3. Графики и модели видового обилия (α- разнообразия)
Ряд закономерности распределения видов в сообществах через обилие (число видов) и выравненность (число особей) хорошо выявляется при построении графиков. Обычно используется их несколько типов, которые отражают либо общие тенденции или подробности (детали) исследуемого явления.
График ранг/обилие – отражает данные о количестве видов. Его построению предшествует ранжирование по численности, на основе которого на оси абсцисс (горизонтальной) откладываются порядковые номера видов по мере убывания их численности, а по ординате численность каждого вида. Линия, соединяющая точки, называется кривой значимости (доминирования) видового распределения. Такой график соответствует геометрической модели распределения, которая характерна для бедных видами типов нарушенных сообществ (местообитаний), когда каждый вид занимает свободную экологическую нишу, не перекрывающуюся с нишей других видов (с определенной долей ресурсов). Обычно чем круче кривая, тем меньше разнообразие и сильнее доминирование одного или нескольких видов.
Частотное распределение устанавливает зависимость между количеством особей и количеством видов. Оно показывает, что в сообществе большинство видов сравнительно малочисленны, часть видов отличается средней численностью, а многочисленные виды по сути дела «единичны» (уходят в «хвост» распределения).
Логарифмическое распределение, при котором на оси абсцисс (число особей откладывается в логарифмическом масштабе). Здесь возможны 2 варианта:
- логарифмическое простое распределение, которое соответствует распределению небольшого числа многочисленных видов и значительного числа редких. Ему соответствует круто падающая кривая.
- логарифмически нормальное распределение отражает соотношение видов в богатых сообществах, существование которых определяется большим количеством факторов. Отношение количества видов и численности их особей хорошо отражает S кривая, свидетельствующая, что большинство видов существует в условиях соревнования, а не прямой конкуренции за ресурсы.
4. График соответствующий модели «разломанного стержня», когда по оси ординат откладываются обилие видов в линейном масштабе, а по оси абсцисс ранг в логарифме частот от наиболее многочисленных к менее обильным. Эта модель хорошо отражает соотношение видов с четко выраженным территориальным поведением и межвидовой конкуренцией.
5. Можно также использовать график, когда по оси ординат откладывается накопленное обилие вида в процентах, а по оси абсцисс логарифм ранга (порядковый номер вида).
Помимо отмеченных применяются также дзета- , гиперболическая, экспоненциальная и другие модели, которые отражают распределение видов в некоторых сообществах с учетом плотности организмов.
4. Индексы видового богатства
Для оценки видового богатства сообществ часто используются различные индексы. Среди них наиболее простыми являются:
Индекс видовой плотности, отражающий число видов на единицу площади; у ботаников, например, число видов растений на 1 кв.м;
Индекс нумерического видового богатства – число видов на определенное количество особей; у гидрологов, например, 20 видов на 1000 особей. Более сложные индексы отражают соотношение между числом видов и числом особей, вт.ч.
Индекс видового богатства Минхиника
Индекс видового богатства Маргалефа
У этих двух индексов большая величина соответствует большему разнообразию. Еще более сложными являются индексы, учитывающие видовое богатство и выравненность (т.е численность отдельных видов). Среди них наиболее популярными являются:
Индекс Шеннона
где p1 – доля каждого вида
Индекс Бриллуэна
Как видите, его определение требует более сложных расчетов, в связи с чем употребляется реже, хотя дает величины сходные с индексом Шеннона.
Существует также ряд индексов, отражающих степень доминирования в сообществах, в т.ч.
Индекс Симпсона, который рассчитывается по формуле
Где n1- число особей одного вида
N- число особей всех видов
Индекс Бергера-Паркера, хорошо отражающий относительное значение любого вида в сообществе, который рассчитывается по формуле
=
На величину его не влияет количество видов, поскольку расчет ведется лишь по величине выборки.
Индекс (мера разнообразия) Макинтоша, который рассчитывается по формуле
.
Однако сам по себе он не является индексом
доминирования, но используя его значение
можно рассчитать меру доминирования
D1, которая независима от выборки.
и
выравненность
В тоже время считается, что наиболее точно доминирование отражает индекс полидоминантности
.