Podle: Centra biostatistiky a analýz LF a PF Masarykovy univerzity, Brno;

Rejmáneka 1974; Sheldona (1959); Losos a kol., 1984

Biologická diverzita

a

Indexy biodiverzity

Biodiverzita ?

Dvě složky biodiverzity Různorodost – počet různých organismů (kvalita) Relativní abundance – poměr výskytu organismů (kvantita)

5

0

1

2

3

4

5

Proč ?

Jedinci, populace a společenstva

Základní jednotkou v ekologii je jedinec druhu

Typy biodiverzity

Na biodiverzitu můžeme nahlížet z různých pohledů

Taxonomická diverzita – výskyt a četnost jedinců druhů nebo jiných taxonomických jednotek

Genetická – výskyt různých kombinací alel v populacích organismů

Ekologická/funkční – funkce, kterou organismy vykonávají v rámci společenstva (predátor, parazit, dekompozitor, sesilní mobilní organismy atd.)

Fyziologická/biochemická diverzita – způsoby a biochemické dráhy používané organismy k zpracování substrátu

Typy biodiverzity

Genetická – výskyt různých kombinací alel v populacích organismů

Studium genetické diverzity není primárně objektem studia ekologie,

je však mimořádně významná pro ochranu biodiverzity (Lisický, 1993)

Úbytek genetické diverzity je těžko rozpoznatelný a tím je nebezpečnější

Určení minimální kvalitativní jednotky odpovídá typu biodiverzity, kterou chceme postihnout

Použití různých typů rozdělení organismů poskytuje různé pohledy na složení a typ jejich společenstva, proto je vhodné použít při hodnocení více možností kvalitativního přístupu

V případě některých organismů lze použít pouze určité přístupy k jejich biodiverzitě (např. z důvodu nedostatku informací nebo nemožnosti některých postupů)

Různorodost organismů (kvalita)

Kvantita organismů může být měřena různými způsoby

Různé způsoby měření mají použití pro určité typy organismů nebo za určitých situací

Kvantita organismů odráží obsazení prostředí organismy, které můžeme analyzovat vzhledem k parametrům a historii daného prostředí (biocenotické principy)

Kvantita organismů

Biodiverzita je odrazem pestrosti organismů

V nejjednodušším významu odpovídá biodiverzita počtu druhů V složitějším významu odráží také relativní abundance taxonů, tj.

strukturu společenstva (počet druhů a jejich poměrné zastoupení)

Kromě druhového složení je možné popisovat diverzitu i na nižší nebo vyšší úrovni než je organismus

- Příkladem nižší úrovně může být např. genetická diverzita druhu

- Příkladem vyšší úrovně jsou např. ekologické skupiny organismů

V celkovém důsledku ji lze definovat jako komplexní pohled (taxonomický, ekologický, genetický) na složení společenstva organismů

Definice biodiverzity

Problémy s biodiverzitou co znamená větší diverzitu ?

1

?

2

Stejný počet taxonů - jiné poměrné zastoupení

Indexové hodnocení diverzity

Počet druhů Dominance

Počet druhů a jejich vyrovnanost

Indexy

Počet druhů (indexy druhové bohatosti „D“)

Mezi indexy této skupiny patří Margalefův a Menhinickův index, které váží počet druhů počtem jedinců

Nevýhodou je, že není nijak postihován tvar společenstva (species abundance curve), tj. vzájemné poměry abundancí taxonů

N

SDMg

ln

)1(

N

SDMn

Margalefův index Menhinickův index

S- počet zaznamenaných druhůN- počet jedinců všech druhůVýhoda- jednoduchý výpočet

Dominance - Simpson index (1949)indexy vycházející z dominance

Tyto indexy zjišťují, zda jsou ve společenstvu přítomny silně dominantní druhy nebo je společenstvo spíše vyrovnané- hodnotí významnost druhu

Index je citlivý na abundanci dominantních druhůnecitlivý na vzácné druhy Hodnoty indexů jdou opačným směrem než v případě indexů počítajících s

vyrovnaností a počtem druhů (Shannon) a proto se často používá jejich odpočet od jedné nebo převrácená hodnota

)1(

)1(

NN

nnD

iic=

s

i

n

Ni

1

2

c= 1 . (

s

i

n

Ni

1

2

)-1

Nin = pi

= pravděpodobnost, že 2 jedinci patří rozdílným druhům

Dominance - Hillův index N1 (1973) indexy vycházející z dominance

H´- Shannonův index diverzity

Tyto indexy zjišťují, zda jsou ve společenstvu přítomny silně dominantní druhy nebo je společenstvo spíše vyrovnané- hodnotí významnost druhu

Index je citlivý na abundanci dominantních druhů Hodnoty indexů jdou opačným směrem než v případě indexů počítajících s

vyrovnaností a počtem druhů (Shannon) a proto se často používá jejich odpočet od jedné nebo převrácená hodnota

Nin = pi

N1= e N1= eH´ (

s

i 1 Nin

. log2Nin

) =

s

i 1 Nin

. log2 N

in =

Dominance - Hillův index N2 (1973) indexy vycházející z dominance

Nin = pi

N2= 1.

c = Simpsonův index diverzity

=>

s

i 1 Nin

. log2 N

in

(

s

i 1( N

in

))-1 N2= 1.

c=

s

i

n

Ni

1

2

c-1

N2= inverze Simpsova indexu

Shannon – Wienerův informační index (1948)

ni - je abundance i-tého druhu, N - celkový počet jedinců s - počet druhů

Shannonův-Wienerův index (Shannon – Weaverův index 1949)

-

s

i 1( N

in

) . log2( N

in

)

Nin = pi

H2=

Shannon – Weaverův index diverzity (1948) ni - je abundance i-tého druhu, N - celkový počet jedinců s - počet druhů

Shannon – Weaverův index (1949)

Nin = pi H´= -

s

i 1( N

in

) . ln( Nin

)

Hmax= maximální (teoretická hodnota diverzity

Hmax= log2s nebo Hmax= lns

s - počet druhů

Ovlivnění indexů diverzity

Vyrovnanost společenstva - ekvitabilita Doplňkem těchto indexů je tzv. evenness, která je počítána jako podíl

indexu skutečného společenstva a teoretické maximální hodnoty pro daný počet druhů (tj. pokud by měly zcela vyrovnané abundance) – evennes vlastně vyjadřuje jak moc je reálné společenstvo vzdáleno od maximální vyrovnanosti

Shaldon evenness (1969)S

H

H

HE

ln

´´

max

Vyrovnanost (ekvitabilita) má hodnoty od 0 do 1

Děkuji za pozornost

utahalo by to i koně...