Simpson Index Definition, Formel, Tolkning och Exempel



den Simpsons index Det är en formel som används för att mäta mångfalden i ett samhälle. Det brukar användas för att mäta biologisk mångfald, det vill säga mångfalden av levande saker på en viss plats. Detta index är dock också användbart för att mäta mångfalden av element som skolor, platser, bland annat.

I ekologi används Simpson-indexet ofta (bland andra index) för att kvantifiera biologisk mångfald hos ett livsmiljö. Detta tar hänsyn till mängden arter som är närvarande i livsmiljön, liksom överflöd av varje art.

index

  • 1 associerade begrepp
    • 1.1 Biologisk mångfald
    • 1.2 Rikedom
    • 1.3 Equitability
  • 2 Definition
  • 3 formel
  • 4 Tolkning
    • 4.1 Simpsons ömsesidiga index (1 / D)
  • 5 Simpson mångfald index beräkningsexempel
  • 6 referenser

Associerade begrepp

Innan vi analyserar Simpsons mångfaldsindex mer ingående är det viktigt att förstå några grundläggande begrepp som beskrivs nedan:

Biologisk mångfald

Biologisk mångfald är den stora variationen av levande varelser som finns i ett visst område, det är en egenskap som kan kvantifieras på många olika sätt. Det finns två huvudfaktorer som beaktas vid mätning av mångfald: rikedom och rättvisa.

Rikedom är ett mått på antalet olika organismer som finns i ett visst område; det vill säga mängden arter som finns i en livsmiljö.

Mångfalden beror emellertid inte bara på artrikedom, men också på överflöd av varje art. Equitability jämför likheten mellan befolkningsstorlekarna för var och en av de närvarande arterna.

rikedom

Antalet arter som tas i ett livsmiljöprov är ett mått på rikedom. Ju fler arter som finns i ett prov, desto rikare blir provet.

Riket av arter som en åtgärd i sig tar inte hänsyn till antalet individer i varje art.

Ovanstående innebär att samma vikt ges till arter som har få individer som de som har många individer. Därför har en tusensköna lika mycket inflytande på rikedom av en livsmiljö som det skulle ha 1000 smörkål som bor på samma ställe.

jämnhet

Rättvisa är ett mått på den relativa överflöd av de olika arterna som utgör ett områdes rikedom. det vill säga i ett visst livsmiljö kommer antalet individer av varje art också att påverka biodiversiteten på platsen.

En gemenskap som domineras av en eller två arter anses vara mindre diversifierad än ett samhälle där de närvarande arterna har liknande överflöd.

definition

När artens rikedom och rättvisa ökar, ökar mångfalden. Simpsons mångfaldsindex är ett mått på mångfald som tar hänsyn till både rikedom och rättvisa.

Ekologer, biologer som studerar arten i sin miljö, är intresserade av mångfalden av arter i de livsmiljöer de studerar. Detta beror på att mångfalden vanligtvis är proportionell mot ekosystemets stabilitet: desto större mångfald är desto större stabilitet.

De mest stabila samhällen har ett stort antal arter som är ganska jämnt fördelade i bra medelstora populationer. Föroreningar minskar ofta mångfalden genom att gynna några dominerande arter. Mångfald är därför en viktig faktor för framgångsrik förvaltning av artens bevarande.

formeln

Det är viktigt att notera att termen "Simpsons diversitetsindex" faktiskt används för att referera till något av de tre närbesläktade indexen.

Simpson-indexet (D) mäter sannolikheten för att två individer slumpmässigt valda från ett prov hör till samma art (eller samma kategori).

Det finns två versioner av formeln för att beräkna D. Vart och ett av de två är giltiga, men du måste vara konsekvent.

där:

- n = det totala antalet byråer av en viss art.

- N = det totala antalet byråer av alla arter.

Värdet på D varierar mellan 0 och 1:

- Om värdet på D ger 0 betyder det oändlig mångfald.

- Om värdet på D ger 1 betyder det att det inte finns någon mångfald.

tolkning

Indexet representerar sannolikheten för att två individer, inom samma region och valda slumpmässigt, är av samma art. Sortimentet av Simpson-indexet går från 0 till 1, så här:

- Ju närmare värdet av D till 1 närmar sig desto lägre är habitatets mångfald.

- Ju närmare värdet av D närmar sig 0, desto större är habitatens mångfald.

Det är desto större är värdet på D, ju lägre är mångfalden. Detta är inte lätt att tolka intuitivt och kan skapa förvirring, varför konsensus uppnåddes för att subtrahera värdet från D till 1, vilket är enligt följande: 1- D

I detta fall svänger indexvärdet också mellan 0 och 1, men nu desto högre är värdet desto större är samplets mångfald.

Detta är mer meningsfullt och lättare att förstå. I detta fall representerar indexet sannolikheten för att två individer som slumpmässigt väljas från ett prov tillhör olika arter.

Ett annat sätt att övervinna problemet med Simpson-indexets "kontraintuitiva" natur är att ta ömsesidigt av indexet. det vill säga 1 / D.

Gensidig Simpson Index (1 / D)

Värdet på detta index börjar med 1 som lägsta möjliga nummer. Detta fall skulle representera en gemenskap som bara innehåller en art. Ju högre värde desto större är mångfalden.

Det maximala värdet är antalet arter i provet. Till exempel: om det finns fem arter i ett prov är det maximala värdet av det ömsesidiga Simpson-indexet 5.

Termen "Simpsons diversitetsindex" används ofta felaktigt. Det betyder att de tre index som beskrivs ovan (Simpson index, Simpson diversitetsindex och Simpson ömsesidigt index) är så nära relaterade, har citerats under samma tidpunkt enligt olika författare..

Därför är det viktigt att bestämma vilket index som har använts i en viss studie om du vill göra jämförelser av mångfalden.

I vilket fall som helst anses en gemenskap som domineras av en eller två arter anses vara mindre diversifierad än en där flera olika arter har liknande överflöd.

Simpson diversitetsindex beräkningsexempel

Ett urval av vilda blommor som finns i två olika fält utförs och följande resultat erhålls:

Det första provet har mer rättvisa än det andra. Detta beror på att det totala antalet individer i fältet är ganska jämnt fördelat mellan de tre arterna.

När man observerar värdena i tabellen är ojämlikheten i fördelningen av individerna i varje fält uppenbar. Men ur rikets synvinkel är båda fälten lika eftersom de har tre arter vardera; Följaktligen har de samma rikedom.

Däremot är de flesta individer i det andra provet smörgåsar, den dominerande arten. I detta fält finns få tusenskönor och maskrosor; därför anses fält 2 vara mindre skiftande än fält 1.

Ovanstående är vad som observeras med blotta ögat. Sedan utförs beräkningen med hjälp av formeln:

då:

D (fält 1) = 334.450 / 1.000x (999)

D (fält 1) = 334.450 / 999.000

D (fält 1) = 0.3 -> Simpsons index för fält 1

D (fält 2) = 868.562 / 1.000x (999)

D (fält 2) = 868.562 / 999.000

D (fält 2) = 0,9 -> Simpsons index för fält 2

då:

1-D (fält 1) = 1- 0,3

1-D (fält 1) = 0,7 -> Simpson diversitetsindex för fält 1

1-D (fält 2) = 1- 0,9

1-D (fält 2) = 0,1 -> Simpsons mångfaldsindex för fält 2

Slutligen:

1 / D (fält 1) = 1 / 0,3

1 / D (fält 1) = 3,33 -> Simpsons ömsesidiga index för fält 1

1 / D (fält 2) = 1 / 0,9

1 / D (fält 2) = 1,11 -> ömsesidigt Simpson-index för fält 2

Dessa 3 olika värden representerar samma biologiska mångfald. Därför är det viktigt att bestämma vilket av indexen som har använts för att göra en jämförande studie av mångfalden.

Ett värde av Simpson-indexet på 0,7 är inte detsamma som ett värde på 0,7 för Simpson-mångfaldsindexet. Simpson-indexet ger större vikt till den mest rikliga arten i ett prov, och tillsättningen av sällsynta arter till ett prov ger endast små förändringar i värdet av D.

referenser

  1. Han, F., & Hu, X. S. (2005). Hubbells grundläggande parametris för biologisk mångfald och Simpsons mångfaldsindex. Ekologibrev, 8(4), 386-390.
  2. Hill, M. O. (1973). Mångfald och jämnhet: En förenande notering och dess konsekvenser. Ekologi, 54(2), 427-432.
  3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistisk ekologi: En primer i metoder och databehandling (1st). John Wiley & Sons.
  4. Magurran, A. (2013). Mätning av biologisk mångfald. John Wiley & Sons.
  5. Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M.C. Välja och använda mångfaldsindex: Insikter för ekologiska tillämpningar från de tyska experterna för biologisk mångfald. Ekologi och evolution, 4(18), 3514-3524.
  6. Simpson, E.H. (1949). Mätning av mångfald. Nature, 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). Mycorrhizal svampdiversitet bestämmer växtens biologiska mångfald, ekosystemvariation och produktivitet. Nature, 396(6706), 69-72.