辛普森多樣性指數計算機
依各物種的個體數量,計算辛普森指數、多樣性指數與倒數指數。
衡量生物多樣性
為每個物種輸入一個非負整數,表示其個體數量。
關於辛普森多樣性指數
辛普森多樣性指數結合物種豐富度與均勻度,概括生物多樣性。豐富度是樣本中出現的物種數,均勻度則描述個體在各物種間分布的均勻程度。物種眾多的群落仍可能由單一物種主導,因此單純計算類別數未必能呈現其結構。辛普森方法使用每個物種的個體計數,量化隨機選出的兩個個體屬於同一物種的機率。
原始辛普森指數 D 的計算方式為:將每個物種的 n 乘以 n 減一後加總,再除以 N 乘以 N 減一,其中 n 為某物種個體數,N 為個體總數。這個有限母體形式表示不放回抽樣時,兩個個體來自相同物種的機率。群落高度受單一物種主導時,數值接近一;個體越均勻地分布於更多物種,數值越小。
由於高多樣性對應低 D 值,報告常使用多樣性指數,即一減 D。這種轉換提供較直觀的尺度,越接近一代表多樣性越高。倒數形式,即一除以 D,也是常見慣例,可解讀為有效多樣性的度量,但不應視為實際物種數。報告時務必註明版本,因為文獻有時會將不同轉換形式都稱為辛普森指數。
計算機接受原始非負整數計數,每個物種一筆,以逗號、空格或分號分隔。若抽樣設計包含某類別卻未觀察到,可輸入零;省略零類別也會得到相同計算結果。由於公式處理不放回抽取的個體配對,總數至少須有兩個個體。計算機同時回傳三種常用形式,方便比較不同教科書與研究,不必自行換算。
抽樣設計與計算同樣重要。不同地區、季節、調查強度或採集方式的樣本未必能直接比較。小樣本可能漏掉稀有物種,分類分組方式也會影響豐富度與均勻度。相較於許多其他指標,辛普森指數較重視常見物種,因此相對穩定,但對稀有類別較不敏感。請採一致流程,報告樣本量及指數慣例;若需更全面的生態解釋,可同時考慮夏農熵或豐富度指標。本計算機為生態、保育、微生物相、市占率及類別集中度分析提供可重現的點估計。
辛普森多樣性指數範例
比較不同豐度分布的群落。
| 物種計數 | 指數 | 說明 |
|---|---|---|
| 5, 8, 12, 5, 3 | D = 0.221591; 1 - D = 0.778409 | 五個出現的物種形成多樣性中等的群落。 |
| 10, 10, 10 | D = 0.310345; 1 / D = 3.222222 | 這三個物種個體數相同,均勻度達到最大。 |
| 28, 1, 1 | D = 0.868966; 1 - D = 0.131034 | 雖有三個物種,但單一優勢物種使多樣性偏低。 |
如何計算辛普森多樣性
- 使用同一份一致的樣本,計算各物種的個體數量。
- 輸入各物種個體數,以逗號、空格或分號分隔。
- 選取「計算多樣性」,求得 D、一減 D 與倒數指數。
- 比較或報告結果時,註明使用哪一種指數形式。
辛普森多樣性指數常見問題
辛普森指數 D 代表什麼?
D 估計隨機選取的兩個個體屬於同一物種的機率。D 越大,優勢度越高,因此多樣性越低。
辛普森數值越高越好嗎?
取決於報告形式。一減 D 或一除以 D 越高,表示多樣性越高;原始 D 越高,則表示多樣性越低。
為什麼計算機顯示三種指數?
不同領域與來源使用相似名稱指稱不同的辛普森轉換形式。同時顯示三種可避免歧義,也更容易比較。
可以輸入個體數為零的物種嗎?
可以,零值不會改變加總結果。在不同樣本間保留預先定義的物種清單時,仍可能有用。
辛普森指數與夏農熵有何差異?
辛普森指數相對更重視常見物種與優勢度。夏農熵通常對物種豐富度及較少見的物種更敏感。