Bài giảng bảo tồn đa dạng sinh học chương 7 TS viên ngọc nam

Định lượng trong nghiên
cứu Đa dạng sinh học





Các chỉ số đa dạng
ng sinh học
„

Mức độ phong phú của loài (richness) ký
hiệu là S: là tổng
ng số loài hiện diện.
n.
– Phụ thuộc kích cở mẫu đo đếm

„
„
„

N : tổng
ng số loài
Dùng
ng chỉ số (Margalef) để chỉ mức độ phong
phú d = (S-1)/logN
Tính đồng
ng nhất (Eveneness) thể hiện các cá
thể phân bố như thế nào trong các loài
Chỉ số (Pielou’s evenness) J
J = H’(quan sát)/H’max

Các chỉ số đa dạng
ng sinh học
„

„

Chỉ số Shannon: Chú ý sử dụng
ng cùng
ng loại
logarit để so sánh.
nh.
Chỉ số Simpson (1-Lambda)


ĐDSH phân loại
Nhiều hơn số loài

Loài phong phú
+
Tương đồng
Số Loài

Ưu thế


Loài A
Loài B
Loài C

Loài D
Loài E
Loài F
Loài G
Loài H
Loài I
Loài J
Tổng số n

Lô 1

Lô 2

10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
100

91
1
1
1
1

1
1
1
1
1
100

ĐDSH là gì?


Phong phú Loài bằng nhau

– ĐDSH khác nhau
ĐDSH là gì?

Mẫu 1

Mẫu 2


1. Lý thuyết cân bằng cạnh tranh
Quần xã không bị rối loạn
(Cả thời gian tiến hoá và sinh thái)
Các Loài tạo nên ổ sinh thái cho nhiều loài chiếm cứ

ĐDSH với rối loạn

Gỉa thuyết thời gian ổn định

Đa dạng

Đường cong ĐD

Rối loạn

Rối loạn làm giảm đa dạng


2. Lý thuyết không cân bằng

ĐDSH với rối loạn

Cạnh tranh
Giảm đa dạng
Cạnh tranh buộc phải loại một số loài ra khỏi quần xã

Rối loạn ngẫu nhiên ngăn cản sự loài trừ do cạnh tranh

Đa dạng
Rối loạn gia tăng ở một điểm nào đó:
Rối loạn sẽ loại loài nào đó ra khỏi quần xã

Đa dạng


2A. Lý thuyết rối loạn trung gian
ĐDSH với rối loạn

Đa dạng

Rối loạn


ĐDSH với rối loạn

Mức độ sinh trưởng của quần thể

Rối loạn

ĐD

Đa dạng thấp
ca
o

Đa dạng không có quan hệ đường thẳng với rối loạn
Đa dạng thấp


Các Chỉ số ĐDSH
Æ Ước tính số lượng của biến động ĐDSH có thể dùng để
so sánh các thực thể sinh học, Bao gồm các thành phần
riên lẽ, theo không gian và thời gian
Các thực thể là vốn gen, các quần xã hay các cảnh quan,
Gồm các gen, loài, hay nơi cư trú

Đo đếm đơn giản nhất của một quần xã là:
Xem xét mức độ phong phú và giàu có của loài

BioDiversity Pro
1. Alpha diversity:
- Abundance Plot: K-Dominance, Rank
- Abundance Model: Log-Series, Broken Stick
- Rarefaction
- Diversity Indices: Shannon, Alpha, Caswell,
Berger-Parker, Simpson, Hill, Margalef, McIntosh
2. Beta diversity: SHE Analysis, Species Richness,
Chao 1 & 2, Jackknife, Species Distribution
- Multivariate: Principal Components,
Correspondence Analysis, Cluster Analysis, NonMetric MDS (not yet implemented)
- Comparison: Descriptive Statistics, Kulczynski,
Mann-Whitney, Rank Correlation, Correlation,
Variance-Covariance, ANOSIM


Các chỉ số Hill
N0 = Tổng số loài
N0 xem xét tất cả các loài phụ thuộc tỉ lệ phong phú của nó

N1 = exp (H’)

n

H ' = − ∑ pi ln p i

H’= Chỉ số Shannon-Wiener diversity index

Ni
pi =

Nt

i =1


Các chỉ số Hill
N2= 1/D
D = Chỉ số Simpson

n

D=∑p
i =1

2
i

N∞ = 1/Berger-Parker Chỉ số
= 1/p1
= 1/ Tỉ lệ phong phú của loài chung nhất
= Chỉ số ưu thế


Kích thước mẫu phụ thuộc vào nhiều chỉ số ĐDSH

Soetaert et al 1990


Đường cong K-dominance
100

% cumulative abundance

90
80
70
60

Series1
Series2

50

Series3

Đa dạng sinh học cao nhất

40

Series4

30
20
10
0
1

2

3

4

species rank

5

6


Kích thước mẫu phụ thuộc vào các chỉ số ĐDSH

Hill indices

K-dominance curve

60

N0

40
30
20
10
0

100

200

300
N identified

400

500

N1
N2
N∞

N0 phụ thuộc vào kích thước mẫu

100
% cumulative abundance

50

80

N identified
100

60

200

40

300

400

20

500
0

10

20
30
40
50
copepod species rank

60


Mức độ không gian của ĐDSH
alpha
Đa dạng trong nơi cưu trú
Điều tra đa dạng

1 mẫu cho 1 quần xã đồng nhất

Thay đổi theo biên độ môi trường
hay trong các quần xã trong một
cảnh quan

beta

Đa dạng giữa các nơi cư trú
Đa dạng khác nhau

gamma
Đa dạng cảnh quan

Đa dạng của 1 đơn vị lớn như một đảo,
cảnh quan
- Loài thay đổi trong các kiểu cư trú trên
một vùng địa lý rộng
-


Chỉ số gamma : Tổng ĐDSH trong một vùng lớn
(Whittaker, 1972)

Chỉ số gamma = Chỉ số alpha x Chỉ số beta

Chỉ số alpha : local Chỉ số ở một nơi ( Số Loài)
Chỉ số beta : Số lượng loài giữa các nơi cư trú hay các địa phương
(Không có kích thước)


Chỉ số gamma =
Chỉ số alpha
(Số loài ở một địa phương hay nơi cư trú)
x
Chỉ số beta
(1/trung bình số nơi cư trú hay địa phương do một loài
chiếm cứ x kích thước mẫu (tổng số các nơi cư trú hay

địa phương)
Sự khác nhau giữa các bộ phận riêng rẽ sẽ góp phần về:
1. Tính chất loài
2. Vùng không đồng nhất (số lượng các nơi cư trú)


Tính chỉ số gamma như thế nào?
9 nơi cư trú ở Đồng Nai, 108 Loài chim
Chỉ số trung bình cho một nơi cư trú = 28.2 Loài
Chỉ số beta trung bình trong loài = 0.43/nơi cư trú

Vì vậy
108 Loài = 28.2 Loài x 0.43/nơi cư trú x 9 nơi cư trú

9 nơi cư trú giống nhau trên một quần đảo St.Kitts (N. Lesser Antilles)
20 Loài = 11.9 Loài x 0.19/nơi cư trú x 9 nơi cư trú

Cox & Ricklefs (1977)


Các kiểu ĐDSH trong không gian
Chỉ số alpha
Đa dạng trong nơi cư trú

Chỉ số beta

Các kiểu
Các yếu tố cấu trúc

Đa dạng giữa các nơi cư trú

Mẫu A: 17 Loài
San hô

Nghèo dinh dưỡng
Nơi cư trú phức tạp cao

Mẫu B: 3 Loài

Cát

Nghèo dinh dưỡng
Nơi cư trú phức tạp thấp