第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的測(cè)度

第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的測(cè)度第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三五生物多樣性的測(cè)度（物種與生物群落）1、生物多樣性測(cè)度研究的概況（1）本世紀(jì)初，集中物種-面積關(guān)系的探討（2）1943年，WILLIAMS在昆蟲物種-多度關(guān)系時(shí)，首次提出了“多樣性指數(shù)”（Indexofdiversity）的概念。（3）1949年，SIMPSON提出了多樣性的概率度量方法。（4）1958年，Marglef將信息測(cè)度引入（Shannon指數(shù)）（5）1969年，PIELOU提出均勻度測(cè)度指數(shù)。（6）70年代后期以來，研究生物類別范圍不斷擴(kuò)大，多樣性指數(shù)得以快速發(fā)展。第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三二、生態(tài)系統(tǒng)多樣性測(cè)度的方法生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數(shù)主要有3類：α多樣性指數(shù)，β多樣性指數(shù)，γ多樣性指數(shù)α多樣性指數(shù)是用以測(cè)度在棲息地或群落內(nèi)的物種多樣性β多樣性指數(shù)是用以測(cè)度群落的物種多樣性沿著環(huán)境梯度變化的速率γ多樣性指數(shù)是指一定區(qū)域內(nèi)總的物種多樣性的度量第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三2、生物多樣性的測(cè)度（1）α多樣性測(cè)度（群落內(nèi)多樣性）

α多樣性測(cè)度可分為四類：物種豐富度指數(shù)、物種相對(duì)多度模型、物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)。

A：物種豐富度指數(shù)（最古老、簡(jiǎn)單，植物學(xué)家常用）采用的測(cè)度方式：?jiǎn)挝幻娣e的物種數(shù)目一定數(shù)量或生物量中物種的數(shù)目另：不同學(xué)者采用不同的數(shù)學(xué)關(guān)系式來表達(dá)：

D=S/lnAd=(S-1)/lnNd=S/Nd等其中：S為物種的數(shù)目，N為物種個(gè)體總數(shù)，A為樣方面積第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三1、

α多樣性指數(shù)的測(cè)定方法（1）物種豐富度指數(shù)：物種豐富度即物種數(shù)目的多寡，是最簡(jiǎn)單而古老的物種多樣性測(cè)度方法適應(yīng)范圍：研究地區(qū)或樣地面積在時(shí)間和空間上是確定的或可控制的。采用的指標(biāo)有：①用單位面積的物種數(shù)目②用一定數(shù)量的個(gè)體或生物量中的物種數(shù)目，如1000條魚中的物種數(shù)目，主要用于水生物種③用物種數(shù)目與樣方大小或個(gè)體總數(shù)的不同數(shù)學(xué)關(guān)系（d）來測(cè)定，d是物種數(shù)目隨樣方增大而增大的速率。d=s/Ns為樣方中的物種數(shù)目，N為所有物種的個(gè)體數(shù)之和第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三（2）優(yōu)勢(shì)度指數(shù)如果在一個(gè)群落中，某一物種的數(shù)量非常多，占總物種數(shù)目的大部分，即該物種的集中性比較大，也就是優(yōu)勢(shì)度比較明顯，那么該群落的多樣性較低第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三(3)Shannon-Wiener指數(shù)在總體中隨機(jī)抽取其中的一個(gè)物種，占總體的概率結(jié)論：①對(duì)給定的總體和給定的S，如果保證種數(shù)一定的總體，各種數(shù)量分布均勻時(shí)，多樣性最高②兩個(gè)物種個(gè)體數(shù)量分布均勻的總體，物種數(shù)越多，多樣性越高③多樣性具有可加性第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三2、

β多樣性指數(shù)測(cè)度方法β多樣性指數(shù)用以測(cè)度群落的物種多樣性沿著環(huán)境梯度變化的速率，也可以認(rèn)為是沿著環(huán)境梯度的變化植物替代的程度。不同群落或某種環(huán)境梯度上不同點(diǎn)之間共有種越少，β多樣性越大。第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三測(cè)定β多樣性指數(shù)的意義指示生境被物種分隔的程度用來比較不同地段的生境多樣性β多樣性與α多樣性一起構(gòu)成了總體多樣性或一定地段的生物異質(zhì)性，可以比較的評(píng)價(jià)多樣性第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三β多樣性指數(shù)（1）Whitaker指數(shù)（βW）表達(dá)式為βW=s/Mα-1s為物種總數(shù)，Mα為各樣方或樣本的平均物種數(shù)物種組成完全相同的樣方的βW指數(shù)為0，完全不同則為1第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三（2）Cody指數(shù)Cody指數(shù)把β多樣性定義為在調(diào)查中物種在生境梯度的每個(gè)點(diǎn)上，被替代的速率這種測(cè)度的方法可以用來定義群落間的交錯(cuò)區(qū)

βc=[g(H)+L(H)]/2g(H)沿生境梯度H增加的物種數(shù)，L(H)沿生境梯度H喪失的物種數(shù)βc通過新增加和失去的物種數(shù)目進(jìn)行比較，可以得到物種的更替。第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性的動(dòng)態(tài)及其監(jiān)測(cè)一、生態(tài)系統(tǒng)的變化生態(tài)系統(tǒng)的變化是隨著時(shí)間和空間的變化而變化1、物理環(huán)境的長期變化2、自然選擇引起的有機(jī)體遺傳結(jié)構(gòu)的變化3、生物類型和數(shù)量變化以及物理小環(huán)境的變化第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三二、生態(tài)系統(tǒng)多樣性的監(jiān)測(cè)生物群落的多樣性和組成生物營養(yǎng)的多樣性，隨著時(shí)間和空間的變化而變化，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)多樣性的變化也在發(fā)生變化生態(tài)系統(tǒng)多樣性的監(jiān)測(cè)的意義：1、有利于認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)過程；2、有利于了解生境破碎、破壞和其他干擾對(duì)多樣性的影響；3、有利于區(qū)別種群的自然波動(dòng)和人為因素影響的變化；4、有利于預(yù)測(cè)全球氣候變化可能的影響；5、有利于預(yù)測(cè)關(guān)鍵物種或類群的滅絕可能帶來的生態(tài)變化；6、有利于測(cè)度土地利用方式的變化及其對(duì)生物多樣性的影響第13頁，共14頁，2023年，2月20日，星期三生態(tài)系統(tǒng)多樣性的監(jiān)測(cè)包括兩個(gè)方面：（1）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)及主要生態(tài)過程等，通過樣地法進(jìn)