ในทางนิเวศวิทยาความหลากหลายเบต้า (β-diversity หรือtrue beta diversity ) คืออัตราส่วนระหว่างความหลากหลายของชนิดพันธุ์ในระดับภูมิภาคและระดับท้องถิ่น คำนี้ได้รับการแนะนำโดยRH Whittaker ^{[ 1 ]}พร้อมกับคำว่าความหลากหลายอัลฟา (α-diversity) และความหลากหลายแกมมา (γ-diversity) แนวคิดคือความหลากหลายของชนิดพันธุ์ ทั้งหมด ในภูมิทัศน์ (γ) ถูกกำหนดโดยสองสิ่งที่แตกต่างกัน ได้แก่ ความหลากหลายของชนิดพันธุ์เฉลี่ยในระดับท้องถิ่น (α) และความแตกต่างระหว่างพื้นที่ท้องถิ่น (β) สูตรอื่นๆ สำหรับความหลากหลายเบต้า ได้แก่ "การหมุนเวียนของชนิดพันธุ์สัมบูรณ์" "การหมุนเวียนของชนิดพันธุ์ของ Whittaker" และ "การหมุนเวียนของชนิดพันธุ์ตามสัดส่วน"

Whittaker เสนอวิธีการวัดความแตกต่างหลายวิธี และนักนิเวศวิทยารุ่นต่อมาได้คิดค้นวิธีการเพิ่มเติม ส่งผลให้ปัจจุบันมีเบต้าไดเวอร์ซิตี้หลายประเภทที่กำหนดไว้^{[ 2 ] [ 3 ]}บางคนใช้เบต้าไดเวอร์ซิตี้เพื่ออ้างถึงดัชนีต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความไม่สม่ำเสมอขององค์ประกอบ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน จึงใช้ชื่อที่แตกต่างกันสำหรับสูตรอื่นๆ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

ความหลากหลายเบต้าในฐานะที่เป็นการวัดการเปลี่ยนแปลงของชนิดพันธุ์นั้นเน้นย้ำบทบาทของชนิดพันธุ์หายากมากเกินไป เนื่องจากความแตกต่างในองค์ประกอบของชนิดพันธุ์ระหว่างสองพื้นที่หรือชุมชนมีแนวโน้มที่จะสะท้อนถึงการมีอยู่และการไม่มีอยู่ของชนิดพันธุ์หายากบางชนิดในกลุ่มสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายเบต้ายังสามารถเป็นการวัดความซ้อนกัน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อกลุ่มสิ่งมีชีวิตในพื้นที่ที่มีชนิดพันธุ์น้อยเป็นส่วนย่อยของกลุ่มสิ่งมีชีวิตในพื้นที่ที่มีชนิดพันธุ์มากกว่า^{[ 11 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ความหลากหลายเบต้าแบบคู่ไม่เพียงพอในการสร้างการแบ่งส่วนความหลากหลายทางชีวภาพทั้งหมด (การแบ่งส่วนบางส่วนในแผนภาพเวนน์ของ 3 พื้นที่ขึ้นไปไม่สามารถแสดงได้ด้วยความหลากหลายอัลฟาและเบต้า) ด้วยเหตุนี้ รูปแบบทางนิเวศวิทยาขนาดใหญ่และชุมชนบางอย่างจึงไม่สามารถแสดงได้อย่างเต็มที่ด้วยความหลากหลายอัลฟาและเบต้า ด้วยเหตุผลทั้งสองประการนี้ จึงมีการเสนอวิธีการใหม่ในการวัดการเปลี่ยนแปลงของชนิดพันธุ์ที่เรียกว่าความหลากหลายซีตา (ζ-diversity) ^{[ 12 ]}และใช้เพื่อเชื่อมโยงรูปแบบความหลากหลายทางชีวภาพตามการเกิดขึ้นที่มีอยู่ทั้งหมด

ความหลากหลายแกมมาและความหลากหลายอัลฟาสามารถคำนวณได้โดยตรงจากข้อมูลการสำรวจชนิดพันธุ์^{[ 2 ] [ 13 ]}คำจำกัดความที่ง่ายที่สุดของความหลากหลายเบตาของ Whittaker ดั้งเดิมคือ

β = γ/α

ในที่นี้ ความหลากหลายแกมมาคือความหลากหลายของชนิดพันธุ์ทั้งหมดของภูมิทัศน์ และความหลากหลายอัลฟาคือความหลากหลายของชนิดพันธุ์เฉลี่ยต่อไซต์ เนื่องจากขอบเขตระหว่างไซต์ท้องถิ่นและภูมิทัศน์นั้นคลุมเครือและค่อนข้างเป็นอัตวิสัย จึงมีการเสนอว่าความหลากหลายแกมมาสามารถวัดปริมาณได้สำหรับชุดข้อมูลการสำรวจใดๆ และความหลากหลายอัลฟาและเบตาสามารถวัดปริมาณได้เมื่อใดก็ตามที่ชุดข้อมูลถูกแบ่งออกเป็นหน่วยย่อย จากนั้นความหลากหลายแกมมาคือความหลากหลายของชนิดพันธุ์ทั้งหมดในชุดข้อมูล และความหลากหลายอัลฟาคือความหลากหลายของชนิดพันธุ์เฉลี่ยต่อหน่วยย่อย ความหลากหลายเบตาจะวัดปริมาณว่าจะมีหน่วยย่อยกี่หน่วยหากความหลากหลายของชนิดพันธุ์ทั้งหมดของชุดข้อมูลและความหลากหลายของชนิดพันธุ์เฉลี่ยต่อหน่วยย่อยยังคงเท่าเดิม แต่หน่วยย่อยเหล่านั้นไม่มีชนิดพันธุ์ร่วมกัน^{[ 2 ] [ 7 ]}

นักวิจัยบางคนเลือกที่จะแบ่งความหลากหลายแกมมาออกเป็นส่วนประกอบแบบบวกมากกว่าแบบคูณ^{[ 14 ] [ 15 ]}จากนั้นส่วนประกอบเบตาของความหลากหลายจะกลายเป็น

β _A = γ - α

สิ่งนี้ระบุปริมาณความหลากหลายของชนิดพันธุ์ที่ชุดข้อมูลทั้งหมดมีมากกว่าค่าเฉลี่ยของหน่วยย่อยภายในชุดข้อมูล นอกจากนี้ยังสามารถตีความได้ว่าเป็นปริมาณการเปลี่ยนแปลงของชนิดพันธุ์ทั้งหมดระหว่างหน่วยย่อยในชุดข้อมูล^{[ 2 ]}หากความหลากหลายแกมมาสอดคล้องกับค่าเฉลี่ยของเอนโทรปีไขว้และความหลากหลายอัลฟาสอดคล้องกับค่าเฉลี่ย ของดัชนีแชนนอนเบต้าจะเท่ากับค่าเฉลี่ยของความแตกต่างคัลแบ็ก-ไลเบลอร์^{[ 16 ]}

เมื่อมีหน่วยย่อยสองหน่วย และใช้ข้อมูลการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

${\displaystyle \beta _{A}=(S_{1}-c)+(S_{2}-c)}$^{[ 17 ]}

โดยที่ S ₁ = จำนวนชนิดพันธุ์ทั้งหมดที่บันทึกไว้ในชุมชนแรก, S ₂ = จำนวนชนิดพันธุ์ทั้งหมดที่บันทึกไว้ในชุมชนที่สอง และ c = จำนวนชนิดพันธุ์ที่พบได้ทั่วไปในทั้งสองชุมชน

หากนำอัตราการเปลี่ยนชนิดพันธุ์สัมบูรณ์มาหารด้วยความหลากหลายอัลฟา จะได้ค่าที่วัดปริมาณ การเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบของชนิดพันธุ์อย่างสมบูรณ์ในหน่วยย่อยของชุดข้อมูล วิธีนี้เสนอโดย Whittaker ^{[ 18 ]}จึงเรียกว่าอัตราการเปลี่ยนชนิดพันธุ์ของ Whittaker ^{[ 2 ]}โดยคำนวณได้ดังนี้

β _W = (γ - α)/α = γ/α - 1

เมื่อมีหน่วยย่อยสองหน่วย และใช้ข้อมูลการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ จะเท่ากับส่วนเติมเต็มหนึ่งของ ดัชนีความคล้ายคลึง ของSørensen ^{[ 2 ] [ 19 ]}

หากนำอัตราการเปลี่ยนชนิดพันธุ์สัมบูรณ์มาหารด้วยความหลากหลายแกมมา จะได้ค่าที่วัดสัดส่วนของความหลากหลายชนิดพันธุ์ในชุดข้อมูลที่ไม่รวมอยู่ในหน่วยย่อยเฉลี่ย^{[ 2 ]}โดยคำนวณดังนี้

β _P = (γ - α)/γ = 1 - α/γ

เมื่อมีหน่วยย่อยสองหน่วย และใช้ข้อมูลการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ การวัดนี้อยู่ในช่วง [0, 1] เท่ากับส่วนเติมเต็มหนึ่งของ ดัชนีความคล้ายคลึง ของJaccard ^{[ 2 ]}

แม้ว่าการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชนิดพันธุ์จากระดับท้องถิ่นไปจนถึงระดับภูมิภาค (ความหลากหลายเบต้า) จะเป็นหัวข้อหลักในนิเวศวิทยาและชีวภูมิศาสตร์แต่การศึกษาต่างๆ มักได้ข้อสรุปที่แตกต่างกันเกี่ยวกับรูปแบบพื้นฐานของความหลากหลายเบต้า ตัวอย่างเช่น สมมติฐานการบีบอัดนิเวศวิทยาทำนายว่าความหลากหลายเบต้าจะสูงขึ้นในละติจูดที่ต่ำกว่า^{[ 21 ] [ 20 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}การศึกษาที่เปรียบเทียบแหล่งธรรมชาติในท้องถิ่นกับแหล่งที่มนุษย์ดัดแปลงก็ไม่แตกต่างกัน Kitching et al. ^{[ 25 ]}เก็บตัวอย่างผีเสื้อกลางคืนในป่าดั้งเดิมและป่าที่ถูกตัดไม้ในหุบเขา Danum เกาะบอร์เนียว เพื่อแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายเบต้าในป่าดั้งเดิมสูงกว่าป่าที่ถูกตัดไม้ ในทางตรงกันข้าม Berry et al. ^{[ 26 ]}เก็บตัวอย่างต้นไม้ในพื้นที่ศึกษาเดียวกัน เพื่อแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายเบต้าในป่าที่ถูกตัดไม้สูงกว่าป่าดั้งเดิม ผลลัพธ์ของการศึกษาทั้งสองนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากผลลัพธ์ของการสังเคราะห์เชิงปริมาณล่าสุด^{[ 27 ]}ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความหลากหลายเบต้าในป่าดั้งเดิมนั้นคล้ายคลึงกับความหลากหลายเบต้าในพื้นที่ท้องถิ่นที่มนุษย์ดัดแปลงทุกประเภท (ป่าทุติยภูมิ สวนป่า ทุ่งหญ้า และเขตเมือง) ดังนั้นจึงขาดฉันทามติที่ชัดเจนเกี่ยวกับรูปแบบความหลากหลายเบต้าในหมู่การศึกษาต่างๆ Sreekar et al. ^{[ 20 ]}แนะนำว่าความไม่สอดคล้องกันส่วนใหญ่เกิดจากความแตกต่างในขนาดของเม็ดและ/หรือขอบเขตเชิงพื้นที่ระหว่างการศึกษาต่างๆ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าขนาดเชิงพื้นที่เปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ระหว่างความหลากหลายเบต้าและละติจูด

เหตุการณ์การกระจายพันธุ์ครั้งสำคัญในอดีตทางธรณีวิทยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนการมีส่วนร่วมของความหลากหลายอัลฟาและเบตา (การแบ่งส่วนความหลากหลาย) ตัวอย่างเช่นการระเบิดของแคมเบรียน^{[ 28 ]} เหตุการณ์ความหลากหลายทางชีวภาพ ครั้งใหญ่ในยุคออร์โดวิเชียน [ ^{29 ] และ}การฟื้นตัวจาก เหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ ในช่วงปลายยุคเพอร์เมียน^{[ 30 ]}และปลายยุคไทรแอสสิก^{[ 31 ]}ข้อมูลเชิงประจักษ์จากกรณีศึกษาเหล่านี้ยืนยันการคาดการณ์ทางทฤษฎีว่าจำนวนชนิดพันธุ์ที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความหลากหลายเบตาเมื่อเทียบกับความหลากหลายอัลฟาเนื่องจากผลกระทบจากการแข่งขันระหว่างชนิดพันธุ์อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายอัลฟาอาจเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่อตัวเลือกสำหรับการเพิ่มการหมุนเวียนทางภูมิศาสตร์หมดลง^{[ 32 ]}

• ความหลากหลายอัลฟา
• การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันทางชีวภาพ
• ความแตกต่างแบบเบรย์-เคอร์ติส
• ความหลากหลายที่มืดมน
• ดัชนีความหลากหลาย
• ความหลากหลายแกมมา
• ความหลากหลายทางชีวภาพทั่วโลก
• ระยะทางแจ็กการ์ด
• การวัดความหลากหลายทางชีวภาพ
• ความหลากหลายของซีตา