生物多様性指数

高等学校生物群集の多様性指標の厳密な計算と、シードを指定した非復元一様サンプリング

種ごとの個体数を編集し、実際に乱数シードを使ってサンプルを抽出して、観測された種数を希薄化曲線の期待値と比較します。個体をクリックすると、群集から取り除けます。

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群集全体を表示しています。輪郭で示された個体は、直近に非復元で一様抽出されたサンプルです。個体をクリックして取り除くか、種ごとの操作コントロールを使用してください。

測定ノート

設定を変更し、予測をテストして、結果を保存します。スナップショットは最大12件まで保存されます。

この実験について

5種からなる群集を編集し、すべての個体を確認して、再現可能な有限サンプルを取得します。種数、均等度、シャノン多様度、ジニ=シンプソン多様度を、さまざまなサンプルサイズで期待される種数と比較します。

学習目標

  • 種数と、個体数で重み付けされた多様性を区別します。
  • 種別個体数からシャノン指数とジニ=シンプソン指数を計算します。
  • 観測されたサンプルを、厳密な希釈化期待値と比較します。

使い方

  1. 1群集からサンプルを抽出し、実際に選ばれた個体を確認します。
  2. 2予定サンプルサイズを変更し、以前のサンプルが固定されたままであることを確認します。
  3. 3均等な群集と、優占種のいる群集を比較します。
  4. 4種を1つ削除してから群集を空にし、どの指標が未定義になるか確認してください。

モデル

シャノン多様度は、種の豊富さと相対的な個体数を考慮します。
ジニ・シンプソン指数は、独立に選んだ2個体が異なる種である確率です。
希薄化曲線は、非復元抽出によるサンプルの種の豊富さを予測します。

前提条件

  • 同じ種の個体はすべて同等として扱います。標本は、編集後の群集全体から非復元で一様に抽出されます。
  • シャノン多様度では自然対数を使用します。ここでのジニ・シンプソン多様度は、群集内の各種の割合を二乗して合計した値を1から引いたものであり、有限標本に対する不偏補正値ではありません。
  • 希薄化では、非復元抽出における不在確率を用いて、標本に含まれる種数の正確な期待値を計算します。
  • 群集が空の場合、種数は0となり、個体数で重み付けされた多様度は未定義です。個体数が0の種はシャノン多様度に寄与しません。
  • 群集内の個体数を変更すると、以前の標本は消去されます。予定標本サイズを変更しても、標本は再抽出されません。各種の個体数は最大100です。優占種を80%にした設定では、その種を編集可能にするため、合計個体数の上限を125としています。

授業で試してみましょう

  1. Q1種数が同じでも、シャノン多様度が異なる群集はあり得ますか?
  2. Q2完全な群集には存在する種を、標本が取り逃すことがあるのはなぜですか?

よくある質問

サンプルの種の豊富さが曲線と異なるのはなぜですか?

曲線は、考えられるランダムサンプルの期待値を表します。輪郭で示された個体は、シード値を固定して得られた実際のサンプルです。

空の群集にはシャノン多様度としてゼロが割り当てられますか?

いいえ。種の割合を定義できないため、このインターフェースではその多様度指数を「未定義」と表示します。