一种测度物种均匀性的方法技术

本发明专利技术公开了一种测度物种均匀性的方法，由典型群落调查方法获取群落内不同种群株数分布相对频率，分别计算不同种群实际相对频率分布与其均匀分布下的遗传绝对距离和标准差，再借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy计算不同种群物种株数分布的非均匀性，进而得出群落内各物种均匀度：

A Method for Measuring Species Uniformity

The invention discloses a method for measuring species uniformity. The relative frequencies of plant number distribution of different populations in a community are obtained by typical community survey method, and the genetic absolute distances and standard deviations of the actual relative frequencies distribution of different populations and their uniform distribution are calculated respectively. Then, the inhomogeneity of plant number distribution of different populations is calculated by the genetic absolute distance d'xy corrected by standard deviation. Then the evenness of species in the community was obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种测度物种均匀性的方法
本专利技术涉及一种物种多样性测度方法，尤其涉及一种测度物种均匀性的方法。
技术介绍
物种多样性是群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异的体现。物种均匀性是指生物群落中不同物种的多度分布的均匀程度，是研究群落多样性非常重要的概念，体现了各物种的数量与群落内所有物种数量的对比关系，反映了各物种株数比例的均衡性。物种均匀性常采用Pieou均匀度指数、Sheldon均匀度指数、Heip均匀度指数和Alatalo均匀度指数表示。对均匀度指数的研究主要是从公式本身进行理论上的探讨，更多的则是直接选取某个公式进行计算。以上公式不够直观，另外，在实际工作中，由于自然植物群落往往不存在明确的边界和人力物力条件的限制，很难对整个群落进行普查，因此，一般通过设置一定面积的样地对群落的物种均匀度进行估计。单一取样面积下的均匀度值既不能代表整个群落物种多度分布的均匀程度，同时又损失了其它的群落结构信息，所以，该均匀度测度值不能得到客观确定的整体性结论。如何从有限取样面积的样地资料比较不同群落物种均匀性差异并获取更多的群落结构特征的信息是群落学研究必须考虑的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种全新高效的测度物种均匀性的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的测度物种均匀性的方法，由典型群落调查方法获取群落内不同种群株数分布相对频率，分别计算不同种群实际相对频率分布与其均匀分布下的遗传绝对距离和标准差，再借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy计算不同种群物种株数分布的非均匀性，进而得出群落内各物种均匀度SE：式中，xi为群落X中物种i的相对频率；yi为均匀分布群落Y中物种i的相对频率；k为群落X中的物种数量；和SE∈(0，1]，SE值越大，均匀性越大；SE越小，均匀性越小。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的测度物种均匀性的方法，用遗传距离公式进行差异性测度；将遗传距离公式中的yi定义为群落内所有物种频率相等，即物种均匀分布；在遗传距离公式中引入群里内物种分布频率标准差；通过用上述SE公式进行物种均匀性测度。测度效率高、精确度高。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术的测度物种均匀性的方法，其较佳的具体实施方式是：由典型群落调查方法获取群落内不同种群株数分布相对频率，分别计算不同种群实际相对频率分布与其均匀分布下的遗传绝对距离和标准差，再借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy计算不同种群物种株数分布的非均匀性，进而得出群落内各物种均匀度SE：式中，xi为群落X中物种i的相对频率；yi为均匀分布群落Y中物种i的相对频率；k为群落X中的物种数量；和SE∈(0，1]，SE值越大，均匀性越大；SE越小，均匀性越小。具体实施例：若某群落内各物种株数比率相等，意味着该群落有绝对均匀的物种均匀度分布，即该群落有最大的物种均匀性。换句话说，物种均匀性可通过群落内各物种多度测度值分布与各物种株数或频率均匀分布的差异来量化表达。因此，若某个群落各物种多度测度值分布与其均匀分布差异小则认为该群落物种均匀度高，否则，该群落物种多度测度值分布与其均匀分布差异大，则说明该群落物种均匀度较低。遗传绝对距离(dxy)可用来比较两个种群或群落的差异，也可比较两个调查样地是否来自相同的总体，具体计算公式为式中，xi为群落X中遗传类型i的相对频率；yi为群落Y中遗传类型i的相对频率；k为遗传类型的数量；和遗传绝对距离具有如下重要特性：dxy是一个非负实数。距离对称，也就是说，dxy＝dyx；如果X和Y的遗传结构完全一致，则dxy＝0；也就是说有共同的等位基因或具有相同的频率；如果X和Y的遗传结构完全不一致，则dxy＝1。本专利技术之一是指出用遗传距离公式(1)进行实际分布与均匀分布的差异度量。但又发现直接这样做会有另外的问题出现。现举例说明：先假设a、b、c、d、e为5种随机模拟群落类型，每种群落类型分别由3、4、5、50、100个种群组成。xi为群落X中种群i的株数相对频率，yi为群落Y中各种群株数相等时的相对频率，即各物种数量相对频率相等，二者的差值数列|xi-yi|记为zi，则5个群落各种群频率分布及相关参数见附表1。由附表1可知，相同dxy可能对应多个不同频率分布，如dxy＝0.467时对应的a1、a2、a3，dxy＝0.350时对应的b1、b2、b3多度分布。相同dxy可能对应多个不同频率分布，这种遗传绝对距离的非唯一性理论缺陷降低了其在实际应用中的可信度和说服力。同时，也应该注意到每个分布数列的标准差(s)明显不同，而标准差s恰好是对一个数据集离散程度的表达。所以，给公式(1)中引入标准差即可消除相同遗传距离可能对应多个不同多度分布的问题。这里，将yi定义为均匀分布，即各物种株数频率相等，从而有yi＝1/k。此时修正的遗传绝对距离公式(2)就是对具有分布属性的群落之间结构变量如树种组成、直径(树高)分布以及结构参数分布等的非均匀性的度量。显然，均匀性(SE)可用下式计算：SE∈(0，1]，SE值越大，均匀性越大；SE越小，均匀性越小。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术关键点有以下4点：1、用遗传距离公式进行差异性测度；2、将遗传距离公式中的yi定义为群落内所有物种频率相等，即物种均匀分布；3、在遗传距离公式中引入群里内物种分布频率标准差。4、用上述SE公式(3)进行物种均匀性测度。附表说明表1不同群落中各种群的相对频率分布注：()中数字表示具有相同频率分布的树种数。本专利技术的基本原理是：物种均匀性体现了各物种的数量与群落内所有物种数量的对比关系，反映了群落内各物种株数比率(多度)的均衡性。若某群落内各物种株数比率相等，意味着该群落有绝对均匀的物种均匀度分布，即该群落有最大的物种均匀性。换句话说，物种均匀性可通过群落内各物种多度测度值分布与各物种株数或频率均匀分布的差异来量化表达。因此，若某个群落各物种多度测度值分布与其均匀分布差异小则认为该群落物种均匀度高，否则，该群落物种多度测度值分布与其均匀分布差异大，则说明该群落物种均匀度较低。遗传绝对距离(dxy)可用来比较两个种群或群落的差异，也可比较两个调查样地是否来自相同的总体，但相同dxy可能对应多个不同多度分布，这种遗传绝对距离的非唯一性理论缺陷可通过反映数据集离散程度标准差(s)进行修正，因此，借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy可应用于具有分布属性的群落之间结构变量如树种组成、直径分布、树高分布以及结构参数分布等的非均匀性的度量，因此，对于物种多样性中不同各物种株数或频率分布来说，其物种均匀度(SE)测度公式为：式中，xi为群落X中物种i的相对频率；yi为均匀分布群落Y中物种i的相对频率；k为群落X中的物种数量；和SE∈(0，1]，SE值越大，均匀性越大；SE越小，均匀性越小。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测度物种均匀性的方法，其特征在于，由典型群落调查方法获取群落内不同种群株数分布相对频率，分别计算不同种群实际相对频率分布与其均匀分布下的遗传绝对距离和标准差，再借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy计算不同种群物种株数分布的非均匀性，进而得出群落内各物种均匀度SE：

【技术特征摘要】
1.一种测度物种均匀性的方法，其特征在于，由典型群落调查方法获取群落内不同种群株数分布相对频率，分别计算不同种群实际相对频率分布与其均匀分布下的遗传绝对距离和标准差，再借助标准差修正后的遗传绝对距离d′xy计算不同种群物...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠刚盈，张岗岗，张弓乔，胡艳波，赵中华，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林业研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11