Показатели разнообразия и обилия животных

Показатель разнообразия экологических сообществ представляет собой функцию числа видов и их выравненности. В этой связи различают следующие виды разнообразия (Песенко, 1982; Одум, 1986; Бигон и др, 1989):

• альфа-разнообразие – число и равновероятность видов в сообществе;

• бета-разнообразие – характер распределения и дифференциации сообщества вдоль градиента среды;

• гамма-разнообразие – общее разнообразие.

Существует большое число способов измерения разнообразия сообществ. Отметим наиболее часто используемые индексы разнообразия.

1. Видовое разнообразие (Species diversity) или совокупность видов в пробе, сообществе и т.д.;

2. Индекс разнообразия Симпсона (D), учитывающий как число видов, так и соотношение их обилия:

, (8)

где S – общее число видов в сообществе, P_i – доля i-го вида в общей численности или биомассе выборки. Индекс возрастает по мере увеличения видового богатства и выравненности по численности (или биомассе) отдельных видов.

3. Индекс разнообразия Шеннона (наиболее часто используется в исследованиях) также основан на вышеуказанных свойствах сообщества (H):

(9)

4. Число видов/таксонов на одну пробу находится как среднеарифметическая величина:

, (10)

где sp' - среднее число видов в пробе, N – число отобранных проб. С учетом того установление полного числа видов/таксонов в водоеме практически не выполнимая задача, этот показатель можно использовать для ориентировочного сравнения разнообразия, например, биотопов, водоемов и т.д.

5. Численность (Number)– число особей какой-либо популяции или сообщества на определенной площади (например, экз/м²), в определенном объеме воды и грунта (экз/м³) или безотносительно к указанным размерам (экз.). Относительная численность обозначает долю вида в общей численности всех видов. Нередко наиболее массовый вид называют доминантом, что не совсем верно отражает суть этого термина.

6. Плотность (Density) – число особей на единицу местообитания.

7. Встречаемость (Frequency of occurrence) – отношение числа проб, где вид обнаружен, к общему числу проб. Выражается обычно в процентах. Показатель часто используется для сравнения биоценозов, местообитаний, водоемов и т.д.

8. Индекс видового богатства сообщества – d (Index of species richness) основан на учете числа видов в отдельных пробах к количеству особей:

, (11)

где, S - число видов, N – число особей в пробе. По совокупности проб можно сделать вывод о видовом богатстве в сообществе.

9. Индекс выравненности (Evennes), равновозможности или эквитабельности (Equtability) распределения особей по видам (e):

, (12)

где H – индекс Шеннона, N – численность особей в пробе. Расчет можно сделать и для всего сообщества.

10. Биомасса (Biomass) – масса всех организмов, особей отдельного вида и т.д. в пробе, в сообществе. Безотносительно к пространству и площади обозначают в тоннах, килограммах, граммах или миллиграммах в зависимости от группы изучаемых животных. Биомассу обозначают обычно буквой B и выражают в г/м² (зообентос), зоопланктон в экз/м³, рыб – экз/сетка/усилие и т.п. Как и с численностью, часто применяют показатель - относительную биомассу.

11. Индекс доминирования (Dominance index, DI) основан на учете встречаемости и средней биомассы популяции вида в сообществе:

, (13)

где P – встречаемость (P = m/n, m – число проб, в которых обнаружен вид, n – общее число проб, использованных для характеристики сообщества), В – средняя биомасса.

12. Ранговое распределение видов (Rang distribution of species). Для получения наиболее показательной картины соотношения численности разных в сообществе видов строят график, где по оси абсцисс располагают виды по рангу убывания их относительной численности (доля численности от общей численности в сообществе, P_i). Для выравнивания видов по их обилию, т.е. для наглядности, лучше использовать логарифмированную шкалу ординат.