# Shannon 多样性指数计算（H′）

按 H′ = −Σpᵢ·ln pᵢ 计算 Shannon（Shannon–Wiener）多样性指数，pᵢ = nᵢ/N 为各物种占比。H′ 同时随物种丰富度 S 与均匀度增大；支持 ln（生态学经典）、log₂（比特/物种）与 log₁₀ 三种底。附带 H′max = ln(S) 与 Pielou 均匀度 J = H′/ln(S)（0–1，J=1 表示完全均匀）。粗略判读：H′ < 1 低、1–3 中高、> 3 极高（依情境而定，比较 S 相近的群落更有意义）。

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/shannon-diversity-index

- **分类:** Health

- **关键词:** shannon 多样性指数, 香农维纳指数, 物种多样性, pielou 均匀度, 物种丰富度, 生态计算器, 生物多样性, 群落结构, 信息熵, 均匀度, 实验计算器, 生态学

## 概述

根据各物种个体数按 H′ = −Σpᵢ·ln pᵢ 计算 Shannon（香农-维纳）多样性指数，同时给出丰富度 S、总个体数 N、H′max 与 Pielou 均匀度 J。支持 ln、log₂、log₁₀ 三种对数底，便于群落结构比较与实验报告使用。

## 输入项

- **物种个体数（每行一个）** (textarea): One abundance count per species, separated by new lines, commas, or spaces.
- **对数底** (select)

## 适用场景

- 完成样方或样点调查后，需要从物种个体数计算多样性指数时
- 比较不同地点、季节或处理间的物种丰富度与均匀度
- 撰写论文或实验报告时需快速获得 H′、H′max 和 J 值

## 工作原理

- 在文本框中输入各物种个体数，每行一个，也可用逗号或空格分隔
- 选择对数底：ln（生态学常用）、log₂（比特/物种）或 log₁₀
- 工具自动计算 N、S、各物种占比 pᵢ，并按公式得出 H′
- 同时输出 H′max = log(S) 与均匀度 J = H′/H′max，并给出粗略解读

## 使用案例

- 植被或动物样方调查后评估群落多样性
- 微生物、昆虫或浮游生物群落结构比较
- 生态学实验课演示 Shannon 指数与均匀度计算

## 常见问题

### 输入格式有什么要求？

每行输入一个物种的个体数，也可用逗号或空格分隔。只需正整数计数，零或负数会被忽略。

### 为什么要选择不同的对数底？

ln 是生态学经典用法；log₂ 以比特/物种为单位；log₁₀ 较少使用。数值不同但比较趋势一致。

### H′max 和 Pielou 均匀度 J 分别是什么？

H′max 是完全均匀时的最大多样性（log S）；J = H′/H′max，取值 0–1，J=1 表示各物种完全均匀。

### 如何粗略解读 H′ 值？

一般 H′ < 1 较低、1–3 中高、> 3 很高，但应优先比较丰富度相近的群落，并同时看 J。

### 工具会输出哪些结果？

H′、H′max、均匀度 J、丰富度 S、总个体数 N、各物种占比以及简要群落解读。

## 相关工具

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- [肺泡气方程（PAO₂ 计算器）](https://elysiatools.com/zh/tools/alveolar-gas-equation): 计算肺泡气氧分压 PAO₂ = FiO₂ × (P_atm − 47) − PaCO₂ / RQ。P_atm 默认 760 mmHg（海平面），可按海拔调整；P_H₂O = 47 mmHg；RQ 呼吸商默认 0.8（混合饮食）。聚焦 PAO₂ 本身并给出与海平面室内空气预期值 ~100 mmHg 的方向性提示。完整的 A-a gradient 判读（含 V/Q 失衡/分流等鉴别）请用已有的 a-a-gradient-calculator 工具。来源：StatPearls NBK545153、LITFL、Cornell PICU、West 呼吸生理学。不构成医疗建议。
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- [Apgar 新生儿评分（1 分钟 / 5 分钟）](https://elysiatools.com/zh/tools/apgar-score): 评估新生儿出生后即刻状况（1 分钟和 5 分钟，5 分钟分数过低时可延长至 10 分钟）：肤色（全身苍白/青紫=0、四肢青紫身体粉红=1、全身粉红=2）、心率（无=0、<100=1、≥100 bpm=2）、反射（无反应=0、皱眉=1、咳嗽/打喷嚏/有力哭=2）、肌张力（松软=0、四肢稍屈=1、主动运动=2）、呼吸（无=0、慢/不规则/哭声弱=1、良好/有力哭=2），每项 0-2 分，每个时间点总分 0-10。7-10 放心；4-6 中度异常（可能需辅助）；0-3 严重低（立即复苏）。5 分钟分数及与 1 分钟的变化反映复苏反应。来源 Apgar 1953、ACOG 2006、AAP/ACOG。Apgar 是某一时刻的生理快照，不能单独作为窒息或神经损伤标志。不构成医疗建议。
- [OD600 → CFU/mL 换算（标定曲线斜率）](https://elysiatools.com/zh/tools/bacterial-growth-od): 按标定曲线斜率将 OD600 换算为活菌浓度：CFU/mL = (OD600 − 空白) × 因子 × 稀释倍数。因子为 OD600=1 时对应的 CFU/mL，强烈依赖菌株、培养基与分光光度计（比色皿光程），内置预设仅作数量级参考：E. coli ≈ 1×10⁹、B. subtilis ≈ 5×10⁸、S. cerevisiae ≈ 1×10⁷（酵母细胞更大）。建议用平板计数法自行标定。OD600 线性范围通常仅至约 0.2–0.6，净 OD 超过 0.6 时工具会提醒先稀释再测。可选输入培养物体积以换算总 CFU。
- [Henderson-Hasselbalch 方程（pH/HCO₃⁻/PCO₂ 互算）](https://elysiatools.com/zh/tools/bicarbonate-ph-conversion): 用 Henderson-Hasselbalch 方程在 pH、HCO₃⁻、PaCO₂ 三个变量中给定任意两个求第三个：pH = 6.1 + log10(HCO₃⁻/(0.03×PaCO₂))；HCO₃⁻ = 0.03×PaCO₂×10^(pH−6.1)；PaCO₂ = HCO₃⁻/(0.03×10^(pH−6.1))。同时给出线性 Henderson 方程的 \[H⁺\] = 24×PaCO₂/HCO₃⁻ 及对应 pH。规则：pH 每降 0.1，\[H⁺\] 约升 10 nmol/L。聚焦方程本身；完整血气判读（原发紊乱/代偿/AG）请用 blood-gas-anion-gap。来源：Henderson 1908、Hasselbalch 1916、Siggaard-Andersen 1974、LITFL、StatPearls、Berend 2016。不构成医疗建议。
- [胆红素单位换算器（mg/dL ↔ µmol/L）](https://elysiatools.com/zh/tools/bilirubin-unit-converter): 在常规单位(mg/dL)与 SI 单位(µmol/L)之间转换血清总胆红素/直接胆红素/间接胆红素。胆红素（C₃₃H₃₆N₄O₆）摩尔质量 584.67 g/mol，换算因子固定：mg/dL × 17.1 = µmol/L（÷17.1）。参考范围（成人）：总胆红素 0.3–1.2 mg/dL（5.1–20.5 µmol/L）；直接 0.0–0.3 mg/dL（0–5.1 µmol/L）；间接 0.2–0.8 mg/dL（3.4–13.7 µmol/L）。肉眼可见黄疸 >2.0–2.5 mg/dL（>34–43 µmol/L）；新生儿换血阈值常 >20 mg/dL（>340 µmol/L）。来源：Young 1987、StatPearls、AAP 2004、Bhutani 小时特异性列线图。不构成医疗建议。
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