اندازه گیری تنوع زیستی

اندازه گیری تنوع زیستی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه حشره شناسی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

اندازه گیری تنوع زیستی

مقدمه

انواع برآوردهای هدفمندانه و عینی  به منظور سنجش تجربی تنوع زیستی انجام شده اند. عقیده اصلی حاصل آمده از یک شاخص تنوع، کسب یک تخمین کمی از تغییرات بیولوژیکی است که می توان از آن برای مقایسه خصوصیات بیولوژیکی، شامل اجزای مستقیم در مکان یا زمان، استفاده نمود. امر تشخیص غنای هر چیزی را باید بصورت متمایز از وجود تنوع در نظر گرفت. معمولاً، تنوع برآورد کننده تعداد گونه‌ها و یکنواختی است. بر این مبنا، سه نوع از شاخص ها را می‌توان تشخیص داد:

• شاخص‌های غنای گونه ای : غنای گونه ای برآورد کننده تعداد کل گونه‌ها در یک جامعه است. با این وجود، بوجود آوردن مجموعه کاملی از فهرست های تمامی گونه های موجود در یک محل مشخص، تقریباً بصورت عملی یک هدف دست نیافتنی بشمار می‌آید.

تصویری از غنای گونه ای : به ترتیب با ۵ و ۱۰ گونه

۲- شاخص یکنواختی : یکنواختی نشان می دهد که چگونه افراد یک جامعه به طور یکنواخت در میان گونه های مختلف توزیع شده اند.

تصویری از یکنواختی گونه

۳- شاخص های تاکسونومیک: این شاخص ها ارتباط تاکسونومی بین موجودات مختلف یک اجتماع را نشان می دهد . برای مثال ، تنوع تاکسونومی  میانگین فواصل تاکسونومی بین هر دو موجود ، به صورت تصادفی انتخاب شده را در یک نمونه نشان می دهد. این فواصل را می توان در طول مسیر ارتباط این دو موجود در طول شاخه های درخت شجره شناسی مشاهده کرد.

این سه شاخص می توانند در مکان های متفاوت استفاده شوند.

تنوع آلفا تنوع در یک منطقه مخصوص، جامعه یا اکوسیستم است، و معمولاً با شمارش تعداد تاکسا در اکوسیستم محاسبه می شوند ( معمولاً تا سطح گونه )

تنوع بتا تنوع گونه ها بین اکوسیستم ها است؛ این ها شامل مقایسه تعداد تاکساها که برای هر اکوسیستم  جدید هستند می باشد. برای مثال، تنوع mangroves versus تنوعی از seagrass beds  است.

تنوع گاما محاسبه  کل تنوع برای اکوسیستم های مختلف در یک منطقه است . برای مثال، تنوع مناطق ساحلی Gazi Bay  در کنیا است.

محاسبه تنوع بر اساس سه فرضیه

 ۱- تمام گونه ها مساوی هستند:   این نشان می دهد که محاسبه غنای گونه ای  فرقی در میان گونه ها قائل نمی شود و گونه هایی که به طور استثنا فراوان هستند و در روش مشابه آنهایی که گونه های خیلی نادری هستند را تهدید می کند.

۲-تمام افراد مساوی هستند:   این نشان می دهد که فرقی بین بزرگترین و کوچکترین فرد وجود ندارد ، در عمل اگرچه کوچکترین موجود اغلب می تواند فرار کند برای مثال با نمونه برداری توسط تور.

محاسبه تنوع تاکسونومی وتابعی ، اگرچه، لزوماً تمام افراد و گونه ها را به طور مساوی تلقی نمی کند.

۳- گونه های فراوان با استفاده از واحدهای قابل مقایسه و مناسب ثبت شدند. به روشنی عاقلانه نیست تا از انواع محاسبات فراوانی  استفاده کنیم ، مثل تعداد افراد و بیوماس، در بررسی مشابه.

اندازه گیری تنوع زیستی

اندازه گیری های تنوع

شاخص غنای گونه ای

غنای گونه ای S ساده ترین اندازه گیری تنوع زیستی است و به آسانی شمارش تعداد گونه های متفاوت در منطقه داده شده است. این اندازه گیری خیلی زیاد به اندازه واحد نمونه برداری و تلاش بستگی دارد . دو شاخص غنای گونه ای برای حل این مشکل وجود دارد . 

اندازه گیری های هتروژنتی

اندازه گیری های هتروژنتی آنهایی هستند که غنای گونه ای و یکنواختی را در یک ترکیب زیستی با هم ادغام می کنند. اندازه گیری های هتروژنتی به دو دسته تقسیم می شوند: شاخص های پارامتری، که بر اساس پارامتری از مدل فراوانی گونه است، و شاخص های غیر پارامتری، که فرضیاتی در مورد توزیع اساسی فراوانی گونه ها ندارد.

شاخص های پارامتری

شاخص سری لگاریتمی  ( همچنین توزیع لکاریتمی سری را می بینید) یک پارامتری از مدل سری لگاریتمی است. این پارامتر به اندازه نمونه بستگی ندارد. و روش هایی را توصیف می کند که افراد در میان گونه ها تقسیم شده اند، که یک اندازه گیری تنوع می باشد. خصوصیات جالب این شاخص تنوع  شامل: این شاخص یک تمایز خوبی بین جایگاه ها به وجود می آورد، این شاخص خیلی به نوسانات تراکم حساس نیست و  این شاخص به طور نرمال توزیع شدند، و در این روش حدود اطمینان به  ارتباط دارد.

اندازه گیری تنوع زیستی

شاخص های غیر پارامتری

ابتدا دو شاخص هستند که بر اساس تئوری اطلاعاتی هستند. این شاخص ها گویای این است که تنوع در یک سیستم طبیعی را می توان در روش مشابهی که شامل اطلاعاتی به شکل کد یا پیغام می باشند را اندازه گیری کرد.

بیشترین  استفاده گسترده از شاخص های  تنوع در منابع اکولوژیکی شاخص تنوع شانون- وینر می باشد.

در این شاخص فرض شده که افراد به طور تصادفی در یک جامعه بزرگ نا محدود نمونه برداری شده و تمام گونه ها در نمونه وجود دارند. شاخص شانون به شکل تساوی زیر محاسبه شده است:

شاخص های تاکسونومی

اگر دو ترتیب داده ها تعداد گونه های یکسان و الگوهای معادلی از فراوانی گونه ها داشته باشیم ، اما تنوع تاکسا به گونه های که در آن هستند فرق می کند، و قابل درک است که بیشترین تعداد داده های متغیر تاکسونومی بیشترین تنوع را دارند.

شاخص تمایز تاکسونومیکی   Clarke and Warwick که میانگین فواصل تاکسونومیکی را به آسانی در طول مسیر بین دو موجود تصادفی انتخاب شده در شجره شناسی تمام گونه ها را در یک ترتیبی از داده ها توصیف می کند که شکل های متفاوتی دارد تنوع تاکسونومیکی و فواصل تاکسونومیکی

تنوع تاکسونومیکی  (Δ) میانگین فواصل تاکسونومیکی را بین هر دو موجود به صورت تصادفی انتخاب شده در نمونه را نشان می دهد. این فاصله در طول مسیر ارتباط این دو موجود در درخت شجره شناسی یا طبقه بندی لینه دیده می شوند. این شاخص شامل زمینه هایی از ارتباط تاکسونومی و یکنواختی است.

اندازه گیری تنوع زیستی

تنوع تابعی

ارتباط مثبت بین عملکرد اکوسیستم و غنای گونه ای

 اغلب تعداد بیشتری از گروه های کاربردی پیدا شده در مجموعه غنی تر را نشان داده است. Petchey and Gaston یک روشی برای تنوع کمی تابعی پیشنهاد کردند. این بر اساس کل طول شاخه است که از مقدار ویژگی های گونه ساخته شده است. توجه مهم این است که تنها آن ویژگی های به مراحل مورد علاقه اکوسیستمی که استفاده شده اند ارتباط دارد. بنابراین یک مطالعه با تمرکز بر توزیع بذرهای پرنده ویژگی هایی مثل رنگ پر  و بال که در ارتباط با این عملکرد نیستند را جدا می کند اما ویژگی هایی مثل اندازه و شکل منقار باید در نظر گرفته شوند. این روش معنی دار است. برای مثال یک جامعه با ۵ گونه با ویژگی های متفاوت تنوع تابعی بیشتری نسبت به یک جامعه  با غنای مساوی ودر جایی که گونه ها باعملکرد مشابه هستند دارد.

توزیع فراوانی گونه ها

تقریباً تمام شاخص های تنوع و یکنواختی بر اساس فراوانی نسبی گونه ها است، اما تخمین هایی از Pi به شکل زیر:

مدل های فراوانی گونه ها

انواعی از تنوع ها یی از مدل ها برای توصیف داده های فراوانی گونه ها به وجود آمده است . مناسبترین مدل از داده های مزرعه ای معنی دار است به شرط این که تخمین این پارامترها در تجزیه تحلیل های بیشتری مورد استفاده قرار گیرند.

۱- مدل هندسی.

 این مدل فرض می کند که یک گونه یک کسری از k از منبع محدود است، گونه های دوم با کسر مشابه k از باقی مانده ها و تا آخر می باشد . اگر فراوانی ها برای شریک های آنها از منابع  نسبی باشند ، فراوانی های طبقه بندی شده در مدل های هندسی لیست می شوند.

۲- مدل عصای شکسته یا توزیع دو جمله ای منفی .

در این مدل یک منبع محدود با یک عصای شکسته در بخش های S از نقطه های مشخص شده تصادفی S-1  مقایسه شده اند. طولی از بخش ها به عنوان نمایش تراکم گونه های S که به منابع محدود تقسیم شده اند گرفته شده است. اگر گونه ها بر طبق فراوانی طبقه بندی شوند ، فراوانی مورد انتظار گونه i، و Ni در زیر داده شده:

۳- توزیع سری لگاریتمی .

مدل سری لگاریتمی فیشر ( همچنین شاخص سری لگاریتمی  را می بینید) ارتباط بین تعداد گونه ها و تعداد افراد در آن گونه ها را توصیف می کند.

۴- توزیع نرمال لگاریتمی.

Preston اولین بار استفاده از توزیع نرمال لگاریتمی را برای توصیف توزیع فراوانی گونه ها پیشنهاد داد. این توزیع به شکل زیر نوشته شده: