Shannon -index

De Shannon -index meet de biodiversiteit van ecosystemen

Wat is de Shannon -index?

Hij Shannon -index, Ook in de literatuur bekend als Shannon-Weaver, wordt het gebruikt om specifieke biodiversiteit te meten, dat wil zeggen de hoeveelheid verschillende micro-organismen en organismen in een ecosysteem.

Het H 'symbool wordt gebruikt om het weer te geven, en de waarden variëren tussen positieve getallen, meestal tussen 2, 3 en 4. In de literatuur is deze index een van de meest populaire voor biodiversiteitsmeting.

De index houdt rekening met de hoeveelheid soorten die in het monster bestaan ​​en het relatieve aantal individuen voor elk van de soorten. Dat wil zeggen, het overweegt de rijkdom en overvloed van soorten.

Aangezien de formule die betrokken is bij de berekening een logaritme omvat, is er geen maximale waarde voor de index. De minimumwaarde is echter nul, wat duidt op de afwezigheid van diversiteit -de toestand die bestaat in een monocultuur, bijvoorbeeld, waar er maar één soort is-.

Er wordt geïnterpreteerd dat waarden minder dan 2 ecosystemen zijn met een relatief lage diversiteit aan soorten, terwijl die ouder dan 3 hoog zijn. Woestijngebieden zijn voorbeelden van weinig diverse ecosystemen.

De tropenbossen en riffen zijn daarentegen ecosystemen met een biodiversiteit van vrij hoge soorten.

Historisch perspectief

De Shannon-index werd voorgesteld door Claude Elwood Shannon (1916-2001), met als doel een maatregel te vinden die de entropie zou kunnen kwantificeren. Deze onderzoeker was wiskundige en elektrotechnisch ingenieur, een inwoner van de Verenigde Staten.

Er is enige verwarring met de echte naam van de index. De volledige naam is Shannon-Weiner Index. Bij vele gelegenheden noemen de auteurs hem echter een Shannon-Wever-index.

Kan u dienen: Taenia Saginata: kenmerken, morfologie, biologische cyclus

Deze fout trad gedeeltelijk voor, omdat Claude Shannon verschillende keren in samenwerking met de wiskundige Warren Weaver werkte.

Definitie

Diversiteit is een van de belangrijkste parameters die worden gebruikt om ecosystemen te beschrijven.

De Shannon -index is een index die de diversiteit van soorten wil meten, gezien hun uniformiteit. Het is een toepassing van informatietheorie en is gebaseerd op het idee dat de grootste diversiteit overeenkomt met grotere onzekerheid bij het willekeurig kiezen van een specifieke soort.

Met andere woorden, de index formuleert de uniformiteit van belangrijkheidswaarden door alle soorten in de steekproef.

U kunt de volgende minimale en maximale waarden nemen: nul geeft aan dat er slechts één soort is, terwijl de logaritme van S (Totaal aantal soorten in de steekproef) betekent dat alle soorten worden weergegeven door hetzelfde aantal individuen.

Stel dat we een hypothetisch ecosysteem hebben met slechts twee soorten. Laten we ook denken dat ze op dezelfde frequentie zijn (ze zijn equaal). Dus de onzekerheid is 50%, omdat de twee alternatieven evenveel mogelijk zijn.

De door zekerheid verleende identificatie is de informatie -eenheid, "bit" genoemd. Als we bijvoorbeeld vier gelijkaardige soorten hebben, zal diversiteit twee bits zijn.

Formule

Wiskundig wordt de Shannon -index berekend door de volgende uitdrukking:

H ' = - σ pi ln pi

In de uitdrukking van de index, de variabele pi vertegenwoordigt de proportionele overvloed van de soort Je, berekend als het droge gewicht van de soort, op zijn beurt verdeeld door het totale droge gewicht in het monster.

Kan u van dienst zijn: FOTOLYSE

Op deze manier kwantificeert de index de onzekerheid in de voorspelling van de identiteit van de soort van een individu die willekeurig uit een monster wordt gehaald.

Bovendien kan de basis van het logaritme dat in de uitdrukking wordt gebruikt, vrijelijk door de onderzoeker worden gekozen. Shannon zelf besprak de logaritmen op basis 2, 10 en En, waarbij elk overeenkwam met verschillende meeteenheden.

De eenheden zijn dus binaire cijfers of bits, decimale cijfers en natuurlijke cijfers, voor basen 2, 10 en En, respectievelijk.

Voordelen

De Shannon -index is een van de meest gebruikte in ecologisch onderzoek, omdat de toepassing ervan bepaalde voordelen met zich meebrengt, vergeleken met de andere diversiteitsindices die relatief populair zijn.

- Ten eerste wordt de index niet significant beïnvloed door de steekproefgrootte. Verschillende studies hebben geprobeerd het effect van de steekproefomvang te vinden en zijn tot de conclusie gekomen dat de steekproefomvang echt een zeer licht effect heeft in de metingen van de diversiteit van de soort.

- Ten tweede leidt de indextoepassing tot het veroveren van een grote hoeveelheid informatie, in slechts een wiskundige uitdrukking. Dit is een zeer nuttig kenmerk als u een aanzienlijke hoeveelheid informatie wilt communiceren aan een breed publiek.

- Bovendien is het plaatsen van een "context" -index cruciaal voor interpretatie. Het eerste deel is het herkennen van de maximale en minimale waarden die het gooit. In de Shannon -index is het gemakkelijk om te visualiseren dat het maximum overeenkomt met het logboek S, waar S Het is rijkdom en minimum is 0.

Kan u van dienst zijn: rood van fenol: kenmerken, voorbereiding, toepassingen

Uniformiteit

De Shannon -index is gebaseerd op een zeer relevant concept in ecologie: uniformiteit. Deze parameter verwijst naar de mate waarin soorten in het monster worden weergegeven.

De uitersten bestrijken een enkele dominante soorten en andere soorten aanwezig in zeer lage getallen (uniformiteitswaarden dicht bij 0), voor alle soorten die worden voorgesteld door gelijke aantallen (uniformiteitswaarden dicht bij 1).

Uniformiteit speelt een fundamentele rol in de ecologische analyse van diversiteit. In meer uniforme gemeenschappen wordt bijvoorbeeld de index van Shannon gevoeliger voor rijkdom.

Toepasbaarheid

Diversiteitsindices worden veel gebruikt bij het monitoren, vanuit het oogpunt van ecologie en behoud van bedreigde soorten.

Soortendiversiteitspercentages hebben de eigenaardigheid van het samenvatten van een grote en belangrijke hoeveelheid gegevens die kunnen worden gebruikt om populatiekenmerken af ​​te leiden.

Deze index is gebruikt om de verschillende effecten van verstoringen en stress in de diversiteit van gemeenschappen, zowel van dieren als planten, te bestuderen, omdat het complexe informatie biedt op basis van het aantal soorten en uniformiteit.

Ten slotte is het verband tussen de diversiteit van ecosystemen en hun veerkracht het onderwerp geweest van een breed debat. Sommige studies zijn erin geslaagd deze aanpak te bevestigen.

Referenties

1. Núñez, E. F. Silvopastorale systemen vastgesteld met Pinus radiata d. Don en Betula alba l. in Galicië. Santiago de Compostela University.
2. Kelly, een. Ontwikkeling van statistieken voor eigen vermogen, diversiteit en concurrentie: nieuwe maatregelen voor scholen en universiteit. Routledge.