Лабораторное занятие № 4.

Оценка биоразнообразия. Анализ индексов - бета- и гамма-биоразнообразия

Задание 1. Дать анализ индексов оценки бета- и гамма-разнообразия (выводы)

Методические рекомендации:

1. Рассмотреть индексы оценки β-, γ-биоразнообразия (см. теоретические материалы).

2. Выбрать индексы для оценки β-, γ-биоразнообразия и внести их в таблицу 1.

3. Дать анализ таблиц 1, 2. Сделать выводы.

Теоретические материалы Анализ бета-разнообразия

Бета-разнообразие характеризует степень различий или сход­ства ряда местообитаний с точки зрения их видово­го состава и (или) обилия видов.

Один из подходов к установлению бета-разнообразия – оценка изменений видового разнообразия вдоль средового градиента. Другой путь его определения – сравнение видового состава различных сообществ. Чем меньше общих ви­дов в сообществах или в разных точках градиента, тем выше бета-разнообразие. Этот путь используется в любых исследованиях, рассматривающих степень различий видового состава выборок, местообитаний или сообществ. Вместе с мерами оценки внутрен­него разнообразия местообитаний бета-разнообразие можно ис­пользовать, чтобы получить представление об общем разнообра­зии условий данной территории. Все индексы оценки бета-разнообразия можно объединить в две группы: индексы оценки сходства и индексы оценки общности.

Индексы сходства: меры разнообразия

Выделено 6 мер измерения бета-разнообразия на основе дан­ных по присутствию или отсутствию видов.

Мера Уиттекера описывается формулой:

,

где S – общее число видов, зарегистрированных в системе: a – среднее разнообразие выборок стандартного размера, измеряемое как видовое богатство.

Мера Коуди разработана для исследования изменений в сообществе вдоль средового градиента:

,

где g(H) – число видов, прибавившихся вдоль градиента местообитаний, а  l(H) – число видов, утраченное на том же трансекте.

Меры Ратледжа учитывает общее видовое богатство и степень совпадения видов:

,

где S – общее число видов во всех выборках, а  r – число пар видов с перекрывающимся распределением.

Индексы общности для видовых списков

Самый простой способ измерения бета-разнообразия двух участков – расчет коэффициентов сходства или индексов общности. Все известные индексы общности распадаются на две группы в зависимости от того, учитывают они или игнорируют число от­рицательных совпадений (d). Наибольшее значение в экологических работах имеют индексы, в формулы которых входит только число положительных совпаде­ний. В табл. 1 приведены основные индексы общности.

Таблица 1

Основные индексы общности, учитывающие совпадения

Формула	Автор	Отношение
	Браун–Бланке, 1932	к числу видов в боль­шем списке
	Шимкевич,1926; Симпсон,1943	к числу видов в мень­шем списке
	Чекановский, 1900; Серенсен, 1948	к среднему арифмети­ческому числу видов в двух списках
	Кульчинский, 1927	к среднему гармони­ческому числу видов в двух списках
	Охайя,1957; Баркман,1958	к среднему геометри­ческому числу видов в двух списках
	Жаккар,1901	к. числу видов в объе­диненном списке
	Сокал, Снит, 1963	к сумме числа видов в объединенном списке и числу не общих видов
	Кульчинский, 1927	к числу не общих видов
	Сокала– Майченера.
	Барони – Урбани и Бюссера
	Серенсена	где aN – общее число особей на участке А; bN – общее число осо­бей на участке В; jN – сумма наименьших из двух обилий видов, встреченных на обоих участках.

Основным приемом упорядочивания данных для определения индексов общности по качественным признакам служит таблица, включающая поля (табл. 2).

Сумма (а + d) называется числом совпадений качественных при­знаков;

сумму (b + с) называют числом несовпадений;

а – числом положительных и d – числом отрицательных совпадений.

Из огромного числа индексов общности чаще в биоценологических, фаунистических и биогеографических работах используются индексы Жаккара и Серенсена – Чекановского. Эти коэффициенты равны 1 в случае полного совпадения видов сооб­ществ и равны 0, если выборки совершенно различны и не включа­ют общих видов.

Наиболее распространенными из индексов, учитывающих от­рицательные совпадения, являются коэффициент простого совпа­дения или индекс Сокала – Майченера.

и индекс общности Барони – Урбани и Бюссера. Проблема оценки достоверности этих индексов не решена. Простота вычисления, являющаяся достоинством многих ин­дексов, оборачивается недостатком – они не включают обилие ви­дов. Это обстоятельство привело к тому, что чаще используются модифицированные индексы, включающие оценку обилий. Наиболее приемлемо ис­пользование в экологических исследованиях коэффициента Серенсена.

Таблица 2