ИНДЕКСЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ОТНОСИТЕЛЬНОМ ОБЕІЛИН ВИДОВ
Эту группу индексов называют индексами неоднородности, так как они учитывают одновременно и выравненность и видовое богатство. Индексы, основанные на относительном обилии видов, относятся к непараметрическим поскольку они не требуют никаких предположений о распределениях.
Их применение углубляет оценки биоразнообразия по сравнению с индексами видового богатства. которые опираются лишь на один параметр. Выделяются два типа непараметрических индексов:1) полученные на основе теории информации (информационно-статистические);
2) доминирования.
Индекс Шеннона. Р. Мак-Артур и Маргалеф впервые применили для исследования видовой устойчивости и разнообразия сообщества теорию информации. Теория информации основывается на изучении вероятности наступления цепи событий. Результат выражается в единицах неопределенности, или информации. Шеннон в 1949 г. вывел функцию, которая стала называться индексом разнообразия Шеннона. Расчеты этого индекса предполагают, что особи попадают в выборку слу-
ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ
За
чайно из «неопределенно большой» (т. е. практически бесконечной) генеральной совокупности, причем в выборке представлены все виды генеральной совокупности. Неопределенность будет максимальной, когда все события (N) будут иметь одинаковую вероятность наступления (pt= nt/N). Она уменьшается по мере того, как частота некоторых событий возрастает по сравнению с другими, вплоть до достижения минимального значения (нуля), когда остается одно событие и есть уверенность в его наступлении.
Индекс Шеннона рассчитывается по формуле:
где величина р, —доля особей і-го вида. В выборке истинное значение р, неизвестно, но оценивается как nt/N.
Причины ошибок в оценке разнообразия с использованием этого индекса заключаются в том, что невозможно включить в выборку все виды реального сообщества.
При расчете индекса Шеннона часто используется двоичный логарифм, но приемлемо также применять и другие основания логарифма (десятичный, натуральный).Индекс Шеннона обычно варьирует от 1,5 до 3,5, очень редко превышая 4,5.
Дисперсию индекса Шеннона (Far ІҐ ) рассчитывают по формуле:
Бели значения индекса Шеннона рассчитать для нескольких выборок, то полученное распределение величин подчиняется нормальному закону. Это свойство дает возможность использовать мощнуй параметрическую статистику, включая дисперсионный анализ. Применение сравнительных параметрического и дисперсионного анализов полезно при оценке разнообразия различных местообитаний, когда есть повторности.
Для проверки достоверности различий между выборочными совокупностями значений индекса Шеннона Хатченсон предложил использовать параметрический критерий Стьюдента:
275
rf.
ГЛАВА V
Число степеней свободы определяется по уравнению:
где и N2 — общее число видов в двух выборках.
На основе индекса Шеннона можно вычислить показатель
выравненности Е (отношение наблюдаемого разнообразия к максимальному):
где Е