如何用ggplot2绘制含细菌与真菌的单Y轴联合柱状图（带误差棒）

问题背景 #

你手上有这个R数据框：

structure(list(Site = c("aNon burn", "aNon burn", "aNon burn", 
"Long rotation", "Long rotation", "Long rotation"), Depth = c("0-20cm", 
"20-40cm", "40-60cm", "0-20cm", "20-40cm", "40-60cm"), bacteria = c(10.03, 
8.46, 8.48, 9.34, 8.43, 8.45), bac_se = c(0.06, 0.06, 0.09, 0.08, 
0.1, 0.05), fungi = c(8.18, 6.31, 6.45, 7.65, 5.88, 5.86), fun_se = c(0.21, 
0.19, 0.17, 0.16, 0.17, 0.16)), row.names = c(NA, 6L), class = "data.frame")

已经用这段代码画出了细菌的柱状图（带误差棒）：

ggplot(qpcrdata2, aes(x=Depth, y=bacteria, fill=Site)) +  
  geom_bar(stat="identity", position=position_dodge()) +
  geom_errorbar(aes(ymin=bacteria-bac_se, ymax=bacteria+bac_se), width=.2,position=position_dodge(.9))

现在想在同一个Y轴的图里加上真菌的柱子和误差棒，怎么实现？

解决办法 #

最省心的方式是把宽格式数据转成长格式——ggplot天生更适配长数据，这样不用重复写多次geom_bar和geom_errorbar。具体步骤：

1. 加载所需工具包 #

确保已安装并加载tidyverse（包含处理数据的dplyr/tidyr和绘图的ggplot2）：

library(tidyverse)

2. 转换数据格式为长格式 #

把细菌、真菌的丰度和对应的标准误整合到统一列中，新增标记列区分生物类型：

qpcr_long <- qpcrdata2 %>%
  # 合并丰度列，标记生物类型
  pivot_longer(cols = c(bacteria, fungi), 
               names_to = "Organism", 
               values_to = "Abundance") %>%
  # 合并标准误列
  pivot_longer(cols = c(bac_se, fun_se), 
               names_to = "SE_col", 
               values_to = "SE") %>%
  # 匹配丰度与对应的标准误
  filter(str_remove(SE_col, "_se") == Organism) %>%
  # 删除无用的中间列
  select(-SE_col)

3. 绘制合并后的图表 #

用转换后的长数据绘图，注意让误差棒和柱子的偏移宽度保持一致，避免错位：

ggplot(qpcr_long, aes(x = Depth, y = Abundance, fill = Site, group = interaction(Organism, Site))) +
  # 绘制柱状图，设置统一的偏移宽度
  geom_bar(stat = "identity", position = position_dodge(width = 0.8)) +
  # 绘制误差棒，偏移宽度与柱状图保持一致
  geom_errorbar(aes(ymin = Abundance - SE, ymax = Abundance + SE), 
                width = 0.2, 
                position = position_dodge(width = 0.8)) +
  # 添加图表标签
  labs(title = "不同深度和位点的微生物丰度", 
       y = "丰度值", 
       fill = "采样位点") +
  # 使用预设配色方案
  scale_fill_brewer(palette = "Set2") +
  # 应用简洁主题
  theme_bw()

如果想让细菌和真菌的柱子在每个深度下分开展示，同时用颜色区分生物类型+位点，可以调整fill映射：

ggplot(qpcr_long, aes(x = Depth, y = Abundance, fill = interaction(Organism, Site))) +
  geom_bar(stat = "identity", position = position_dodge(width = 0.8)) +
  geom_errorbar(aes(ymin = Abundance - SE, ymax = Abundance + SE), 
                width = 0.2, 
                position = position_dodge(width = 0.8)) +
  labs(title = "不同深度和位点的微生物丰度", 
       y = "丰度值", 
       fill = "生物类型+采样位点") +
  scale_fill_brewer(palette = "Set2") +
  theme_bw()

关键注意点 #

• 宽转长是核心：让ggplot可以统一处理两类微生物的数据，避免重复代码。
• 偏移宽度要一致：position_dodge的width参数在geom_bar和geom_errorbar中必须相同，保证误差棒与柱子精准对齐。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者martyn