生态系统多样性的测度方法及其应用分析

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1、2004年8月安庆师范学院学报(由然科学版)Aug．2004第lO卷第3期JournalofAnqlngTeachersCollege(NaturalScience)VO1．1ON0．3生态系统多样性的测度方法及其应用分析吴甘霖(安庆师范学院生命科学系，安徽安庆246003)摘要t本文系统介绍了生态系统多样性指数的三个类型：a多样性指数、p多样性指数和．y多样性指数。经综合分析认为t物种丰富度指数(S)，shannon-Wiener指数(H)，Simpson指数(D)、物种均匀度指数及对数级数分布参数(a)是值得推荐和应用的几种群落多样性测度方法。关键词t生物

2、多样性I生态系统I多样性测度中圈分类号t文献标识码tA文章编号1007-4260(2004)03-0018-041．生态系统多样性的概念生态系统(ecosystem)就是在一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间由于不断地进行物质循环和流量流动过程而形成的统一整体，是生命系统中重要的组织层次，是自然界的基本单位。生态系统多样性(Ecosystemdiversity)是指生物圈内环境、生物群落和生物过程的多样化以及生态系统内生境、生物群落和生态过程变化的惊人的多样性，即生境的多样性、生物群落多样性和生态过程的多样性。生境的多样性主要是指无机环境，

3、如地形、地貌、气候、水文等，生境的多样性是生物群落多样性的基础。生物群落多样性是指生态系统组成、结构和功能的多样性。它们的生态过程是指生态系统组成、结构和功能在时间、空间上的变化，主要包括着物种流、能量流、水分循环、营养物质环境、生物间的竞争，捕食的寄生等。2．生态系统多样性的测度方法及其应用生态系统多样性的测度包括生物群落和生态系统两个水平的多样性测定。由于生物群落是生态系统的核心部分，因此人们多以群落多样性的测度代替整个系统的多样性测度。群落多样性的测度研究是从2O世纪初期开始，当时的工作主要集中于群落中物种面积关系的探讨和物种多度关系的研究。Fisher

4、在1934年探讨群落中种一多度关系时应用了多样性指数；1934年，Williams在研究鳞翅目昆虫物种多度关系时，首先提出了“多样性指数(Indexofdiversity)”的概念，1949年，Simpson提出了多样性的反面即集中性的概率度量方法，即“simpson指数”；1958年，Margalef首次将shannon和Winener的信息测度公式引入生态学，用此来测度多样性；1967年，Mclntosh应用多维空间中的欧氏距离来测度多样性；在2O世纪60年代和70年代，出现了大量的关于多样性的测度方法。无论怎样定义多样性，它都是把物种数和均匀度结合起来的

5、一个单一的统计量。然而多样性指数的这两个组分的结合方式或对其给予的权重不同，就形成了大量的多样性指数。目前所提出的大量的生态多样性指数可分为三类：a多性指数；口多样性指数和丫多样性指数。2．1a多样性a多样性是用于测量某一生态系统内生物种类数量以及生物种类间相对多度的一种测量指标。a多样性反应某一生态系统内物种间通过竞争资源或利用同种生境而产生的共存结果。a多样性又可分为几类，如物种丰富度指数(speciesrichnessindex)，物种均匀度指数(speciesevennessindex)，物种相·收稿日期2003—12—04一基金项目安徽省教育厅自然科

6、学科学研究基金(98JL126)。一·作者简介t吴甘霖(1963-)，男，安徽金寨人，硕士，安庆师范学院生命科学系副教授，主要从事植物学、生态学、保护生物学及科研管理等方面教学和研究。第3期吴甘霖：生态系统多样性的测度方法及其应用分析·19·对多度分布(speciesabundancedistribution)等。2．1．1物种丰富度指数(S)物种丰富度指数是对一个群落中所有实际物种数目的测量，是最简单、最直观的群落物种多样性测定方法。d=S／N，式中：S——物种数目；N——所有物种个体数之和在实际工作中，人们不可能记录一个群落中所有生物种数及其数量，而通常测

7、定的是群落样本中的生物数量。在陆地生态系统生物多样性的研究中，群落的样本定义为单位面积。因此，生物多样性的测定是指单位面上生物物种数。在水生态系统生物多样性的研究中，群落的样本被定义为一定数量的个体或生物量。当研究的对象是样本而不是整个群落时，上式可表示成：dMa一(S一1)InN。此方法的不足是没有考虑物种在群落中分布的均匀性且常常是少数种占优势。因此，统计出的物种数目不能完全反映群落中的生物多样性。同时多样性指数会随着取样面积(或数目)的变化而变化。2．1．2物种的相对多度模型物种的多度可分为绝对多度和相对多度。物种的绝对多度可以以个体数量、生物量、植物盖

8、度、频度、基面积以及生产力等为测度指标