R语言|绘制物种累计曲线

Python021

R语言|绘制物种累计曲线,第1张

物种累积曲线( species accumulation curves)用于衡量和预测群落中物种丰富度随样本量扩大而增加的幅度，在生物多样性和群落调查中，被广泛用于判断样本量是否充分的并估计群落丰富度。

一般而言，在样本量较少的情况下，随着样本数量的增加，将有较大可能性发现大量新的物种，此时曲线呈急剧上升状态；当样本数量已经较大时，此时群落中的ASV/OTU总数将不再随着样本数量增加而显著增加，曲线将趋于平缓。

因此，通过物种累积曲线可以判断样本量是否充分：若曲线始终保持上升趋势，则表明样本量不足，反之，则表明样本量已足以反应群落的物种组成。在样本量充分的前提下，运用物种累积曲线还可以对物种丰富度进行预测。

下面我使用R脚本，vegan包对ASV/OTU丰度矩阵中每个样本所对应的SAV/OTU总数绘制specaccum物种累计曲线。

1.调用vegan包，读取物种数据；

2.使用 specaccum 函数用来计算物种的累计曲线；

3.作图展示。

如图，随着取样样本数量逐渐增加，所观测到的物种种类也不断增加。当曲线趋近平缓时，代表群落中的物种接近全部被观测到；反之不饱和，还需继续观测更多的样本数量。

浮游植物的现存量，指的是某一瞬间单位水体中所存在的浮游植物的量。这个量有两种表示方法，用数目单位表示成为密度，一般用万个／升为单位，五、六十年代用之；用重量单位（mg/L）表示的现存量称为生物量（Biomass），70年代以来被广泛使用。

一升水中的浮游植物的数量（N）可用下列公式计算：

式中：Cs —计数框体积（㎜2），一般为400㎜2。Fs —每个视野的面积（㎜2），лR2，视野半径r可用台微尺测出（一定倍数下）。Fn — 计数过的视野数。V  — 一升水样经沉淀浓缩后的体积（ml）U  — 计数框的体积（ml）为0.1ml。Pn — 计数出的浮游植物个数。如果计数框、显微镜固定不变，Fn、V、U也固定不变，公式中的（

）可视为常数，此常数用K表示，则上述公式可简化为：N=K×Pn。Pn代表某种藻类的个数，计算结果N只表示一升水中这种藻类的数量；Pn若代表各种藻类的总数，计算结果N则表示一升水中浮游植物的总数。前者若求浮游植物数量将各计算结果相加即可。