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Hill數值指標與相似度指標的統計估計
Dissertation

Hill數值指標與相似度指標的統計估計

王怡婷
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 統計學研究所
2012

Abstract

多樣性指標 估計 Hill數值指標 相似度指標 物種數估計 熵指標 diversity index estimation Hill numbers similarity index species estimation Shannon entropy
生態保育已經是刻不容緩的一項課題,使用多樣性指標與相似度指標來量化群落,有助於了解生態的變化,因此各式各樣的多樣性指標與相似度指標被定義與討論,多樣性指標須具備的條件,相似度指標與多樣性之間的關係,是本文首要討論釐清。了解何謂多樣性指標與相似度指標後,如何精確估計指標是本文的重點,根據Hill數值指標為出發點,針對各個階次做估計,最後推廣到多群落的多樣性與相似度指標。 第一部份為單一群落的多樣性指標估計,首先針對最直觀的物種數進行估計,討論取後歸還與取後不歸還這兩種抽樣模式下的物種數估計量,改善文獻上最常用也最穩定的下界估計量。接著估計Shannon熵指標,此指標符合最多的多樣性假設,是非常重要的生態指標,但由於形式複雜,估計不易,本文改善文獻上Chao and Shen (2003) 所提出的修正方式。同時,當估計量形式複雜時,變異數估計量常使用拔靴法進行估計,但樣本出現機率與母體的真實機率實不相同,修正改善拔靴法的樣本出現機率,可使拔靴法更加精確。最後,Hill數值指標的估計更少人探討,文獻上所使用估計整條曲線的估計量皆有進步空間,本文針對階次大於等於2的整數點提出一個近似不偏的修正方式,可以有效減少偏誤,尤其在接次等於2的情況下表現精確。 第二部份為多群落的多樣性指標與相似度指標估計,其大多沿用一群落的多樣性方法,做推廣及延伸,使指標估計有一致性的結果,故單一群落討論的物種數估計可延伸到多群落的共同種估計,同樣也依抽樣方式的不同,分為隨機歸還與隨機不歸還的模式進行估計。接著推廣Shannon熵指標的估計方法至 多樣性指標與Horn相似度指標,同時利用一群落的修正拔靴方法,推廣到兩群落的拔靴修正,使得形式複雜的多樣性指標及相似度指標的估計量,有精確的變異數估計量。最後針對Morisita相似度指標進行估計,估計方式也可以推廣到 估計量。 每個主題的估計方法,皆以電腦模擬進行討論,比較文獻上與本文提出的方法,有何其優劣,同時附加合適的實例分析,說明實務上的應用方式,更加了解指標估計的重要性。

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