生物多様性の測定

生物多様性を経験的に測定するための客観的な手段は数多く存在する。それぞれの測定方法はデータの特定の用途に関連しており、遺伝子の多様性と関連している可能性が高い。生物多様性は一般的に、一定期間における地理的領域の分類学的豊富さという観点から測定される。生物多様性を計算するには、まず種の均等性、種の豊富さ、および種の多様性を取得しなければならない。種の均等性とは、特定の領域における各種の個体数の相対的な数である。^{[ 1 ]}種の豊富さ^{[ 2 ]}は、特定の領域に存在する種の数である。種の多様性^{[ 3 ]}は、種の均等性と種の豊富さの関係である。特定の生態系内で生物多様性を測定する方法は数多くある。しかし、最もよく用いられるのは、シャノン・ウィーバー多様性指数[4]（一般にシャノン多様性指数と呼ばれる）と、シンプソン多様性指数[5]の2つである。多く^の科学者は、種^の豊富さを考慮しているという理由だけで、シャノンの多様性指数を使用することを好む。^{[ 6 ]}

生物多様性は通常、時間的スケールを参照しながら、地理的領域の豊かさとしてプロットされます。生物多様性の種類には、分類学的または種、生態学的、形態学的、 遺伝的多様性があります。分類学的多様性、つまり種、属、科の数は、最も一般的に評価されるタイプです。^{[ 7 ]}いくつかの研究は、異なるタイプの多様性の関係を定量的に明らかにしようと試みています。たとえば、生物学者のサルダ・サニーは、脊椎動物の分類学的多様性と生態学的多様性の間に密接な関連があることを発見しました。^{[ 8 ]}

保全生物学者は、生物多様性を経験的に測定するためのさまざまな客観的な手段も考案してきた。生物多様性の各測定方法は、データの特定の用途に関連している。実践的な保全活動家にとって、測定には、人間を含む、地域的に影響を受ける生物の間で共通する価値の定量化が含まれるべきである。一方、より経済的に妥当な定義は、人間による適応と将来の利用の両方の可能性を継続的に確保し、環境の持続可能性を保証するものでなければならない。

その結果、生物学者たちは、この対策は遺伝子の多様性と関連している可能性が高いと主張している。どの遺伝子がより有益であるかを常に断言できるとは限らないため、保全にとって最善の選択は、できるだけ多くの遺伝子の存続を確保することである。生態学者にとって、この後者のアプローチは、生態遷移を阻害するため、時に制限が厳しすぎると考えられる。

生物多様性は通常、地理的領域の分類学的豊富さとして、時間的スケールとの関連でプロットされます。ウィテカー^{[ 9 ]}は、種の豊富さや種の均等性に注目した、種レベルの生物多様性を測定するために使用される3つの一般的な指標について説明しました。

• 種の豊富さ― 利用可能な指標の中で最も単純なもの。
• シンプソン指数
• シャノン・ウィーナー指数

最近では、2 つの新しい指標が考案されました。平均種数指数(MSA) は、種の断面における個体数の傾向を計算します。これは、種の豊富さに関する CBD 2010 指標に沿って行われます。^{[ 10 ]}生物多様性健全性指数 (BII) は、世界中の植物、菌類、動物の個体数データを使用して生物多様性の変化を測定します。BII は、土地利用の変化や集約化などの人間の圧力に対して、地域の陸上生物多様性がどのように反応するかを示します。 ^{[ 11 ]}

あるいは、他の種類の多様性を時間軸に対してプロットすることもできる。

• 種の多様性
• 生態的多様性
• 形態的多様性
• 遺伝的多様性

これらの異なるタイプの多様性は独立していない可能性がある。例えば、脊椎動物の分類学的多様性と生態学的多様性の間には密接な関連がある。^{[ 12 ]}

他の著者らは、生物多様性の測定を次のように整理しようと試みた。^{[ 13 ]}

• 従来の多様性指標
  • 種の密度とは、ある地域に生息する種の数を考慮することである。
  • 種の豊富さは、個体あたりの種の数（通常は[種数]/[個体数×面積]）を考慮して算出されます。
  • 多様性指数は、種の数（豊富さ）とそれらの相対的な寄与（均等性）を考慮に入れます。例：
    • シンプソン指数
    • シャノン・ウィーナー指数
• 系統的多様性の指標には、種間の系統関係に関する情報が含まれる。
  • 系統的多様性（PD）指数；Faith（1992）
  • トポロジーに基づく尺度
    • 分類学的独自性；Vane-Wrightら（1991）
    • 分類学的多様性；ウォーウィック＆クラーク（1995）
    • 分類学的差異；クラーク＆ワーウィック（1998）
• 機能的多様性の指標には、種間の機能的特性に関する情報が含まれる。
  • カテゴリ尺度
    • 機能群の豊富さ（FGR）；例：Tilman et al. (1997)
  • 連続的な測定値
    • 機能特性が1つしかない場合。例：Masonら（2003）
    • 多変量測定、多くの機能特性を含む
      • 機能属性多様性（FAD）；ウォーカーら（1999）
      • 凸包体積；Cornwellら（2006）
      • 機能的多様性（FD）；ペッチー＆ガストン（2002）

生物多様性は様々なスケールで測定できる。生態学者がよく用いる指標には以下のようなものがある。

• アルファ多様性とは、特定の地域、コミュニティ、または生態系内の多様性を指し、生態系内の分類群（通常は種）の数を数えることによって測定されます^{[ 14 ]。}
• ベータ多様性とは、生態系間の種の多様性のことであり、それぞれの生態系に固有の分類群の数を比較することによって算出される。
• ガンマ多様性とは、ある地域内の様々な生態系の全体的な多様性を測定する指標である。
• ゼータ多様性とは、複数の地点または群集間で共有される種の多様性を指し、地点数が増えるにつれて減少する。

• 生物多様性条約
• 多様性指数
• 地球規模の生物多様性
• 生物多様性データベース一覧
• 国立生物多様性ネットワーク

• ウィキメディア・コモンズにある生物多様性の測定に関するメディア