Bài giảng Ý nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học - TS. Viên Ngọc Nam

Chia sẻ: Cvcxbv Cvcxbv | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

910
lượt xem 75
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Ý nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học nêu nhiều chỉ số đa dạng khác nhau để đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học và quan trắc biến động quần xã, so sánh, đối chiếu tính đa dạng theo thời gian và không gian dựa trên các mẫu thu ngẫu nhiên từ quần xã. Các chỉ số đa dạng này phụ thuộc vào hai khuynh hướng khác nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Ý nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học - TS. Viên Ngọc Nam

Ý nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học TS. Viên Ngọc Nam Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh
Ý nghĩa Nhiều chỉ số đa dạng khác nhau để đánh giá hiện trạng đa dạng sinh học và quan trắc biến động quần xã, so sánh, đối chiếu tính đa dạng theo thời gian và không gian dựa trên các mẫu thu ngẫu nhiên từ quần xã. Các chỉ số đa dạng này phụ thuộc vào hai khuynh hướng khác nhau: Phân bố thống kê về mật độ tương đối của các loài và sử dụng lý thuyết thông tin để phân tích tổ chức bậc quần xã. Những chỉ số thường được sử dụng là chỉ số đa dạng Fisher và chỉ số phong phú Margalef (thuộc phân bố thống kê); Chỉ số Shannon-Weiner và chỉ số Simpson (thuộc lý thuyết thông tin).
Chỉ số đa dạng sinh học (Biodiversity Index) Nhiều chỉ số nên thường khó khăn trong việc chọn phương pháp và chỉ số nào là tốt nhất để tính toán ĐDSH Cách tốt nhất là phải thử nghiệm với những con số mà chúng ta đo đếm Tốt nhất là chọn những chỉ số nào được cho là căn bản với đầy đủ chức năng tiêu chí và khả năng nào đó để hiểu biết giữa các nơi, phụ thuộc vào kích cở mẫu, thành phần nào trong DDSH được đo đếm, chỉ số nào được sử dụng rộng rãi và hiểu rõ.
Các tính chất của quần xã Làm thế nào để so sánh các quần xã? Chúng ta so sánh bằng cách liệt kê các tính chất phổ biến Như thế những tính chất nào của quần xã có được? Các tính chất nào nỗi bật? Chúng ta muốn vài tính chất tìm thấy trong các quần xã. Thành phần của quần xã Chúng ta không thể chỉ lên danh sách các loài. Bởi vì sau đó chúng ta chỉ có thể so sánh các quần xã với vài loài phổ biến. Tuy vậy, tất cả các quần xã sẽ có các loài, mặc dầu số lượng và mức độ phong phú thì biến động. Đa dạng loài là đo đếm số lượng (richness) và phong phú (với ý nghĩa số lượng cá thể/loài) của loài trong một quần xã Độ tương đồng Các động thái của quần xã Đa dạng của quần xã thay đổi như thế nào qua thời gian? Vài quần xã có đa dạng lớn, vài quần xã ổn định (ít thay đổi) Quần xã ổn định là đo mức độ thay đổi trong quần xã phản ứng lại với vài xáo trộn
Đo đếm sự đa dạng Alpha diversity (α-diversity) là đa dạng sinh học trong một vùng nào đó, quần xã hay hệ sinh thái, đo đếm số taxa trong một hệ sinh thái thường là loài. Beta diversity – đa dạng loài giữa các hệ sinh thái, so sánh số taxa mà nó độc đáo đối với từng hệ sinh thái Gamma diversity – đa dạng về mặt phân loại của một vùng với vài hệ sinh thái Global diversity – ĐDSH trên trái đất.
Chỉ số giàu có của loài (Species richness) Chỉ số giàu có (S) của loài là số loài có trong một hệ sinh thái. Chỉ số này không sử dụng độ phong phú tương đối. Độ giàu có (Richness) là đo đếm số loài sinh vật khác nhau mà hiện diện trong vùng nào đó Ký hiệu S (Species)
Chỉ số đa dạng sinh học của Fisher Một đặc điểm rất đặc trưng của quần xã là chúng có tương đối ít loài phổ biến nhưng lại gồm một số lượng khá lớn các loài hiếm. Trên cơ sở phân tích một khối lượng lớn các số liệu về số lượng loài và số lượng cá thể ở các quần xã khác nhau, Fisher cho thấy rằng các số liệu loại này phù hợp tốt nhất bởi chuỗi logarit Trong đó : S : Tổng số loài trong mẫu. N N : Tổng số lượng cá thể trong mẫu S = α ln(1 + ) α : Chỉ số đa dạng loài trong quần xã α α thấp khi đa dạng loài thấp và ngược lại; chỉ số α không phụ thuộc vào kích thước mẫu. Các nhà sinh thái học cho rằng, có thể sử dụng chỉ số α để so sánh sự đa dạng ở các khu vực và thời gian khác nhau. Chỉ số α chỉ phụ thuộc vào số loài và số lượng cá thể có trong mẫu.
Độ tương đồng (Evenness) Độ tương đồng (Evenness) so sánh sự giống nhau của kích thước quần thể của loài hiện diện, là đo đếm độ phong phú tương đối của các loài khác nhau tạo nên độ giàu có của một vùng E biến động 0 ≤ E ≤ 1, khi E = 1 đồng đều cao nhất Một quần xã mà có 1 hoặc 2 loài ưu thế thì được xem như là kém đa dạng hơn một quần xã khác mà vài loài có độ phong phú giống nhau
Species richness & Evenness Số cá thể Loài hoa Mẫu 1 Mẫu 2 Daisy 300 20 Dandelion 335 49 Buttercup 365 931 Tổng 1000 1000 Khi độ giàu có của loài và tương đồng cao thì mức độ đa dạng tăng S= 3 N = 1.000
QXã/ a b c d e f g h i j Loài A 91 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Trường hợp (a) mức bình quân là tối thiểu, tính ưu thế là tối đa, có loài ưu thế, Trường hợp (b) mức bình quân là tối đa, không có loài ưu thế. Sự biến động của các loài trong quần thể càng ít thì E càng cao Các chỉ số ưu thế, hầu hết các loài thông thường có đóng góp lớn và khi thêm vài loài hiếm sẽ không tăng giá trị các chỉ số
Chỉ số Margalef Chỉ số này được sử dụng để xác định tính đa dạng hay độ phong phú về loài. hay d = s − 1 s d= N lg N Trong đó : d : chỉ số đa dạng Margalef S : tổng số loài trong mẫu N : tổng số lượng cá thể trong mẫu.
Chỉ số Simpson (Simpson Index) Cho biết khả năng của hai cá thể bất kỳ một cách ngẫu nhiên trong một quần xã lớn vô hạn thuộc các loài khác nhau. Chỉ số Simpson D (Simpson Index) với 0 ≤ D ≤ 1, D càng nhỏ thì đa dạng sinh học càng cao. hay Chỉ số đa dạng Simpson (Simpson Biodiversity Index) thường được thể hiện là 1 - D, với 0 ≤ D ≤ 1 D lớn thì ĐDSH lớn Chỉ số đa dạng Simpson nghịch đảo hay 1/D Giá trị tối đa chính là số loài có trong mẫu Chỉ số Simpson sử dụng thông tin từng loài, không giống chỉ số Berger Parker và như thế nó chính xác hơn nhưng rất khó thay đổi khi thêm vài vài loài hiếm trong mẫu.
Chỉ số Simpson (Simpson Index) Loài Số cá thể (n) n(n-1) Cóc 2 2 Xoài 8 56 Ổi 1 0 Na 1 0 Khế 3 6 Tổng (N) 15 64 Simpson's Index D= 64/15(14) = 64/210 = 0.3 Simpson's Index of Diversity 1 - D = 0.7 Simpson's Reciprocal Index 1 / D = 3.3
Chỉ số Simpson (Simpson Index) Các chỉ số Simpson thể hiện mức độ loài phong phú nhất trong mẫu, trong khi đó thì ít nhạy cảm với độ giàu có của loài. Khi số loài gia tăng trên 10 thì chú ý đến những loài có phân bố phong phú về loài thì có giá trị trong việc xác định chỉ số có giá trị cao hoặc thấp D đại diện cho loài ưu thế được sử dụng trong việc theo dõi nghiên cứu môi trường, khi D tăng thì đa dạng giảm vì thế nó có hiệu quả trong việc đánh giá tác động môi trường Simpson's Diversity Index là chỉ số đo về mức độ đa dạng mà xem xét cả độ giàu có và đồng đều
Chỉ số Shannon Chỉ số này thuận lợi là xem xét số loài và mức độ đồng đều của các loài. Chỉ số này tăng khi có nhiều loài độc đáo hay có độ giàu có của loài (S) lớn. ni số cá thể có trong mỗi loài; mức độ phong phú của mỗi loài. S Số loài. Được gọi là độ giàu có của loài. N Tổng số các cá thể pi = Mức độ phong phú tương đối của mỗi loài, tức là tổng số cá thể của một loài nào đó trên tổng số cá thể của các loài trong quần xã
Ví dụ • Chỉ số ĐD Simpson biến đổi khi số loài hiếm tăng và số cá thể thay đổi. • Chỉ số Berger-Parker tăng không đáng kể khi loài hiếm tăng
• Chỉ số ĐD Shannon biến đổi khi số loài hiếm tăng
Độ đồng đều EH Các chỉ số đa dạng cung cấp thông tin về loài hiếm, loài phổ biến trong một quần xã. Khả năng định lượng đa dạng theo cách này là một công cụ quan trọng cho các nhà sinh học cố gắng để hiểu biết cấu trúc của quần xã. Chỉ số đồng đều Shannon's (EH) 0 ≤ EH ≤ 1, khi EH = 1 là độ đồng đều cao nhất. (EH = H /Hmax, with Hmax = lnS)
(ED = D /Dmax, with Dmax = S) (EH = H /Hmax, with Hmax = lnS)