Simpson indeksformel, tolkning og eksempel

Han Simpson Index Det er en formel som brukes til å måle mangfoldet i et samfunn. Det brukes ofte til å måle biologisk mangfold, det vil si mangfoldet av levende vesener på et bestemt sted. Imidlertid er denne indeksen også nyttig for å måle mangfoldet av elementer som skoler, steder, blant andre.

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

[TOC]

Tilknyttede konsepter

Før du analyserer Simpsons mangfoldsindeks mer detaljert, er det viktig å forstå noen grunnleggende konsepter beskrevet nedenfor:

Biologisk mangfold

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

Rikdom er et mål på antall forskjellige organismer som er til stede i et bestemt område; det vil si antallet arter som er til stede i et habitat.

Imidlertid avhenger mangfoldet ikke bare av artenes vell av arter, men også av overflod av hver art. Ekvitativitet sammenligner likheten mellom populasjonsstørrelsene til hver av arten som er til stede.

Rikdom

Antall arter tatt i en habitatprøve er et mål på rikdom. Jo flere arter de er til stede i en prøve, jo større vil prøven ha.

Artenes rikdom som et tiltak i seg selv tar ikke hensyn til antall individer i hver art.

Ovennevnte betyr at den samme vekten blir gitt til arter som har få individer som de som har mange individer. Derfor har en margarita like stor innflytelse på rikdommen i et habitat som de ville ha 1000 rekker som bor på samme sted.

Ekvitativitet

Ekvitativitet er et mål på den relative overflod av de forskjellige artene som utgjør rikdommen i et område; Det vil si at i et visst habitat vil antall individer av hver art også ha en effekt på stedets biologiske mangfold.

Et samfunn dominert av en eller to arter anses som mindre mangfoldig enn et samfunn der den nåværende arten har en lignende overflod.

Kan tjene deg: Lipidsyntese: Typer og hovedmekanismer

Definisjon

Simpsons indeks måler mangfoldet som eksisterer i et samfunn

Når rikdommen og ekvitiviteten til arten øker, øker mangfoldet. Simpsons mangfoldsindeks er et mål på mangfold som tar hensyn til både rikdom og ekvitativitet.

Økologer, biologer som studerer arter i miljøet, er interessert i mangfoldet av arter av naturtyper de studerer. Dette er fordi mangfold vanligvis er proporsjonalt med økosystemets stabilitet: jo større mangfold, jo større er stabiliteten.

De mest stabile samfunnene har et stort antall arter som er fordelt ganske jevnt i bestandene i god størrelse. Forurensning reduserer ofte mangfoldet ved å favorisere noen få dominerende arter. Mangfold er derfor en viktig faktor i vellykket håndtering av artsbevaring.

Formel

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

Simpson -indeksen (d) måler sannsynligheten for at to tilfeldig utvalgte individer tilhører samme art (eller samme kategori).

Det er to versjoner av formelen for å beregne d. En av de to er gyldige, men du må være konsekvent.

Hvor:

- n = det totale antallet av organismer av en bestemt art.

- N = det totale antallet av organismer av alle arter.

Verdien av D varierer mellom 0 og 1:

- Hvis verdien av D da 0 betyr uendelig mangfold.

- Hvis verdien av D da 1 betyr at det ikke er noe mangfold.

Tolkning

Indeksen er en representasjon av sannsynligheten for at to individer, innenfor samme region og tilfeldig valgte, er av samme art. Utvalget av Simpson -indeksen går fra 0 til 1, som dette:

- Jo nærmere verdien av D til 1, jo lavere er mangfoldet av habitatet.

- Jo nærmere verdien av D til 0, jo større er mangfoldet av habitatet.

Det vil si, jo større er verdien av D, jo lavere mangfold. Dette er ikke lett å tolke intuitivt og kan generere forvirring, og det er grunnen til at konsensus om å trekke fra verdien av D til 1 ble nådd, og være som følger: 1- D

Kan tjene deg: DNA

I dette tilfellet varierer indeksverdien også mellom 0 og 1, men nå, jo større verdi, jo større er mangfoldet i utvalget.

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

En annen måte å overvinne problemet med "Counter -Int" naturen "av Simpson -indeksen er å ta gjensidigheten til indeksen; det vil si 1/d.

Simpson gjensidig indeks (1/d)

Verdien av denne indeksen begynner med 1 som det laveste mulige tallet. Denne saken vil representere et samfunn som bare inneholder en art. Jo høyere verdi, jo større mangfold.

Maksimumsverdien er antall arter i prøven. For eksempel: Hvis det er fem arter i en prøve, er den maksimale verdien av Simpson gjensidig indeks 5.

Begrepet "Simpson Diversity Index" blir ofte brukt på en uoppkalt måte. Dette betyr at de tre indeksene beskrevet ovenfor (Simpson Index, Simpson Diversity Index og Simpsons gjensidige indeks), som er så nært beslektet, har blitt sitert under samme begrep i henhold til forskjellige forfattere.

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

I alle fall anses et samfunn dominert av en eller to arter som mindre mangfoldig enn ett der flere forskjellige arter har en lignende overflod.

Eksempel på beregningen av Simpsons mangfoldsindeks

En prøvetaking av ville blomster til stede i to forskjellige felt blir gjort, og følgende resultater oppnås:

Den første prøven har mer ekvitivitet enn den andre. Dette er fordi det totale antallet individer i feltet er fordelt ganske jevnt blant de tre artene.

Når du observerer verdiene i tabellen, er ulikheten i fordelingen av individer i hvert felt tydelig. Imidlertid er begge felt de samme fordi de har 3 arter hver; Følgelig har de den samme formuen.

Derimot, i det andre showet, er de fleste individer ranunculos, den dominerende arten. På dette feltet er det få margaritas og løvetenner; Derfor anses det at felt 2 er mindre mangfoldig enn 1.

Kan tjene deg: fosfatidsyre: kjemisk struktur, biosyntese, funksjoner

Ovennevnte er det observerte med det blotte øye. Deretter utføres beregningen ved å bruke formelen:

Så:

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

D (felt 1) = 334.450/999.000

D (felt 1) = 0,3 -> Simpson -indeks for felt 1

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

D (felt 2) = 868.562 /999.000

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

Deretter:

1-D (felt 1) = 1- 0.3

1 -d (felt 1) = 0,7 -> Simpson Diversity Index for Field 1

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

1 -d (felt 2) = 0,1 -> Simpson Diversity Index for Field 2

Endelig:

1 / d (felt 1) = 1 / 0.3

1/d (felt 1) = 3.33 -> Simpson gjensidig indeks for felt 1

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

1/d (felt 2) = 1.11 -> Simpson gjensidig indeks for felt 2

Disse 3 forskjellige verdiene representerer det samme biologiske mangfoldet. Derfor er det viktig å bestemme hvilke av indeksene som har blitt brukt for å kunne gjøre en sammenlignende studie av mangfold.

En 0,7 Simpson -indeksverdi er ikke den samme som en verdi på 0,7 for Simpsons mangfoldsindeks. Simpson -indeksen gir mer vekt til de mest tallrike artene i en prøve, og tilsetning av sjeldne arter til en prøve forårsaker bare små endringer i verdien av d.

Referanser

1. Han, f., & Hu, x. S. (2005). Hubbells grunnleggende. Økologibrev, 8(4), 386-390.
2. Hill, m. ENTEN. (1973). Mangfold og jevnhet: Å forene notasjon og konsekvenser. Økologi, 54(2), 427-432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistikkøkologi: En første i metoder og databehandling (1^St). 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, ca., Maier, t. S.,... RILLIG, M. C. (2014). Velge og bruke forskjellige indekser: innsikt for økologiske anvendelser fra de tyske biologiske mangfoldsutforskningene. 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. TIL., Klironomos, J. N., Ursic, m., Moutoglis, p., Streitwolf-Engel, r., Boller, t.,... Sanders, jeg. R. (1998). Mycorhizal soppmangfold bestemmer plantevirksomhet, økosystemvariasjon og produktivitet. Natur, 396(6706), 69-72.