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🛠️ 夏農多樣性指數計算器

專業免費的 夏農多樣性指數計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.2799 自然對數(nats)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是夏農多樣性指數?

夏農多樣性指數(Shannon diversity index,常以 H 或 H' 表示)是生態學中應用極廣的生物多樣性衡量指標。它同時涵蓋群落的兩個面向:物種豐富度(共有多少種不同物種)與均勻度(個體在各物種間分布得是否平均)。當一個群落物種多、各物種比例又相當均衡時,指數就會偏高;若被單一物種主導,指數則偏低。

如何使用本計算器

請以逗號分隔,輸入每個物種所計數到的個體數量,例如 40, 30, 20, 10。計算器會先求出個體總數,再把每個計數換算成比例,套入夏農公式運算。它同時會回報物種數(S)、個體總數(N),以及 Pielou 均勻度(J)——均勻度會把 H 縮放到 0 與 1 之間,方便比較。

公式解析

對於第 i 個物種,其比例為 p_i = n_i / N,其中 n_i 是該物種的個體數,N 為總個體數。指數計算如下:

H = -\sum_{i=1}^{S} p_i \ln p_i

本計算器採用自然對數(\ln),因此 H 的單位為「nats」。均勻度則為 J = H / \ln(S)。

實例演算

假設你調查到四個物種,分別計數到 40、30、20、10 隻個體(N = 100)。各比例為 0.4、0.3、0.2、0.1。則

H = -(0.4·\ln 0.4 + 0.3·\ln 0.3 + 0.2·\ln 0.2 + 0.1·\ln 0.1) ≈ 1.2799
由於 S = 4,\ln(4) = 1.3863,因此均勻度 J ≈ 0.923——代表這是一個相當均勻的群落。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

\(H\) 值多少才算「好」?
在真實生態系中,\(H\) 大致落在 1.5 到 3.5 之間;超過 3 通常代表多樣性非常高。由於數值會隨豐富度變動,因此並沒有固定的上限。
該用 \(\ln\) 還是 \(\log_{10}\)?
兩者在文獻中都看得到。本工具採用最常見的自然對數(\(\ln\))。改用不同的對數底所得的結果,只會差一個固定的常數倍率。
均勻度能告訴我什麼?
Pielou 均勻度 \(J\) 介於 0 到 1 之間。數值接近 1 表示個體幾乎平均地分布於各物種;數值偏低則代表群落被少數幾個物種所主導。