同。G-F指数测定的一个地区一个生物类群中科属间的物种多样性,而生态多样性指数研究生物群落中物种组成及种间个体的多寡。利用G-F指数研究评估生物多样性保护有如下优点：（1）G-F指数提供了一种简捷有效的生物多样性保护评估方法,因为在许多地点已经进行过生物普查,编写了动物、植物名录;（2）G-F指数是一种标准化指数,可以进行不同地区间生物多样性比较。在动物界,特别是无脊椎动物中,尚未鉴定的物种占多数,而鸟类和兽类中尚未鉴定的物种很少。我们应用鸟类和兽类名录计算了G-F指数,选择了梵净山、大瑶山、伏牛山、凉水、北京—天津、海北、白音锡勒、青海湖和帕米尔高原等9个地区,进行了物种多样性的比较研究。结果表明：在上述地区,鸟类的G指数高于兽类的G指数,但差异并不显著（p=0.11）。鸟类的F指数显著地高于兽类的F指数（p<0.05）。鸟类G-F指数与兽类G-F指数相关(r=0.68, p<0.05)。     

中国大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异

生物多样性科学的研究重心之一是大尺度生物多样性空间分布规律及其形成机制。中国是世界上物种特丰富国家之一,了解我国物种多样性在空间上的变异情况,对于进一步认识大尺度上的生物多样性有重要意义。我们收集了全国205个自然保护区的鸟类和兽类物种分布信息,以G-F指数作为物种多样性的测度指标,利用地统计学方法分析了大陆鸟类和兽类物种多样性的空间变异特征。G-F指数是一种基于香农-威纳指数的信息测度,测度了研究地区环境分化程度和实际利用这种生态环境分化的生物类群多样性, 是一种对共同起源,相似生境需求的物种类群多样性的标准化多样性测度。结果发现,在东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区内我国大陆鸟类多样性变异大部分都是由随机因素所引起的。兽类多样性的分布,在东部季风区和西北干旱区内是由随机因素所产生的,而在青藏高寒区,兽类多样性的总变异中99.9%是由空间依赖性所引起的,主要表现在71,492~1,020,000m空间尺度上,其分布表现出了强空间相关性。据此,大尺度上的物种多样性空间分布具有特定的规律,在生物多样性的保护行动中应加以考虑。     

四川美姑县大风顶国家级自然保护区小型兽类生物多样性分析

为评价美姑大风顶国家级自然保护区小型兽类多样性,利用香农一威纳多样性指数和一种基于信息测度的GF指数。经计算,香农一威纳多样性指数表明：农田一耕地为主的生境类型的小型兽类,以四川短尾鼩、高山姬鼠、黄胸鼠和社鼠为主要的群落组成,其物种多样性指数(H)和均匀性指数(J)分别是1．1374和0．8599;原始森林为主的生境类型的小型兽类,以川西白腹鼠和食虫类为主,其各多样性指数H=0．3307和J=0．3465;高山草甸为主的生境类型的小型兽类,以鼠兔类和姬鼠类为主,其H=0．3704和J=0．3881。为了得到补充和对照,参考了该区小型兽类已有的资料运用G-F指数评价其生物物种多样性,首先计算科间多样性(F)和属间多样性(G),然后,再利用F指数和G指数的比值进行标准化处理,得出GF指数值,说明保护区小型兽类种属间的多样性。该区小型兽类D-F指数为0．6977,即小型兽类种属间多样性较高,但和香农一威纳指数评定多样性有一定差异。保护区的建设还需进一步加强,包括人为干扰在内的一切干扰尚需排除。     

新疆塔什库尔干野生动物自然保护区鸟兽资源调查

2017年11月—2019年9月对新疆塔什库尔干野生动物自然保护区的鸟类采用样带法和样点法进行调查,对保护区的大型兽类和鼠类分别采用样带法和样方法进行调查。根据野外实地调查并结合文献资料,共记录鸟类15目41科161种,兽类5目13科40种。保护区内珍稀濒危物种较多,其中国家Ⅰ级重点保护野生动物10种、国家Ⅱ级重点保护野生动物27种。鸟类中,古北界物种56种(34.78%)、广布种105种(65.22%);夏候鸟54种(33.54%)、留鸟68种(42.24%)、冬候鸟5种(3.11%)和旅鸟36种(22.36%)。兽类中,古北界物种36种(90.00%)、广布种4种(10.00%)。G-F指数显示,鸟类在科、属水平上的多样性较为丰富(D_F=19.58,D_G=3.60,D_(G-F)=0.816);而兽类在科、属水平上的多样性较低(D_F=6.87,D_G=3.73,D_(G-F)=0.457)。本研究为保护区管理及未来的鸟兽调查和研究提供了基础资料。     

陕西老县城自然保护区的鸟类多样性及G-F指数分析

2003年7月和2004年5月,利用样线法对陕西老县城自然保护区进行了鸟类多样性调查,结合历史资料,老县城自然保护区共有鸟类13目36科107属190种,其中国家重点保护鸟类16种,我国特有鸟类12种。按季节型区分,其中留鸟116种,夏候鸟56种,冬候鸟、旅鸟和迷鸟共计18种,从分布型区分,东洋种、古北种和广布种分别为70种、87种和33种。多样性指数分析显示,阔叶林生境中鸟类资源最为丰富,其次为针阔混交林。老县城自然保护区鸟类的优势种为红嘴蓝鹊(Urocissa erythrorhyncha)、星鸦(Nucifraga caryocatactes),此外,山雀类(Parusspp.)、柳莺类(Phylloscopusspp.)以及环颈雉(Phasianuscolchicus)也有较大的种群。同时,将老县城自然保护区的鸟类多样性与其周边的佛坪、长青、太白等自然保护区进行了G-F指数对比分析。发现佛坪自然保护区的鸟类多样性无论是F指数、G指数还是G-F指数均为最高,佛坪在鸟纲(AVES)科属水平上拥有相对较高的鸟类多样性。用基于科属水平的G-F指数与基于物种水平的Shannon-Wiener指数相结合评价某一地区的鸟类多样性,将更为客观。     

G-F 指数测度万朝山兽类物种多样性

2015 年5 月-2016 年7 月, 利用样线法对湖北省万朝山自然保护区兽类资源现状进行了调查, 并与湖北省内其他5 个自然保护区的兽类G 指数(genus index)、F 指数(family index)和G-F 指数(genus-family index)进行比较。结果表明: 万朝山自然保护区共有兽类7 目25 科69 种, 区系组成以东洋界种类为主, 有国家I 级重点保护动物4 种, II级重点保护动物11 种; G-F 指数分析表明, 万朝山自然保护区兽类G 指数为3.99、F 指数为14.81, G-F 指数为0.73。万朝山与湖北省省内其他5 个自然保护区的兽类G 指数、F 指数和G-F 指数均不存在显著差异, 特别是万朝山和南河的G-F 指数相当接近, 相似性系数也高, 这可能与万朝山和南河地理位置接近、生境组成相似有关。各保护区的物种分布密度虽然差异不显著, 但南河和漳河源自然保护区因为保护区面积较小, 导致物种分布密度较大。     

广东车八岭自然保护区鸟类多样性分析

于1998年1月-2000年12月对广东车八岭保护区鸟类进行了调查,加上文献记载,共计有223种鸟,隶属于42科、16目。其中东洋种占61．9％、古北种占27．3％、广布种占10．8％。对该区鸟类以G-F指数进行多样性统计,得F指数为27．85,G指数为4．692,G-F指数为0．832。在该区鸟类名录中,单种科13科,占总科数的31．0％;非单种科29科,占总科数的69．0％,所以G-F指数比较高。在本区鸟类各科中,鹅科、鹰科、雉科的多样性最高,GFk指数分别为3．106、2．409、2．08,占本区F指数的27．3％。与处于不同纬度地区的鸟类多样性相比,车八岭保护区的鸟类丰富程度与热带的尖峰岭地区及纬度更高的的江西武夷山地区的鸟类丰富度相当。     

三江源国家公园兽类物种多样性及区系分析

为了解三江源国家公园野生兽类的分布现状,2015-2017年对园区进行了实地调查。根据调查结果并参考相关文献资料,三江源国家公园内野生兽类共62种,分别隶属8目19科44属。园区内兽类呈现出物种多样性高,珍稀濒危物种多,特有种多的特点：三江源国家公园内的兽类物种多样性G-F指数为0.77,表明该区域物种多样性处于很高水平。根据中国物种红色名录,20个物种受威胁（极危、濒危和易危）,比例为32.26%,远高于国家整体水平;中国或青藏高原特有种29种,占46.77%。三江源国家公园在动物地理区划上属于古北界青藏区,在地理分布型上,以古北界成分为主,东洋界成分为辅,以古北界高山型成分最多,有25种,且资源量大,表明三江源国家公园的兽类以适应高寒气候的特殊种类为主。3个园区的平均动物区系相似性比较结果表明,长江源园区与澜沧江源园区为共同关系,黄河源园区与长江源园区和澜沧江源园区为密切关系。近些年,三江源地区的兽类保护工作取得了很好的效果,并得到国内外认可,本研究结合园区生物多样性和区系特点,根据保护现状,提出了今后的监测保护建议。     

重庆市涪陵区春季城市园林鸟类及其群落结构研究

2009年2月至4月, 采用样线调查法对重庆市涪陵区城市园林的鸟类及其群落结构进行了初步研究。结果表明:重庆市涪陵区城市园林春季共调查40次, 记录鸟类37种, 2245只, 隶属于2目、17科、30属, 其中26种鸟类物种被列入“三有”名录, 1种列入CITES名录;从区系类型看, 东洋种25种、古北种8种、广布种4种;从居留类型看, 留鸟31种, 夏候鸟4种, 冬候鸟2种;从多样性分析看, 太极森林公园的鸟类物种多样性指数和均匀性指数最大(2.3239, 0.6974), 易家坝广场园林则最小(1.0307, 0.4691), 其与堡子城公园的相似程度最高(63.16%);涪陵区城市园林鸟类G-F多样性指数为0.5100。     

贵州赤水桫椤国家级自然保护区及其周边区域鸟兽多样性红外相机监测对比

自然保护区的物种编目和常规监测是区域性和全国性生物多样性研究与监测的基础,而红外相机技术已被广泛应用于地栖鸟兽的物种编目和动态评估。本研究在贵州赤水桫椤保护区及其周边地区采用红外相机公里网格（1 km×1 km）法,选取保护区内2个样区和1个区外样区,每个样区内选取20个连续网格布设相机,系统开展鸟兽多样性监测。2016年12月至2019年12月,经过累积55 029个相机日的调查,获得动物和非工作人员的独立有效照片21 243 张,从中鉴定出野生兽类4目10科17属21种,鸟类6目13科29属34种。其中有8种为保护区的新纪录物种;所鉴定的兽类和鸟类中属国家Ⅱ级重点保护野生动物的分别为4种和8种;被列入《中国脊椎动物红色名录》易危（VU）的有8种、近危（NT）的有13种 。相对丰富度指数（RAI）处于前三位的兽类依次是毛冠鹿（Elaphodus cephalophus）、小麂（Muntiacus reevesi）、藏酋猴（Macaca thibetana）;鸟类依次是紫啸鸫（Myophonus caeruleus）、灰胸竹鸡（Bambusicola thoracicus）、画眉（Garrulax canorus）。对比分析初步显示保护区内监测到的兽类物种数和多样性（香农-威纳）指数明显高于周边地区;核心区和缓冲区的鸟兽相对丰富度和多样性指数较实验区高;保护区内在700~1000m海拔带监测到的物种数（尤其兽类）较多,但 > 1 000 m的海拔带物种多样性指数最高。本次调查结果为保护区提供了重要的兽类和鸟类资源信息,也为促进保护区鸟兽编目和重要物种的生态学研究,以及优化管理对策、实现生物多样性长期监测和有效保护提供了数据支持。     

黑龙江省两栖爬行类物种多样性分布格局的研究

2000～2006年对黑龙江省两栖爬行动物的种类及分布进行大范围的调查,并结合历史资料及现代有关成果,应用3种物种多样性指数分析方法（丰富度、均匀度和G—F指数）,对黑龙江省的两栖爬行动物物种多样性分布格局进行了探讨。结果表明,东部山地省和小兴安岭省的物种丰富度要高于其它地理省,松嫩平原省和三江平原省的物种均匀度高于其它地理省,而G指数与物种数分布规律相似,F指数和G-F指数相似,只有东部山地省物种才有一定的丰富度。     

福建省两栖类物种多样性评估

地区性物种多样性评价是当前全球生物多样性研究的重要组成部分。本文采用G-F指数对福建省两栖类物种多样性进行评估,同时利用弦距离类间平均连锁的方法对福建省22个县（市）和5个两栖动物地理省进行聚类分析。结果表时：福建省各县（市）的两栖类物种多样性差异较大,其中武夷山市两栖类物种多样性的G指数,F指数和G-F指数分别为2.978,4.863和0.388。处于华中区的3个地理省（闽北、闽东和闽西地理省）首先聚类,而后与处于华南区的闽中地理省聚类,最后与闽南地理省合并。聚类结果与福建省两栖动物地理区划大体一致,但个别县（市）不太相符,作者建议将大田县划归在华中区的闽西地理省。     

云南腾冲北海湿地自然保护区两栖动物多样性现状

21世纪以来,全球近半的两栖动物在物种和种群水平正受到威胁,我国云南尤为突出。云南腾冲北海湿地具有独特的漂浮状苔草沼泽植被,两栖类是评价生态系统健康的指示类群,进行两栖类资源调查有助于推进湿地保护工作。2019年5月、7月和8月以及2020年5月、6月和9月采用了以样线法为主、访问为辅的方法进行了野外调查,共记录两栖动物21种,包括入侵种1种,其中20种土著种属于2目7科17属。与上一次调查名录（2008年）相比,此次调查增加北海湿地两栖动物新记录5种,包括腾冲掌突蟾（Leptobrachella tengchongensis）、红蹼树蛙（Rhacophorus rhodopus）、白颌大树蛙（Zhangixalus smaragdinus）、背条螳臂树蛙（Chiromantis doriae）以及入侵种牛蛙（Lithobates catesbeianus = Rana catesbeiana）;新修订2科8种。用G-F指数进行数据分析,与周边县域进行平均动物区系相似性比较。结果显示,北海湿地两栖类G-F指数为0.432;由平均动物区系相似性比较可知,北海湿地与腾冲（高黎贡山国家级自然保护区）、泸水（高黎贡山国家级自然保护区）、龙陵小黑山省级自然保护区和铜壁关自然保护区盈江片区为周缘关系;外来入侵种牛蛙数量远多于土著种,亟需采取针对性保护措施;需建立北海湿地两栖动物监测体系,作为湿地生态系统健康的指示标准之一。     

台湾和日本拟步甲在纬度分布上的比较研究

台湾和日本处在不同的地理纬度上,同属岛屿海洋性气候,前者地域面积远小于后者,拟步甲的物种多样性却大于后者。为弄清楚这些科学问题,作者采用G-F指数对从台湾到日本不同纬度梯度上的拟步甲多样性分布格局进行了比较分析,得到如下初步结论：(1) G-F指数从大到小依次是：台湾(21°N-25°N)(0．826)>日本(24°N-45°N)(0．824)>日本Ⅱ纬度区(30°N-35°N)(0．792)>日本Ⅰ纬度区(24°N-30°N)(0．765)>日本Ⅲ纬度区(35°N-40°N)(0．761)>日本Ⅳ纬度区(40°N-45°N)(0．603);(2)台湾拟步甲属的多样性(DG)、族的多样性(DF)和G-F指数(DG-F)均最高,分别是4．263、24．464和0．826;(3)各纬度上拟步甲的物种分布情况：台湾(21°N-25°N)(541种)>日本(24°N-45°N)(489种)>日本Ⅰ纬度区(24°N-30°N)(257种)>日本Ⅱ纬度区(30° N-35° N)(231种)>日本Ⅲ纬度区(35° N-40° N)(172种)>日本Ⅳ纬度区(40° N-45° N)(60种)。研究数据显示, G-F指数能较好地反映台湾和日本各地拟步甲族、属的多样性。其物种多样性在纬度上的分布表现为从南向北递减的趋势,并对其基本原因进行分析。作者首次基于台湾和日本两个岛屿拟步甲物种多样性的比较分析,对现有岛屿生物多样性的有关理论提出个人看法,认为岛屿生物地理学的“物种-面积关系理论”中的“岛屿面积越大,物种数量就越多”可能存在一定的局限性,不一定能客观地反映种类众多的现生岛屿昆虫物种多样性的实际情况。     

世界自然遗产地陆生藻类物种多样性比较研究

藻类是真核生物进化、植物起源与进化、生物地理学研究的良好材料,研究藻类物种多样性对理解生命起源与早期进化,探明地球地质地貌演化有着非常重要的意义。以两世界自然遗产地施秉云台山白云岩喀斯特、赤水丹霞的陆生藻类为研究对象,通过G-F多样性指数、Jaccard相似性系数、Bray-Curtis矩阵比较分析了不同地质地貌的两世界自然遗产地陆生藻类的物种多样性及种组特征,结果如下：（1）两地陆生藻类丰富,均以蓝藻为优势,共有优势科为色球藻科Chroococcaceae、颤藻科Oscillatoriaceae,施秉云台山还具伪枝藻科Scytonemataceae、念珠藻科Nostocaceae优势,优势属为粘球藻属Gloeocapsa、色球藻属Chroococcus,赤水丹霞仅以粘球藻属Gloeocapsa为优势。（2）施秉云台山G-F多样性指数高于赤水丹霞。（3）两地陆生藻类泛热带成分明显,施秉云台山中国特有成分较赤水丹霞丰富;两地科、属、种相似性系数依次为：56.25%、44.05%、37.62%,科的相似性达到中度水平,与同纬度范围其它地区的Bray-Curtis矩阵聚类结果显示不同地质地貌的两地首先聚为一类。从陆生藻类多样性组成上,初步反映两世界自然遗产地的地质历史、地层岩性及地理位置的异同。     

广西野生淡水鱼类的物种多样性及其资源的可持续利用

广西地形复杂,河流众多,适于不同鱼类的栖息和繁殖.经对分布于广西境内的各水系鱼类资源的调查、对相关馆藏标本的进一步鉴定以及对相关文献的整理,目前已知广西淡水鱼类15目37科143属290种和亚种,其中很多种类具有重要经济价值.对广西及其邻近省区鱼类多样性指数的计算、比较和分析表明,广西地区G指数最高,F指数和G-F指数除低于云南外,高于广东、海南、贵州和湖南.广西野生淡水鱼类的显著特点是物种多样性高,特有属、种多,很多物种分布区狭窄,区系成分表现出明显的东洋界特点,不同水系鱼类组成各具特色.近年来,广西自然水域的野生鱼类资源的破坏较为严重,本文对广西野生淡水鱼类资源的可持续利用进行了讨论.     

青海湖鸟岛地区草地植物群落特征的研究

青海湖鸟岛地区草地群落共出现种子植物 6 3种 ,隶属 4 3属 ,19科 ,以北温带成分为主 ;从湖滨到典型地带性植被 ,物种多样性指数变化可以分为两大类型 ;随着高度增加 ,物种多样性呈现倒U型变化 ,沿着水平梯度物种多样性基本上逐渐增加。可以分为禾草、豆科固氮植物、非禾本科草类和半灌木功能组 ,物种水平与功能组水平的多样性、均匀度和丰富度相关系数分别为 0 2 79,0 4 36 ,0 0 19,均没有达到显著相关 ,功能组水平的多样性指数具有与物种水平不同的性质     

海南五指山热带山地雨林植物物种多样性研究

王指山热带山地雨林的物种种类十分丰富,在１ｈｍ＾２样地中共出现５４个科,１００个属的乔木树种１７７种,１３３７个个体。区系地理分析表明属的分布区类型以热带分布型成分占优,为８９．０％,充分体现了五指山山地雨林的热带性质。多样性指数分析结果为：样地１Ｍａｒｇａｌｅｆ指数１７．８２２,Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数５．６２１,均匀度０．８２３,Ｓｉｍｐｓｏｎ指数０．０５０,均匀度６．７７５,表明五指