Hva er Shannon-indeksen og hva er det for?



den Shannon-indeksen, Også kjent i litteraturen som Shannon-Weaver, brukes den til å kvantifisere spesifikk biologisk mangfold. Symbolet H 'brukes til å representere det, og dets verdier svinger mellom positive tall, vanligvis mellom 2, 3 og 4. I litteraturen er denne indeksen en av de mest populære for måling av biologisk mangfold.

Indeksen tar hensyn til mengden arter som finnes i prøven og den relative mengden enkeltpersoner som eksisterer for hver av artene. Det er å tenke på rikdom og overflod av arten.

Siden formelen som er involvert i beregningen innebærer en logaritme, er det ingen maksimumsverdi for indeksen. Imidlertid er minimumsverdien null, noe som indikerer mangel på mangfold - den eksisterende tilstanden i en monokultur, for eksempel hvor det bare er en art.

Verdier under 2 er tolket som økosystemer med relativt lavt mangfold av arter, mens de større enn 3 er høye. Ørkenregioner er eksempler på ulike økosystemer.

Skogene i tropene og revene er derimot økosystemer med en ganske høy biologisk mangfold av arter.

index

  • 1 Historisk perspektiv
  • 2 Definisjon
  • 3 formel
  • 4 fordeler
  • 5 enhetlighet
  • 6 Anvendelighet
  • 7 referanser

Historisk perspektiv

Shannon-indeksen ble foreslått av Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), med sikte på å finne et tiltak som kunne kvantifisere entropi. Denne forskeren var en matematiker og elektroingeniør, en innfødt i USA.

Det er noen forvirring med indeksens virkelige navn. Hele navnet er Shannon-Weiner-indeksen. Imidlertid refererer forfatterne mange ganger til ham som Shannon Weaver-indeks.

Denne feilen oppstod delvis, fordi Claude Shannon ved flere anledninger jobbet i samarbeid med matematikeren Warren Weaver.

definisjon

Mangfold er en av de viktigste parameterne som brukes til å beskrive økosystemer.

Shannon-indeksen er en indeks som søker å måle mangfoldet av arter, med tanke på enhetligheten av dem. Det er en anvendelse av informasjonsteori, og er basert på ideen om at det største mangfoldet tilsvarer større usikkerhet ved å velge en bestemt art tilfeldig..

Med andre ord formulerer indeksen ensartetheten av verdiene av betydning ved hjelp av alle artene i prøven.

Det kan ta følgende minimum og maksimumsverdier: null indikerer at det bare er én art, mens logaritmen til S (totalt antall arter i prøven) betyr at alle arter er representert av samme antall individer.

Anta at vi har et hypotetisk økosystem med kun to arter. La oss også tenke at de er i samme frekvens (de er like vanlige). Dermed er usikkerheten 50%, siden de to alternativene er like mulige.

Identifikasjonen som gir sikkerhet er informasjonsenheten, kalt "bit". Hvis vi for eksempel har fire likeverdige arter, vil mangfoldet være to biter.

formel

Matematisk beregner vi Shannon-indeksen ved hjelp av følgende uttrykk:

H ' = - Σ pi ln pi

I uttrykket for indeksen, variabelen pi representerer proporsjonal overflod av arten jeg, beregnet som tørrvekt av arten, delt på sin side av total tørrvekt i prøven.

På denne måten kvantifiserer indeksen usikkerheten i prediksjonen av identiteten til en persons art som er tilfeldig hentet fra en prøve.

I tillegg kan basen av logaritmen brukt i uttrykket velges fritt av forskeren. Shannon diskuterte selv logaritmene i basene 2, 10 og og, hvor hver tilsvarer ulike måleenheter.

Dermed er enhetene binære sifre eller biter, desimaltall og naturlige siffer, for baser 2, 10 og og, henholdsvis.

nytte

Shannon-indeksen er en av de mest brukte i økologisk forskning, siden søknaden har visse fordeler, sammenlignet med de andre indeksene av mangfold som er relativt populære.

For det første er indeksen ikke signifikant påvirket av prøvestørrelsen. Flere studier har forsøkt å finne effekten av prøvestørrelsen og har konkludert med at egentlig størrelsen på prøven har en svært liten effekt når det gjelder målinger av mangfoldet av arten.

For det andre fører anvendelsen av indeksen til opptak av en stor mengde informasjon, i bare ett matematisk uttrykk. Dette er en svært nyttig funksjon hvis du vil formidle en betydelig mengde informasjon til et bredt publikum.

I tillegg er det viktig å sette en indeks "i kontekst" for tolkningen. Den første delen består i å gjenkjenne de maksimale og minimumsverdiene det kaster. I Shannon-indeksen er det enkelt å visualisere at maksimumet tilsvarer loggen S, hvor S er rikdom og minimum er 0.

ensartethet

Shannon-indeksen er basert på et meget relevant konsept i økologi: enhetlighet. Denne parameteren refererer til graden som arten er representert gjennom hele prøven.

Ekstremene dekker en enkelt dominerende art og andre arter som er tilstede i svært lave tall (verdier av ensartethet nær 0), til alle arter som er representert ved likeverdige tall (verdier av ensartethet nær 1).

Enhetlighet spiller en grunnleggende rolle i den økologiske analysen av mangfold. For eksempel, i mer enhetlige samfunn blir Shannon-indeksen mer følsom overfor rikdom.

anvendbarhet

Mangfoldighetsindeksene er mye brukt i overvåkning, fra økologisk synspunkt og bevaring av truede arter.

Indeksene av artens mangfold har det spesielle ved å oppsummere en stor og viktig mengde data som kan brukes til å utlede egenskaper av befolkningen.

Denne indeksen har blitt brukt til å studere de ulike effektene av forstyrrelser og stress på mangfoldet av lokalsamfunn, både dyr og planter, da det gir komplisert informasjon basert på antall arter og ensartethet.

Til slutt har koblingen mellom mangfoldet av økosystemer og motstanden i økosystemer vært gjenstand for bred debatt. Noen studier har bekreftet denne tilnærmingen.

referanser

  1. Gliessman, S. R. (2002). Agroecology: økologiske prosesser i bærekraftig landbruk. CATIE.
  2. Núñez, E. F. (2008). Silvopastoral systemer etablert med Pinus radiata D. Don og Betula alba L. i Galicia. Santiago de Compostela Universitetet.
  3. Jorgensen, S. E. (2008). Encyclopedia of ecology, redigert av Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
  4. Kelly, A. (2016). Utvikle beregninger for egenkapital, mangfold og konkurranse: Nye tiltak for skoler og universiteter. Routledge.
  5. Pal, R., & Choudhury, A. K. (2014). En introduksjon til fytoplanktoner: mangfold og økologi. Springer.
  6. Pla, L. (2006). Biodiversitet: Inferanse basert på Shannon-indeksen og rikdom. Inter, 31(8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010) Karakteriserende fellesskap. Naturopplæring Kunnskap 3 (10): 39