Simpson Index Definisjon, Formel, Tolkning og Eksempel



den Simpsons indeks Det er en formel som brukes til å måle mangfoldet i et fellesskap. Det brukes ofte til å måle biologisk mangfold, det vil si mangfoldet av levende ting på et gitt sted. Denne indeksen er imidlertid også nyttig for å måle mangfoldet av elementer som skoler, steder, blant annet.

I økologi brukes Simpson-indeksen ofte (blant andre indekser) for å kvantifisere biologisk mangfold av et habitat. Dette tar hensyn til mengden av arter som er tilstede i habitatet, samt overflod av hver art.

index

  • 1 Tilknyttede konsepter
    • 1.1 Biologisk mangfold
    • 1.2 Rikdom
    • 1.3 Equitability
  • 2 Definisjon
  • 3 formel
  • 4 Tolkning
    • 4.1 Simpsons gjensidige indeks (1 / D)
  • 5 Simpson diversitetsindeksberegningseksempel
  • 6 Referanser

Tilknyttede konsepter

Før du analyserer Simpsons mangfoldighetsindeks mer detaljert, er det viktig å forstå noen grunnleggende begreper som er beskrevet nedenfor:

Biologisk mangfold

Biologisk mangfold er det store utvalget av levende vesener som eksisterer i et bestemt område, det er en egenskap som kan kvantifiseres på mange forskjellige måter. Det er to hovedfaktorer som tas i betraktning når man måler mangfold: rikdom og rettferdighet.

Rikdom er et mål på antall forskjellige organismer som er tilstede i et bestemt område; det vil si mengden arter som finnes i et habitat.

Mangfoldet avhenger imidlertid ikke bare av artrik rikdom, men også på overflod av hver art. Equitability sammenligner likheten mellom populasjonsstørrelsene på hver av de tilstedeværende arter.

rikdom

Antall arter tatt i en habitatprøve er et mål på rikdom. Jo flere arter som er til stede i en prøve, desto rikere blir prøven.

Rikken av arter som et mål i seg selv tar ikke hensyn til antall individer i hver art.

Ovennevnte betyr at samme vekt er gitt til arter som har få personer til de som har mange individer. Derfor har en tusenfryd så mye innflytelse på rikdom av et habitat som det ville ha 1000 smørkål som bor på samme sted.

jevnhet

Rettferdighet er et mål på den relative overfloden av de forskjellige artene som utgjør rikets rikdom. det vil si i et gitt habitat, vil antall individer av hver art også påvirke biodiversiteten på stedet.

Et samfunn dominert av en eller to arter betraktes som mindre forskjellig enn et fellesskap hvor de tilstedeværende arter har en tilsvarende overflod.

definisjon

Som rikdom og rettferdighet av arten øker, øker mangfoldet. Simpsons mangfoldighetsindeks er et mål for mangfold som tar hensyn til både rikdom og rettferdighet.

Økologer, biologer som studerer arten i sitt miljø, er interessert i mangfoldet av arter i habitatene de studerer. Dette skyldes at mangfoldet vanligvis er proporsjonalt med økosystemets stabilitet: jo større mangfoldet er, jo større stabilitet.

De mest stabile samfunnene har et stort antall arter som er ganske jevnt fordelt i gode befolkninger. Forurensning reduserer ofte mangfoldet ved å favorisere noen få dominerende arter. Mangfold er derfor en viktig faktor i vellykket forvaltning av artenes bevaring.

formel

Det er viktig å merke seg at begrepet "Simpsons mangfoldighetsindeks" faktisk brukes til å referere til noen av de tre nært beslektede indeksene.

Simpson Index (D) mål på sannsynligheten for at to tilfeldig utvalgte individer fra en prøve som hører til samme art (eller den samme kategori).

Det er to versjoner av formelen å beregne D. En av de to er gyldige, men du må være konsistent.

der:

- n = totalt antall byråer av en bestemt art.

- N = totalt antall byråer av alle arter.

Verdien av D varierer mellom 0 og 1:

- Hvis verdien av D gir 0, betyr det uendelig mangfold.

- Hvis verdien av D gir 1, betyr det at det ikke er mangfold.

tolkning

Indeksen er en fremstilling av sannsynligheten for at to personer, innenfor samme region og valgt tilfeldig, er av samme art. Utvalget av Simpson-indeksen går fra 0 til 1, slik:

- Jo nærmere verdien av D til 1 nærmer seg, desto lavere er variasjonen i habitatet.

- Jo nærmere verdien av D nærmer seg 0, desto større er variasjonen i habitatet.

Det er jo jo større verdien av D, jo lavere er mangfoldet. Dette er ikke lett å tolke intuitivt og kan generere forvirring, derfor ble konsensusen nådd for å trekke verdien fra D til 1, idet den er som følger: 1- D

I dette tilfellet svinger indeksverdien også mellom 0 og 1, men nå, jo høyere verdien, desto større er mangfoldet av prøven..

Dette gir mer mening og er lettere å forstå. I dette tilfellet representerer indeksen sannsynligheten for at to personer tilfeldig valgt fra en prøve tilhører forskjellige arter.

En annen måte å overvinne problemet med den "mot-intuitive" naturen til Simpson-indeksen er å ta gjensidig av indeksen; det vil si 1 / D.

Gjensidig Simpson Indeks (1 / D)

Verdien av denne indeksen starter med 1 som lavest mulig tall. Denne saken representerer et fellesskap som bare inneholder en art. Jo høyere verdien, desto større er mangfoldet.

Maksimumsverdien er antall arter i prøven. For eksempel: hvis det er fem arter i en prøve, er maksimumsverdien av den gjensidige Simpson-indeksen 5.

Begrepet "Simpsons mangfoldighetsindeks" blir ofte brukt unøyaktig. Dette betyr at de tre indeksene som er beskrevet ovenfor (Simpson indeks, Simpson diversitetsindeks og Simpson gjensidige indeks), er så nært beslektet, har blitt sitert under samme periode i henhold til forskjellige forfattere..

Derfor er det viktig å bestemme hvilken indeks som er brukt i en bestemt studie hvis du vil gjøre sammenligninger av mangfoldet.

I alle fall anses et fellesskap dominert av en eller to arter som mindre forskjellig enn en der flere forskjellige arter har tilsvarende overflod.

Simpson diversitetsindeksberegningseksempel

Et utvalg av de ville blomstene som er tilstede i to forskjellige felt utføres, og følgende resultater oppnås:

Den første prøven har mer rettferdighet enn den andre. Dette skyldes at totalt antall individer i feltet er ganske jevnt fordelt blant de tre artene.

Når man observerer verdiene i tabellen, er ulikheten i fordelingen av individer i hvert felt tydelig. Men fra rikdomspunktet er begge felt like fordi de har 3 arter hver; Følgelig har de samme rikdom.

I motsetning, i den andre prøven er de fleste individer smørkål, den dominerende arten. I dette feltet er det få tusenfryd og løvetann; Derfor anses felt 2 å være mindre forskjellig enn felt 1.

Ovenstående er det som observeres med det blotte øye. Deretter utføres beregningen ved å bruke formelen:

deretter:

D (felt 1) = 334.450 / 1.000x (999)

D (felt 1) = 334.450 / 999.000

D (felt 1) = 0.3 -> Simpsons indeks for felt 1

D (felt 2) = 868.562 / 1.000x (999)

D (felt 2) = 868.562 / 999.000

D (felt 2) = 0,9 -> Simpsons indeks for felt 2

deretter:

1-D (felt 1) = 1 - 0,3

1-D (felt 1) = 0,7 -> Simpson diversitetsindeks for felt 1

1-D (felt 2) = 1 - 0,9

1-D (felt 2) = 0,1 -> Simpson diversitetsindeks for felt 2

endelig:

1 / D (felt 1) = 1 / 0,3

1 / D (felt 1) = 3,33 -> Simpsons gjensidige indeks for felt 1

1 / D (felt 2) = 1 / 0,9

1 / D (felt 2) = 1,11 -> gjensidig Simpson-indeks for felt 2

Disse 3 forskjellige verdiene representerer den samme biologiske mangfoldet. Derfor er det viktig å avgjøre hvilken av indeksene som har blitt brukt til å foreta en komparativ studie av mangfoldet.

En verdi på Simpson-indeksen på 0,7 er ikke den samme som en verdi på 0,7 for Simpson diversitetsindeksen. Simpson-indeksen gir mer vekt til de mest omfattende artene i en prøve, og tilsetning av sjeldne arter til en prøve gir bare små endringer i verdien av D.

referanser

  1. Han, F., & Hu, X. S. (2005). Hubbells grunnleggende biologisk mangfoldighetsparameter og Simpson diversitetsindeks. Økologi brev, 8(4), 386-390.
  2. Hill, M. O. (1973). Mangfold og evighet: En samlende notasjon og dens konsekvenser. økologi, 54(2), 427-432.
  3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistisk økologi: En Primer i Metoder og Computing (1st). John Wiley & Sons.
  4. Magurran, A. (2013). Måling av biologisk mangfold. John Wiley & Sons.
  5. Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M.C. (2014). Velge og bruke mangfoldsindekser: Innsikt for økologiske applikasjoner fra de tyske biologisk mangfoldsforskningsforetakene. Økologi og evolusjon, 4(18), 3514-3524.
  6. Simpson, E.H. (1949). Måling av mangfold. natur, 163(1946), 688.
  7. Van Der Heijden, M.G.A., Klironomos, J.N., Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., ... Sanders, I.R. (1998). Mykorrhizal soppdiversitet bestemmer plantebiologisk mangfold, økosystemvariabilitet og produktivitet. natur, 396(6706), 69-72.