Simpson指数是一种衡量群落物种多样性的数学工具,它通过计算物种个体比例的平方和来反映群落的多样性程度。有多种Simpson指数公式,如D=S/lnA、D=(S-1)/lnN、D=1-ΣPi²、D=N(N-1)/ΣNi(Ni-1)以及Shannon-Wiener指数H'=-ΣPilnPi。这些公式各有侧重,例如,D值越小,表示群落中物种个体分布越集中;反之,D值越大,多样性越高。
以三个群落A、B和C为例,每个群落包含两个物种,但个体数分布不同。在群落A中,物种甲有99个个体,物种乙1个,其Simpson指数Dc=0.0198,显示物种分布较为均匀;群落B中,物种均匀分布,D=0.5000,多样性较低;群落C中,虽然物种甲占主导,Dc=0.081,多样性稍低。Shannon-Wiener指数则考虑了每个物种个体数的对数,群落B的多样性明显高于A和C。
此外,Pielou指数E测量的是实际多样性与最大多样性(Hmax)的比率,E=H/Hmax。群落A的均匀度最低,而群落B和C相对更均匀,均匀度接近1。综上所述,群落的物种多样性不仅受物种丰富度(即群落中物种数目)的影响,还取决于物种个体在群落中的分布均匀性。