生物群落多样性的测度方法Ⅱβ多样性的测度方法

生物群落多样性的测度方法Ⅱβ多样性的测度方法马克平,刘灿然,刘玉明（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）（北京市教育学院,北京１０００４４）β多样性可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度［１］,亦有人称为物种周转速率（ｓｐｅｃｉｅｓｔｕｒｎｏ...     

生物群落多样性的测度方法：Ⅰα多样性的测度方法（下）

生物群落多样性的测度方法Ⅰα多样性的测度方法（下）马克平（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）刘玉明（北京市教育学院,北京１０００４４）１物种多样性指数物种多度分布模型对群落的多样性数据进行了很好的描述。当观察到的数据较好地服从某一理论分布时,则...     

生物群落多样性的测度方法Ⅲ与物种－多度分布模型有关的统计问题

生物群落多样性的测度方法Ⅲ与物种－多度分布模型有关的统计问题刘灿然，马克平（中国科学院植物研究所，北京１０００４４）周文能（中国农业科学院，北京１０００８１）在过去的几十年中，生态学家们对物种相对多度分布进行了广泛的研究，采用的方法主要有两种，即物种...     

生物群落多样性的测度方法VI：与多样性测度有关的统计问题

物种多样性测度是（群落的）总体参数,它们常常是未知的,需要通过抽样将它们估计出来,因此,必须了解估计量的抽样性质。本文对与一些多样性测度的均值、方差的估计和假设检验以及大、小样本分布等有关的问题作了综述。可以看出大多数多样性测度的抽样性质还不清楚,有些甚至根本就没有研究过。Ｐｉｅｌｏｕ的合并样方法和刀切法是两个比较通用的方法,用它们可以解决其中的一些问题。但相比之下,刀切法更实用。     

鸟兽物种多样性测度的G-F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)。     

生态系统营养结构多样性的测度

生态系统层次上的生物多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程以及生态系统的多样性,营养结构和营养过程的多样性是其中最重要的一个方面。本文通过宏观营养动力学的理论和方法,对生态系统营养结构进行分析,定义了反映生态系统营养结构多样性的两类指标,即营养物与流通量沿宏观营养链分布特征的多样性(D_Ⅰ),以及所有宏观营养级上营养物与流通量在不同分室上分布特征的多样性(D_Ⅱ)。这两类多样性是度量生态系统营养结构多样性的两个基本测度。     

草地植物物种多样性测度方法及发展趋势

植物物种多样性是维持陆地生态系统多功能性和稳定性的关键要素之一.本文梳理了传统草地植物物种多样性的测度方法,结合无人机技术介绍了目前应用于草地植物物种多样性测度的新理念和新方法.传统的草地植物物种多样性测度方法依赖地面观测,需要投入大量的人力、物力且耗时,仅适合小范围的观测;卫星遥感方法受制于分辨率,难以直接对群落结构...     

生物群落多样性的测度方法Ⅵ:与多样性测度有关的统计问题

物种多样性测度是(群落的)总体参数,它们常常是未知的,需要通过抽样将它们估计出来,因此,必须了解估计量的抽样性质.本文对与一些多样性测度的均值、方差的估计和假设检验以及大、小样本分布等有关的问题作了综述.可以看出大多数多样性测度的抽样性质还不清楚,有些甚至根本就没有研究过.Pielou的合并样方法和刀切法是两个比较通用的方法,用它们可以解决其中的一些问题.但相比之下,刀切法更实用.     

系统发育多样性测度及其在生物多样性保护中的应用

生物多样性保护面临两个基本问题：如何确定生物多样性测度以及如何保护生物多样性。传统的生物多样性测度是以物种概念为基础的,用生态学和地理学方法确定各种生物多样性指数。其测度依赖于样方面积的大小,并且所有的物种在分类上同等对待。系统发育多样性测度基于系统发育和遗传学的理论和方法,能确定某一物种对类群多样性的贡献大小。该方法比较复杂,只有在类群的系统发育或遗传资料比较齐全时方能应用。本文认为,物种生存力途径和系统发育多样性测度相结合有助于确定物种和生态系统保护的优先秩序。     

生物群落多样性的测度方法VI：与多样性测度中有关的统计问题

物种多样性测度是(群落的)总体参数,它们常常是未知的,需要通过抽样将它们估计出来,因此,必须了解估计量的抽样性质。本文对与一些多样性测度的均值、方差的估计和假设检验以及大、小样本分布等有关的问题作了综述。可以看出大多数多样性测度的抽样性质还不清楚,有些甚至根本就没有研究过。Pielou的合并样方法和刀切法是两个比较通用的方法,用它们可以解决其中的一些问题。但相比之下,刀切法更实用。     

特有植物多样性分布格局测度方法的新进展

特有植物是生物多样性保护的重要对象,对其分布格局的研究可以为生物多样性优先保护区的确定提供重要参考.研究人员利用多种测度和分析方法,在不同地理区域对特有现象的分布格局开展了大量研究.随着分子系统学方法的不断完善及一些空间统计分析方法的引入,新的生物多样性测度方法应运而生.本文介绍了生物多样性测度方法的类型及其特点、应用现状与前景.这些测度方法的发展经历了从单一的时间或空间格局到时空格局统一的过程,具体涉及物种丰富度、谱系多样性、进化特异性以及这3种测度方法整合空间分布加权的算法.其中,谱系多样性指数(phylogenetic diversity)、谱系特有性指数(phylogenetic endemism)以及空间加权的进化特异性指数(biogeographically weighted evolutionary distinctiveness)尤其值得关注.中国特有植物分布格局的研究需要在以下4个方面进一步开展工作:(1)完善特有物种的分布格局研究;(2)加强物种的测序工作,完善谱系多样性格局的分析;(3)结合系统发育信息,揭示谱系多样性及进化历史的分布格局,进而深入开展物种p多样性和谱系p多样性的研究;(4)加强物种分布区变化的模拟,在时间维度上探讨特有现象的变化格局,为生物多样性保护提供更完善的理论支持.     

生物群落多样性的测度方法

群落的物种数目,即物种丰富度,是最古老、同时也是最基本的一个多样性概念,从对它的估计中可以得到关于物种灭绝速率方面的信息,这对生物多样性保护是非常重要的。已经提出了很多方法来估计九落中的物种数目,这些方法可以分为两大类,即基于理论抽样的方法和基于数据分析的方法。前者包括经典估计方法和贝叶斯估计方法;后者包括对正态分布的积分方法、再抽样方法和种－面积曲线的外推方法。发现：（１）有些方法适用珐动物群落     

群落结构复杂性的测度方法研究进展

该文对群落结构复杂性的测度方法的研究进展状况进行了综述。根据测度方法建立的方法基础,将现有的方法分成3类:基于多样性的复杂性测度、基于计算复杂性的测度和基于几何学特征的复杂性测度。对每类测度方法进行了介绍,对其优缺点进行了评述。同时提出了未来研究中应给予重视的问题。结果表明,现有群落结构复杂性的测度方法普遍存在区分能力差的问题,对于基于多样性的结构复杂性测度,目前还缺乏确定各测度属性权重的客观方法;现有的一些基于计算复杂性的结构测度与多样性指标关系过于密切,还不完善,同时其生态学的意义还不明确,而另一些计算复杂性指标还缺乏实际检验。今后,如何建立既具有区分力、又与多样性在概念和数值上都有一定区别的群落结构的计算复杂性的测度方法、如何科学合理地确定复杂性测度中的属性权重以及如何建立结构复杂性的测度和功能过程之间的联系等都是需要深入和系统研究的。由于方法的相似性,有关群落结构复杂性的测度方法也可以应用到其它尺度上的结构复杂性的研究中。     

塔里木荒漠河岸林异质生境物种多样性比较与其测度指标筛选及评价

选择合适的物种多样性测度指标与多样性指数是进行群落多样性研究的基础工作。依据塔里木河上游荒漠河岸林样地调查资料,分别采用重要值、盖度和多度为测度指标比较了反映群落物种丰富度、多样性、均匀度和优势度12种多样性指数与异质生境群落多样性特征,并对多样性指数进行了相关分析与评价。结果表明,荒漠河岸林异质生境群落物种组成种类差异明显,轮南镇胡杨群落物种丰富度与多样性指数最高,水工三连灰胡杨群落多样性最低,土壤水盐的空间异质性是引起荒漠植被空间分布与群落多样性差异的主导因子。表征荒漠群落多样性以重要值和盖度为测度指标优于多度指标,其中以重要值为测度指标来反映群落多样性更为合理。相关与主成分分析表明,均匀度与多样性指数间的相关性高于丰富度与多样性指数,且多样性指数受均匀度、优势度指数受丰富度影响较大,反映出荒漠河岸林群落多样性主要决定于物种分布的均匀程度。12种多样性指数中Margalef丰富度指数（Ma）、Shannon-Weiner多样性指数（H）与Simpson多样性指数（D）能客观真实地反映异质生境荒漠植物群落多样性。同时,针对高度生境异质性的荒漠植物群落,还应综合考虑群落物种组成与生境特征,选择合适的多样性指数组合可更客观地反映荒漠河岸林群落多样性变化。     

生态系统多功能性的测度方法

生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality, BEMF)之间的关系是目前生态学研究的一个热点, 其中, 生态系统多功能性(EMF)的测度方法是研究该问题的技术关键。由于缺乏统一的认识, 目前存在多个多功能性的测度方法, 这使人们对生物多样性与生态系统多功能性之间关系的理解复杂化。本文介绍了国际上常用的单功能法、功能-物种替代法、平均值法、单阈值法、多阈值法、直系同源基因法和多元模型法的原理及其特点, 并对其中较难理解的多阈值法进行了举例说明, 希望能对理解EMF的测度方法有所帮助。本文按不同的EMF测度方法对已发表的有关文章进行了归类, 以期帮助读者更好地选择EMF的测度方法。由于缺乏相对统一的、代表各个层次的生态系统功能的测度方法, 导致不同的研究结果难以相互比较, 严重限制了生物多样性与生态系统多功能性研究的发展; 所以, 研发新的、具有普遍适用性的EMF测度方法已成为当务之急。     

景观多样性测度:格局多样性的亲和度分析

介绍景观格局多样性亲和度分析的原理和方法,指出亲和度分析能够测定景观各亚单元的相对位置及镶嵌多样性。镶嵌多样性是综合了亲和度分析信息的一个指标,是对格局多样性的有效测度。镶嵌多样性低意味着景观结构简单,镶嵌多样性高意味着景观结构复杂,亲和度分析可以比较不同景观的多样性和复杂性,可以判断群落与景观整体的关系的远近,还可以判断两个群落的相似性和亲和度差异的显著程度。因而亲和度分析将景观层次的多样性与物     

北京东灵山地区植物群落多样性的研究 Ⅳ.样本大小对多样性测度的影响

利用盖度和重要值两个多度指标对北京东灵山地区小龙门林场的５个植物群落进行了研究,以考察样本大小（即样方数量）对多样性测度的影响,并设计了３种方法来确定临界样方数量（即多样性测度趋于稳定时的样方数量）。结果表明,用盖度和重要值作为多度指标进行植物群落多样性的研究是合适的,并且得出的结果也是一致的;当取比例因子ｋ１＝０．２时,计算临界样方数量的第二种方法与直观判断比较吻合;丰富度指数不太稳定,临界样方数量在２０以上（样方面积为５ｍ×５ｍ）;多样性指数Ｄ１最稳定,只需少数几个样方就达到稳定状态,多样性指数ＯＤ最不稳定;均匀度指数Ｊｇｉ也比较稳定,也只需几个样方就达到稳定状态;３个丰富度指数间有确定性关系：Ｒ２＞Ｒ１＞Ｒ３;在各指数达到稳定状态以后,甚至在少数几个样方之后就有ＯＤ＞ＨＰ＞Ｄ＞Ｄ１＞ＤＭ,Ｊｇｉ＞Ｊｓｗ＜＞Ｅａ＞Ｅｓ＞Ｅｈ,其中“＜＞”表示不确定,对乔木层有Ｅａ＞Ｊｓｗ,对草本层有Ｊｓｗ＞Ｅａ,除第３个样地外,对其它４个样地的灌木层也有Ｊｓｗ＞Ｅａ;在大多数情况下,各指数都有或近似地有：草木层＞灌木层＞乔木层。     

Rényi多样性指数曲线在评价和监测转基因作物对生物多样性影响中的应用

【背景】多样性比较是评价转基因作物对生物群落影响的标准参数之一。以往用于描述多样性的指数很多,但这些指数各有优缺点,生物学解释不全面。运用现代生物多样性表示方法,能够描述更复杂情况下的多样性关系。本文主要介绍了Rényi多样性指数曲线在生物安全研究中的应用。【方法】Rényi多样性指数曲线与以往常用的一维多样性指数不同,当其等级参数为某些特定值时代表了几个著名的多样性指数,该方法可较为确切地评价复杂的生物群落的多样性。本文在介绍其计算公式后,通过比较河北省2种转Bt基因棉田（孟山都33B和中棉30,均未施农药）以及常规管理（施用农药）和综合治理（IPM,施用农药和释放赤眼蜂相结合）条件下非转基因棉田的蜘蛛群落,证明了该方法的适用性。【结果】Rényi多样性指数曲线分析表明了所有可能的互作类型：1个明确的多样性排序以及2类棉田蜘蛛群落间不同的潜在关系。Rényi指数分析表明,在供试棉田中,中棉30棉田的蜘蛛多样性指数最高,其他3种棉田蜘蛛的多样性高低则难以一概而论。蜘蛛稀有种的多样性以孟山都33B棉田最高,IPM和常规棉田次之;蜘蛛常见种的多样性以IPM棉田最高,常规棉田和孟山都33B棉田次之。【结论与意义】Rényi多样性指数可用于生物群落多样性的综合评价,并可用于评价不同管理措施对生物多样性的影响。该方法弥补了仅用单一数量参数评价多样性的传统方法的缺陷,将不同参数整合成一个具有内在关联的概念框架。     

亚高山草地土壤原生生物群落结构和多样性海拔分布格局

生物多样性分布格局与维持机制即群落构建机制,是群落生态学研究的热点领域。微生物生态学中的一个关键问题是量化确定性过程和随机过程对微生物群落构建的相对贡献。尽管原生生物是土壤微生物群落中重要的组成部分,在微生物食物链中扮演着关键角色,但与细菌和真菌相比,目前对原生生物群落构建机制知之甚少。运用Illumina Miseq高通量测序技术,分析了五台山亚高山草地生态系统（海拔2000-3061 m范围内）土壤原生生物群落组成和多样性维持机制。结果表明,四个海拔梯度的土壤共获得有效序列520673条,分属于8个超群、24个门、65个纲、125个目、222个科和350个属。门水平上,丝足虫门（Cercozoa）、褐藻门（Ochrophyta）、纤毛门（Ciliophora）和顶复门（Apicomplexa）为主要优势类群。LEfSe分析显示,17个生物标志物对海拔梯度非常敏感,不同海拔梯度富集了不同的原生生物种群。尽管海拔对土壤原生生物群落的α多样性没有显著影响,但非度量多维尺度分析（NMDS）和相似性分析（ANOSIM）结果表明,原生生物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异（P<0.05）。冗余分析（RDA）显示海拔、土壤含水量、总氮和植物丰富度指数与原生生物群落结构存在显著相关性（P<0.05）。方差分解分析（VPA）和偏Mantel分析表明环境因子和空间变量对原生生物群落海拔分布格局均有显著影响,但是环境因子的相对作用（7.9%）明显大于空间变量（1.8%）。土壤原生生物群落之间的Bray-Curtis距离与海拔距离呈显著正相关关系（P<0.05）,说明选择过程可能是亚高山草地土壤原生生物群落分布格局的主要驱动因素。零模型分析进一步证实了确定性过程在原生生物群落构建中的相对作用大于随机过程。总之,五台山亚高山草地土壤原生生物群落组成和结构沿海拔梯度具有显著的变化格局,群落构建主要由确定性过程和随机过程驱动,但确定性过程占主导地位。     

新疆阜康地区植物群落物种多样性及其测度指标的比较

对新疆阜康绿洲荒漠过渡带植被,分别采用重要值、盖度、多度计测了9种物种多样性指数,并进行了对比分析。结果表明：①对新疆阜康绿洲荒漠过渡带植被类型,以重要值和盖度为测度指标优于多以度为指标计测群落多样性指数;②对9个指数的主成分分析（PCA）表明,3个多样性指数中,Shannon-Wiener指数受丰富影响最大,其次是McIntosh指数,而Simpson指数与丰富度关系较远。