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

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Ý nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học - TS. Viên Ngọc NamÝ nghĩa các chỉ số trong đa dạng sinh học TS. Viên Ngọc Nam Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí MinhÝ 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 chọnphương pháp và chỉ số nào là tốt nhất để tính toánĐDSHCách tốt nhất là phải thử nghiệm với những con sốmà chúng ta đo đếmTốt nhất là chọn những chỉ số nào được cho là cănbản với đầy đủ chức năng tiêu chí và khả năng nàođó để hiểu biết giữa các nơi, phụ thuộc vào kích cởmẫu, thành phần nào trong DDSH được đo đếm, chỉsố nào được sử dụng rộng rãi và hiểu rõ.Các tính chất của quần xãLàm thế nào để so sánh các quần xã?Chúng ta so sánh bằng cách liệt kê các tính chất phổ biếnNhư thế những tính chất nào của quần xã có được? Các tính chất nàonỗi 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 trộnĐo đếm sự đa dạngAlpha diversity (α-diversity) là đa dạng sinhhọc trong một vùng nào đó, quần xã hay hệsinh thái, đo đếm số taxa trong một hệ sinhthái thường là loài.Beta diversity – đa dạng loài giữa các hệ sinhthái, so sánh số taxa mà nó độc đáo đối vớitừng hệ sinh tháiGamma diversity – đa dạng về mặt phân loạicủa một vùng với vài hệ sinh tháiGlobal diversity – ĐDSH trên trái đất. Chỉ số giàu có của loài (Species richness)Chỉ số giàu có (S) của loài là số loài có trongmột hệ sinh thái. Chỉ số này không sử dụngđộ phong phú tương đối. Độ giàu có (Richness) là đo đếm số loài sinh vậtkhác 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 logaritTrong 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 1000Khi độ giàu có của loài và tương đồng cao thì mức độ đa dạng tăng S= 3 N = 1.000QXã/ a b c d e f g h i jLoài 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 sốChỉ 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/DGiá trị tối đa chính là số loài có ...