Vad är Shannon-indexet och vad är det för?



den Shannon index, Det är också känt i litteraturen som Shannon Weaver, som används för att kvantifiera specifik biologisk mångfald. Symbolen H 'används för att representera den och dess värden svänger mellan positiva tal, vanligtvis mellan 2, 3 och 4. I litteraturen är detta index ett av de mest populära för mätningen av biologisk mångfald.

Indexet tar hänsyn till mängden arter som finns i provet och den relativa mängden individer som finns för var och en av arten. Det är, överväga artens rikedom och överflöd.

Eftersom den formel som är inblandad i dess beräkning innebär en logaritm, finns inget maximivärde för indexet. Minimivärdet är dock noll, vilket indikerar avsaknaden av mångfald - det existerande tillståndet i en monokultur, till exempel, där det bara finns en art.

Värden lägre än 2 tolkas som ekosystem med relativt låg mångfald av arter, medan de som är större än 3 är höga. Ökenregionerna är exempel på olika ekosystem.

Skogarna i tropikerna och revet är däremot ekosystem med en ganska hög biologisk mångfald av arter.

index

  • 1 Historiskt perspektiv
  • 2 Definition
  • 3 formel
  • 4 fördelar
  • 5 enhetlighet
  • 6 Tillämplighet
  • 7 referenser

Historiskt perspektiv

Shannon-indexet föreslogs av Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), i syfte att hitta en åtgärd som kunde kvantifiera entropi. Denna forskare var en matematiker och elektrisk ingenjör, en infödd i USA.

Det finns viss förvirring med indexets riktiga namn. Det fullständiga namnet är Shannon-Weiner-indexet. Men vid många tillfällen hänvisar författarna till honom som Shannon Weaver-index.

Detta fel inträffade, delvis, eftersom Claude Shannon vid flera tillfällen arbetade i samarbete med matematiker Warren Weaver.

definition

Mångfald är en av de viktigaste parametrarna som används för att beskriva ekosystem.

Shannonindexet är ett index som syftar till att mäta mångfalden av arter, med tanke på enhetligheten hos dem. Det är en tillämpning av informationsteori och bygger på tanken att den största mångfalden motsvarar en större osäkerhet vid val av en specifik art slumpmässigt..

Med andra ord formulerar indexet likformigheten av värdena av betydelse med hjälp av alla arter i provet.

Det kan ta följande minsta och maximala värden: noll indikerar att det bara finns en art, medan logaritmen till S (totalt antal arter i provet) innebär att alla arter är representerade av samma antal individer.

Antag att vi har ett hypotetiskt ekosystem med endast två arter. Låt oss också tro att de är på samma frekvens (de är lika vanliga). Osäkerheten är således 50%, eftersom de två alternativen är lika möjliga.

Den identifiering som ger säkerheten är informationsenheten, som kallas "bit". Om vi ​​till exempel har fyra likvärdiga arter, är mångfalden två bitar.

formeln

Matematiskt beräknar vi Shannon-indexet med följande uttryck:

H ' = - Σ PI ln PI

I uttrycket av indexet, variabeln PI representerar den proportionella överflöd av arten jag, beräknat som artens torrvikt, uppdelad i sin tur av den totala torrvikten i provet.

På så sätt kvantifierar indexet osäkerheten i förutsägelsen av identiteten hos en persons art som slumpmässigt tas ur ett prov.

Dessutom kan basen av logaritmen som används i uttrycket väljas fritt av forskaren. Shannon diskuterade själv logaritmerna i baserna 2, 10 och och, där var och en motsvarade olika åtgärdsenheter.

Således är enheterna binära siffror eller bitar, decimaler och naturliga siffror, för baserna 2, 10 och och, respektive.

nytta

Shannon-indexet är en av de mest använda i ekologisk forskning, eftersom dess tillämpning har vissa fördelar jämfört med de andra indexen av mångfald som är relativt populära.

För det första påverkas indexet inte signifikant av provstorleken. Flera studier har försökt hitta effekten av provstorleken och har dragit slutsatsen att storleken på provet verkligen har en mycket liten effekt när det gäller måtten på mångfalden hos arten.

För det andra leder tillämpningen av indexet på att fånga en stor mängd information, endast i ett matematiskt uttryck. Detta är en mycket användbar funktion om du vill kommunicera en stor mängd information till en bred publik.

Dessutom är det viktigt att lägga ett index "i sammanhang" för tolkningen. Den första delen består av att erkänna de maximala och minsta värden som det kastar. I Shannon-indexet är det enkelt att visualisera att det maximala motsvarar loggen S, var S är rikedom och läget är 0.

likformighet

Shannon-indexet är baserat på ett mycket relevant begrepp inom ekologi: enhetlighet. Denna parameter hänvisar till graden av vilken arten är representerad i hela provet.

Ytterligheterna täcker en enda dominerande art och andra arter som är närvarande i mycket låga antal (värden av likformighet nära 0), till alla arter representerade av lika antal (värden av enhetlighet nära 1).

Enhetlighet spelar en grundläggande roll i den ekologiska analysen av mångfalden. Till exempel, i mer enhetliga samhällen blir Shannonindex känsligare för rikedom.

tillämplighet

Mångfald index används i stor utsträckning vid övervakning, ur ekologins synvinkel och bevarande av hotade arter.

Indexerna av artens mångfald har särdragen att sammanfatta en stor och viktig mängd data som kan användas för att utgå från egenskaper hos befolkningen.

Detta index har använts för att studera de olika effekterna av störningar och stress på mångfalden av samhällen, både djur och växter, eftersom det ger komplicerad information baserad på antal arter och enhetlighet.

Slutligen har kopplingen mellan ekosystemens mångfald och ekosystemens motståndskraft varit föremål för en bred debatt. Vissa studier har bekräftat detta tillvägagångssätt.

referenser

  1. Gliessman, S. R. (2002). Agroecology: ekologiska processer inom hållbart jordbruk. CATIE.
  2. Núñez, E. F. (2008). Silvopastorala system etablerat med Pinus radiata D. Don och Betula alba L. i Galicien. Santiago de Compostela University.
  3. Jorgensen, S. E. (2008). Encyclopedia of ecology, redigerad av Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
  4. Kelly, A. (2016). Utveckling av mätvärden för jämlikhet, mångfald och konkurrens: Nya åtgärder för skolor och universitet. Routledge.
  5. Pal, R., & Choudhury, A. K. (2014). En introduktion till fytoplanktoner: mångfald och ekologi. Springer.
  6. Pla, L. (2006). Biodiversitet: Inferens baserad på Shannonindex och rikedom. Interscience, 31(8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010) Karakteriserande gemenskaper. Natur Utbildning Kunskap 3 (10): 39