Shannon Index

Shannon -indeksen måler økosystemets biologiske mangfold

Hva er Shannon -indeksen?

Han Shannon Index, Også kjent i litteratur som Shannon-Weaver, brukes den til å måle spesifikt biologisk mangfold, det vil si mengden forskjellige mikroorganismer og organismer i et økosystem.

H '-symbolet brukes til å representere det, og verdiene varierer mellom positive tall, vanligvis mellom 2, 3 og 4. I litteratur er denne indeksen en av de mest populære for måling av biologisk mangfold.

Indeksen tar hensyn til mengden arter som finnes i prøven og det relative antallet individer for hver av artene. Det vil si at det vurderer rikdommen og overflod av arter.

Ettersom formelen som er involvert i beregningen innebærer en logaritme, er det ingen maksimal verdi for indeksen. Imidlertid er minimumsverdien null, noe som indikerer fraværet av mangfold -tilstanden som eksisterer i en monokultur, for eksempel der det bare er en art-.

Det tolkes at verdier mindre enn 2 er økosystemer med et relativt lite mangfold av arter, mens de over 3 er høye. Ørkenregioner er eksempler på lite forskjellige økosystemer.

Tropics skoger og skjær er derimot økosystemer med et biologisk mangfold av ganske høye arter.

Historisk perspektiv

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

Det er en viss forvirring med det virkelige navnet på indeksen. Det fulle navnet er Shannon-Weiner Index. Imidlertid omtaler forfatterne ved mange anledninger ham som en Shannon-Wever-indeks.

Kan tjene deg: Taenia Saginata: Kjennetegn, morfologi, biologisk syklus

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

Definisjon

Mangfold er en av de viktigste parametrene som brukes for å beskrive økosystemer.

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

Med andre ord, indeksen formulerer enhetligheten av viktighetsverdier gjennom alle arter i prøven.

Du kan ta følgende minimums- og maksimumsverdier: Null indikerer at det bare er en art, mens logaritmen til S (Totalt antall arter i prøven) betyr at alle arter er representert med samme antall individer.

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

Identifiseringen gitt av sikkerhet er informasjonsenheten, kalt "bit". Hvis vi for eksempel har fire like arter, vil mangfold være to biter.

Formel

Matematisk beregnes Shannon -indeksen ved følgende uttrykk:

H ' = - σ pi ln pi

I uttrykket av indeksen, variabelen pi representerer den proporsjonale forekomsten av arten Yo, beregnet som den tørre vekten til arten, delt på sin side av den totale tørrvekten i prøven.

Kan tjene deg: Fotolyse

På denne måten kvantifiserer indeksen usikkerheten i spådommen om identiteten til arten til et individ som er tilfeldig hentet fra en prøve.

I tillegg kan basen til logaritmen som brukes i uttrykket fritt velges av forskeren. Shannon selv diskuterte logaritmene på base 2, 10 og og, der hver tilsvarte forskjellige enheter med tiltak.

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

Fordeler

Shannon -indeksen er en av de mest brukte i økologisk forskning, siden dens anvendelse innebærer visse fordeler, sammenlignet med de andre mangfoldsindeksene som er relativt populære.

- For det første påvirkes ikke indeksen betydelig av prøvestørrelsen. Flere studier har forsøkt å finne effekten av prøvestørrelsen og har kommet til den konklusjonen at prøvestørrelsen virkelig har en veldig liten effekt i tankene målingene av arten av arten.

- For det andre fører indeksapplikasjonen til fangst av en stor mengde informasjon, i bare et matematisk uttrykk. Dette er en veldig nyttig egenskap hvis du vil kommunisere en betydelig mengde informasjon til et bredt publikum.

- I tillegg er det avgjørende å sette en "kontekst" -indeks for tolkning. Den første delen er å gjenkjenne de maksimale og minimumsverdiene som den kaster. I Shannon -indeksen er det enkelt å visualisere at det maksimale tilsvarer loggen S, hvor S Det er rikdom og minimum er 0.

Kan tjene deg: Rød av fenol: Kjennetegn, forberedelser, applikasjoner

Enhetlighet

Shannon -indeksen er basert på et veldig relevant konsept innen økologi: enhetlighet. Denne parameteren refererer til i hvilken grad arter er representert i hele prøven.

Ekstreme dekker en enkelt dominerende art og andre arter som er til stede i veldig lave tall (enhetlighetsverdier nær 0), til alle arter representert med like tall (enhetlighetsverdier nær 1).

Ensartethet har en grunnleggende rolle i den økologiske analysen av mangfold. For eksempel i mer ensartede samfunn blir Shannons indeks mer følsom for rikdom.

Anvendbarhet

Mangfoldsindekser er mye brukt i overvåking, fra synspunktet om økologi og bevaring av truede arter.

Arts mangfoldsrater har særegenheten ved å oppsummere en stor og viktig mengde data som kan brukes til å utlede populasjonsegenskaper.

Denne indeksen har blitt brukt til å studere de forskjellige effektene av forstyrrelser og stress i mangfoldet av lokalsamfunn, både av dyr og planter, siden den gir kompleks informasjon basert på antall arter og ensartethet.

Til slutt har koblingen mellom mangfoldet av økosystemer og deres motstandskraft vært gjenstand for bred debatt. Noen studier har klart å bekrefte denne tilnærmingen.

Referanser

1. Núñez, e. F. Silvopastoral systemer etablert med pinus radiata d. Don og Betula alba l. i Galicia. Santiago de Compostela University.
2. Kelly, a. Utvikle beregninger for egenkapital, mangfold og konkurranse: Nye tiltak for skoler og universitet. Routledge.