Simpson Index -formule, interpretatie en voorbeeld

Hij Simpson Index Het is een formule die wordt gebruikt om de diversiteit van een gemeenschap te meten. Het wordt vaak gebruikt om de biodiversiteit te meten, dat wil zeggen de diversiteit van levende wezens op een bepaalde plaats. Deze index is echter ook nuttig voor het meten van de diversiteit van elementen zoals scholen, plaatsen, onder anderen.

In de ecologie wordt de Simpson -index (onder andere indexen) vaak gebruikt om de biodiversiteit van een habitat te kwantificeren. Dit houdt rekening met het aantal soorten dat aanwezig is in de habitat, evenals de overvloed van elke soort.

[TOC]

Bijbehorende concepten

Voordat Simpson's Diversity Index in meer detail wordt geanalyseerd, is het belangrijk om enkele basisconcepten hieronder te begrijpen:

Biologische diversiteit

Biologische diversiteit is de grote verscheidenheid aan levende wezens in een bepaald gebied, het is een eigenschap die op veel verschillende manieren kan worden gekwantificeerd. Er zijn twee hoofdfactoren waarmee rekening wordt gehouden bij het meten van diversiteit: rijkdom en equitativiteit.

Rijkdom is een maat voor het aantal verschillende organismen die aanwezig zijn in een bepaald gebied; dat wil zeggen het aantal soorten dat aanwezig is in een habitat.

Diversiteit hangt echter niet alleen af ​​van de rijkdom aan soorten, maar ook van de overvloed van elke soort. Equitativiteit vergelijkt de gelijkenis tussen de populatiegroottes van elk van de aanwezige soorten.

Rijkdom

Het aantal soorten dat in een habitatmonster wordt genomen, is een maat voor rijkdom. Hoe meer soorten ze in een monster aanwezig zijn, hoe groter het monster zal hebben.

De rijkdom van soorten als een maat op zichzelf houdt geen rekening met het aantal individuen in elke soort.

Het bovenstaande betekent dat hetzelfde gewicht wordt gegeven aan soorten die weinig individuen hebben, zoals degenen die veel individuen hebben. Daarom heeft een margarita evenveel invloed op de rijkdom van een habitat als ze 1000 rangen zouden hebben die op dezelfde plaats leven.

Gelijkwaardigheid

Equitativiteit is een maat voor de relatieve overvloed van de verschillende soorten die de rijkdom van een gebied vormen; dat wil zeggen, in een bepaald habitat zal het aantal individuen van elke soort ook een effect hebben op de biodiversiteit van de plaats.

Een gemeenschap die wordt gedomineerd door een of twee soorten wordt als minder divers beschouwd dan een gemeenschap waarin de huidige soorten een vergelijkbare overvloed hebben.

Kan u van dienst zijn: lipidesynthese: typen en hun belangrijkste mechanismen

Definitie

De index van Simpson meet de diversiteit die in een gemeenschap bestaat

Naarmate de rijkdom en de equitiviteit van soorten toenemen, neemt de diversiteit toe. De diversiteitsindex van Simpson is een maat voor diversiteit die rekening houdt.

Ecologen, biologen die soorten in hun omgeving bestuderen, zijn geïnteresseerd in de diversiteit van soorten habitats die ze bestuderen. Dit komt omdat diversiteit meestal evenredig is met de stabiliteit van ecosysteem: hoe groter de diversiteit, hoe groter de stabiliteit.

De meest stabiele gemeenschappen hebben een groot aantal soorten die behoorlijk uniform zijn verdeeld in populaties van goede grootte. Verontreiniging vermindert vaak de diversiteit door een paar dominante soorten te begunstigen. Diversiteit is daarom een ​​belangrijke factor bij het succesvolle beheer van soortenbehoud.

Formule

Het is belangrijk op te merken dat de term "Simpson Diversity Index" daadwerkelijk wordt gebruikt om te verwijzen naar een van de drie nauw verwante indices.

De Simpson Index (D) meet de kans dat twee willekeurig geselecteerde individuen tot dezelfde soort behoren (of dezelfde categorie).

Er zijn twee versies van de formule om D te berekenen. Een van de twee is geldig, maar je moet consistent zijn.

Waar:

- n = het totale aantal van organismen van een bepaalde soort.

- N = het totale aantal van organismen van alle soorten.

De waarde van D -reeksen tussen 0 en 1:

- Als de waarde van D da 0 oneindige diversiteit betekent.

- Als de waarde van D da 1 betekent dat er geen diversiteit is.

Interpretatie

De index is een weergave van de kans dat twee individuen, binnen hetzelfde gebied en willekeurig geselecteerd, van dezelfde soort zijn. Het bereik van de Simpson Index gaat van 0 naar 1, zoals deze:

- Hoe dichter de waarde van D tot 1, hoe lager de diversiteit van de habitat.

- Hoe dichter de waarde van D tot 0, hoe groter de diversiteit van de habitat.

Dat wil zeggen, hoe groter de waarde van d, hoe lager de diversiteit. Dit is niet eenvoudig om intuïtief te interpreteren en kan verwarring genereren, daarom is de consensus van het aftrekken van de waarde van D tot 1 bereikt, als volgt: 1- D

Kan u van dienst zijn: DNA

In dit geval varieert de indexwaarde ook tussen 0 en 1, maar nu, hoe groter de waarde, hoe groter de diversiteit van de steekproef.

Dit is logischer en is gemakkelijker te begrijpen. In dit geval vertegenwoordigt de index de kans dat twee willekeurig geselecteerde individuen uit een monster tot verschillende soorten behoren.

Een andere manier om het probleem van de "tegen" aard "van de Simpson -index te overwinnen, is door de wederzijdse van de index te nemen; dat wil zeggen 1/D.

Simpson wederzijdse index (1/D)

De waarde van deze index begint met 1 als het laagst mogelijke figuur. Deze zaak zou een gemeenschap vertegenwoordigen die slechts één soort bevat. Hoe hoger de waarde, hoe groter diversiteit.

De maximale waarde is het aantal soorten in het monster. Bijvoorbeeld: als er vijf soorten in een monster zijn, dan is de maximale waarde van de Simpson Reciprocal Index 5.

De term "Simpson Diversity Index" wordt vaak op een niet -geregistreerde manier toegepast. Dit betekent dat de drie hierboven beschreven indices (Simpson Index, Simpson Diversity Index en Simpson's wederzijdse index), die zo nauw verwant zijn, onder dezelfde term zijn genoemd, volgens verschillende auteurs.

Daarom is het belangrijk om te bepalen welke index in een bepaalde studie is gebruikt als u vergelijkingen van diversiteit wilt maken.

In elk geval wordt een gemeenschap die wordt gedomineerd door een of twee soorten als minder divers beschouwd dan een waarin verschillende soorten een vergelijkbare overvloed hebben.

Voorbeeld van de berekening van de diversiteitsindex van Simpson

Een bemonstering van wilde bloemen die aanwezig zijn in twee verschillende velden wordt gemaakt en de volgende resultaten worden verkregen:

Het eerste monster heeft meer equitiviteit dan het tweede. Dit komt omdat het totale aantal individuen in het veld behoorlijk uniform is verdeeld over de drie soorten.

Bij het observeren van de waarden in de tabel is de ongelijkheid in de verdeling van individuen in elk veld duidelijk. Vanuit het oogpunt van rijkdom zijn beide velden echter hetzelfde omdat ze elk 3 soorten hebben; Bijgevolg hebben ze dezelfde rijkdom.

In de tweede show zijn de meeste individuen daarentegen Ranunculos, de dominante soorten. Op dit gebied zijn er weinig margaritas en leeuwentanden; Daarom wordt geacht dat veld 2 minder divers is dan 1.

Kan u dienen: fosfatidinezuur: chemische structuur, biosynthese, functies

Het bovenstaande is de waargenomen met het blote oog. Vervolgens wordt de berekening uitgevoerd door de formule toe te passen:

Dus:

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

D (veld 1) = 334.450/999.000

D (veld 1) = 0,3 -> Simpson Index voor veld 1

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

D (veld 2) = 868.562 /999.000

D (veld 2) = 0.9 -> Simpson Index voor veld 2

Dan:

1-D (veld 1) = 1- 0,3

1 -D (veld 1) = 0,7 -> Simpson Diversity Index voor veld 1

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

1 -D (veld 2) = 0,1 -> Simpson Diversity Index voor veld 2

Eindelijk:

1 / d (veld 1) = 1 / 0.3

1/d (veld 1) = 3,33 -> Simpson Reciprocal Index voor veld 1

1 / d (veld 2) = 1 / 0.9

1/d (veld 2) = 1.11 -> Simpson Reciprocal Index voor veld 2

Deze 3 verschillende waarden vertegenwoordigen dezelfde biodiversiteit. Daarom is het belangrijk om te bepalen welke van de indices is gebruikt om elke vergelijkende studie van diversiteit te kunnen doen.

Een 0,7 Simpson -indexwaarde is niet hetzelfde als een waarde van 0,7 voor de diversiteitsindex van Simpson. De Simpson -index geeft meer gewicht aan de meest voorkomende soorten in een monster, en de toevoeging van zeldzame soorten aan een monster veroorzaakt alleen kleine veranderingen in de waarde van D.

Referenties

1. Hij, f., & Hu, x. S. (2005). Hubbell's fundamente. Ecologiebrieven, 8(4), 386-390.
2. Hill, m. OF. (1973). Diversiteit en gelijkmatigheid: het verenigende notatie en de gevolgen ervan verenigen. Ecologie, 54(2), 427-432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistieken Ecologie: een eerste in methoden en computergebruik (1^Ster)). John Wiley & Sons.
4. Magurran, een. (2013). Het meten van biologische diversiteit. John Wiley & Sons.
5. Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, f., Fischer, m., Hancock, c., Maier, T. S.,… Rillig, m. C. (2014). Diverse indices kiezen en gebruiken: inzichten voor ecologische toepassingen van de Duitse biodiversiteitsonderzoekers. Ecologie en evolutie, 4(18), 3514-3524.
6. Simpson, E. H. (1949). Meting van diversiteit. Natuur, 163(1946), 688.
7. Van der heijden, m. G. NAAR., Klironomos, J. N., Ursic, m., Moutoglis, p., Streitwolf-engel, r., Boller, T.,... Sanders, ik. R. (1998). Mycorhizal schimmeldiversiteit bepaalt de biodiversiteit van planten, ecosysteemvariatie en productiviteit. Natuur, 396(6706), 69-72.