多样性指数是用来表示多种生物所组成的混合生物群落的数量和种类之间关系的一种指数，也是反映了物种丰富度和均匀度的一种综合指标。浮游植物的种类多样性指数能反映出不同环境下其个体分布丰度和水质污染状况，主要以浮游植物细胞密度和种群结构的变化为基础判断湖泊河流的营养状况、富营养化程度和发展趋势。通常状况下，浮游植物的多样性指数越大，表示稳定性越大，生态环境状况越好，而当水体受到污染时，营养生态位较窄的种类大量消亡，多样性指数减小，群落结构趋于简单，稳定性降低，水质出现下降。分析浮游植物群落结构的多样性指数很多，比较常见的有Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou均匀度指数，此外还有Brillouin指数、Menhinick指数、Berger-Parker指数等。Shannon-Wiener指数由于对浮游植物群落物种数最为敏感，对浮游植物群落多样性有较好的表达，因此成为目前水质评价应用最为广泛的一种多样性指数；Margalef指数对物种数的依赖程度较高，它能充分反映藻类种类的分布情况；Pielou均匀度反映藻类个体数目分配的均匀程度。然而，某些多样性指数依然有不完善之处，因为它们还会受到非污染因素的影响，从而增加了不确定性。Margalef指数虽然简便易算，但忽略了个体数在种间的分配差异，并且对数据的分辨率较差，易受样品数量的影响而产生误差。所以现阶段对于某一水域一般采用多个指数进行分析评价，这样可以弥补之间的不足。除了这些单变量分析，还有一些多元分析法，比较常见的有聚类分析、多维标度分析和灰关联分析等方法，把它们应用到水环境评价当中，可以得出全面、综合的评价。

几种指数的计算方法及评价标准如下：

（1）香农-威纳指数（Shannon-Wiener index)

计算公式为：

评价标准：大于3.5为最清洁；2.5～3.5为清洁；2.0～2.5为轻污；1.0～2.0为中污；小于1.0为重污。

(2) Pielou均匀度指数（Pielou evenness index)

计算公式为：

评价标准：0～0.3重污染，0.3～0.5中污染，0.5～0.8为轻污染或无污染。

(3）Margalef指数（Margalef's index)

计算公式为：

评价标准：0～1为重度污染，1～2为严重污染，2～4为中度污染，4～6为轻度污染，大于6为清洁水体。

式中：S—采集样品中的总种数；

P_i—属于种i的个体在全部个体中的比例；

N—样品中观察到的个体总数；

H—香农一威纳指数；

J—均匀度指数；

d—Margalef指数。