種數-面積曲線

是從一個群落中以各種面積為單位抽取標本，以表示其中所包含的種數與面積之關係的曲線

介紹

種數-面積曲線 species-area curve 從一個群落中以各種面積為單位抽取標本，以表示其中所包含的種數與面積之關係的曲線，稱為種數-面積曲線。求算這種曲線，常有兩種方法：一是逐漸擴大小區劃到大區劃及標本面積以調查出現種數的方法；二是從作為調查對象的群落區內儘可能多次隨機採集小面積（q0）的標本，這些標本按全部組合中每n個組合彼此結合時的平均出現種數作為面積nq0的數種，並通過依次增大n值以擴大標本面積。若對構成群落的各種動物或植物的空間分布的局部影響予以排除，為了獲得群落內的平均種數-面積曲線，後者在理論上是有優點的。然而，套用這種方法時，個體的中心只是位於區劃之內的，才有研究的必要。種數-面積曲線的形態，是群落特徵的一種表現，而在群落調查最小面積的決定上，也可加以利用。這種型式如果作為數學式來處理，那么根據這些參數值，也有助於對群落特徵的了解。迄今對於這種曲線的模型，曾提出下列若干種算式（So=群落內總種數；s=標本種數；q0=標本面積；n=方形區分數；q=nq0；p=單位面積個體數。另外，m，k，E，A，a，b，c，r，a，λ均為常數）。

公式

（1）環型（閉鎖型）
（i）H．kylin（1926） S=So（1-e-mg）
（ii）M．v．Brian（1953）S=So｛1-（1+pqkS0）-k｝
假定負二項分布型的種數一個體數關係，k（＞0）為負二項分布的參數。
（iii）s．kobayashi（小林，1976）
S=So｛1-（HqE）k｝
本式假定ds／dq=A（So-S）／（E+q），則E便稱為因素麵積（elemental area）（A＞0，E＞0）。
（2）非環型（開放型）
（i）L．G．Romell（1920）S=a log10q+b
（ii）Q．Arrhenius（1921）S=cqr（1＞r＞0）
（iii）R．A．Fisher（1943）S=a／n（1+pq／a）
種數-個體數關係中以對數級數法則為前提，α為多樣性指數。
（iv）S．Kobayashi（小林，1974） S=λ（1+1／2+1／3+…+1／n）對於一定面積的區劃單位的調查法所提出的算式。λ為每區劃的平均種數。
（v）S．Kobayaski（小林，1975）S=λln（1+q／E）。
相當於（1）項的（iii）式的So→∞。E為因素麵積：λ為面積（e-1）E出現的平均種數（=種多樣性）。

闡述

　在環型方面，隨著標本面積的增大，而標本種數將會縮小到一定的上限值（So）。在種數-個體數關係方面，對數正態型（F．W．Preston，1948）或與其近似型的群落中，標本種數-標本面積的關係，最低限度屬於環型。另一方面，在非環型情況下，隨著面積的增大，種數也無限增加。但是初步看來，一般想像的非環型的種數-面積曲線，實際上也只是表示環型的一部分。在面積的對數值與種數的關係方面，環型將表示S形曲線，但是如果最大標本面積十分巨大，則如圖1的A+B+C所示，即使S形的傾向已經闡明，此時最大標本面積在q2範圍內也只能得到A+B的曲線部分，在這個範圍內，與Fisher型的非環型相近似。如果最大標本面積只停留在小值q1，則曲線只能求出A部分的數值。即使如此，也有近似地適合於Arrhenius型的可能性。因此，就某種群落而言，為了正確掌握種數-面積曲線，就有必要調查相當大的面積。如果超越單一群落的範圍而無限增大其面積時的種數-面積關係，這就是C．B．Williams（1964）構想的圖2曲線。這條曲線的a部分只限於單一群落內，而b部分則限於大陸內，C部分是擴大到整個地球範圍的面積。