Részvény:
Simpson index definíció, képlet, értelmezés és példa
az Simpson indexe ez egy olyan képlet, amelyet a közösség sokféleségének mérésére használnak. Gyakran használják a biológiai sokféleség mérésére, vagyis az adott helyen élő állatok sokféleségére. Ez az index azonban hasznos az olyan elemek sokféleségének mérésére, mint az iskolák, helyek, többek között.
Az ökológiában a Simpson indexet gyakran használják (többek között indexek) az élőhely biológiai sokféleségének számszerűsítésére. Ez figyelembe veszi az élőhelyen jelenlévő fajok mennyiségét, valamint az egyes fajok bőségét.
index
- 1 Kapcsolódó fogalmak
- 1.1 Biológiai sokféleség
- 1.2 Gazdagság
- 1.3 Megfelelőség
- 2 Meghatározás
- 3 Formula
- 4 Értelmezés
- 4.1 Simpson kölcsönös indexe (1 / D)
- 5 Simpson sokféleség indexszámítási példa
- 6 Referenciák
Kapcsolódó fogalmak
Mielőtt részletesebben elemezné a Simpson sokféleség indexét, fontos, hogy megértsük az alábbiakban részletezett néhány alapfogalmat:
Biológiai sokféleség
A biológiai sokféleség az élőlények sokfélesége, amely létezik egy adott területen, ez egy olyan tulajdonság, amely sokféle módon számszerűsíthető. A sokféleség mérése során két fő tényező figyelhető meg: gazdagság és méltányosság.
A gazdagság az adott területen jelen lévő különböző szervezetek számának mértéke; azaz az élőhelyen jelenlévő fajok mennyisége.
A sokféleség azonban nem csak a fajok gazdagságától, hanem az egyes fajok bőségétől is függ. Az egyenlőség összehasonlítja a jelenlévő fajok népességméretének hasonlóságát.
jólét
Az élőhelymintában vett fajok száma a gazdagság mértéke. Minél több faj van jelen a mintában, annál gazdagabb lesz a minta.
A fajok mint intézkedés gazdagsága önmagában nem veszi figyelembe az egyes fajok egyének számát.
A fentiek azt jelentik, hogy ugyanolyan súlyt kapnak azoknak a fajoknak, amelyek kevés személyt tartalmaznak, mint azoknak, akiknek sok egyed van. Ezért a százszorszépnek ugyanolyan befolyása van egy élőhely gazdagságára, mert 1000-en belül ugyanabban a helyen élnek..
egyenletesség
A méltányosság a terület gazdagságát alkotó különböző fajok relatív bőségének mértéke; azaz egy adott élőhelyen az egyes fajok egyének száma is hatással lesz a hely biológiai sokféleségére.
Az egy vagy két faj által dominált közösség kevésbé változatosnak tekinthető, mint a közösség, amelyben a jelenlévő fajok hasonló mennyiségűek.
meghatározás
Ahogy a faj gazdagsága és méltányossága nő, a sokféleség nő. A Simpson sokféleség indexe a sokféleség mértéke, amely figyelembe veszi a jólétet és a tisztességet.
Az ökológusok, biológusok, akik tanulmányozzák a fajokat a környezetükben, érdekeltek a fajok sokféleségében az általuk vizsgált élőhelyeken. Ez azért van, mert a sokszínűség általában arányos az ökoszisztéma stabilitásával: minél nagyobb a sokféleség, annál nagyobb a stabilitás.
A legstabilabb közösségek nagyszámú faj, amelyek meglehetősen egyenletesen oszlanak el a jó méretű populációkban. A szennyezés gyakran csökkenti a sokféleséget néhány domináns faj előnyben részesítésével. A sokféleség ezért fontos tényező a fajok védelmének sikeres kezelésében.
képlet
Fontos megjegyezni, hogy a "Simpson sokféleség indexe" kifejezést valójában arra használják, hogy a három szorosan kapcsolódó index valamelyikére utaljon.
A Simpson index (D) azt a valószínűséget méri, hogy két mintából véletlenszerűen kiválasztott két személy ugyanahhoz a fajhoz (vagy ugyanazon kategóriához) tartozik-e..
A képlet két változata létezik a D. kiszámításához. A kettő közül bármelyik érvényes, de következetesnek kell lennie.
ahol:
- n = a teljes szám ügynökségek egy adott fajnak.
- N = a teljes szám ügynökségek minden fajból.
A D értéke 0 és 1 között van:
- Ha a D értéke 0, akkor végtelen sokféleséget jelent.
- Ha a D értéke 1, akkor ez azt jelenti, hogy nincs sokféleség.
értelmezés
Az index annak a valószínűségnek az ábrázolása, hogy két egyén ugyanazon a területen belül, és véletlenszerűen van kiválasztva ugyanabból a fajból. A Simpson index tartománya 0-ról 1-re változik:
- Minél közelebb van a D-1 értékhez, annál kisebb az élőhely sokfélesége.
- Minél közelebb van a D érték 0-hoz, annál nagyobb az élőhely sokfélesége.
Azaz minél nagyobb a D értéke, annál kisebb a sokféleség. Ez nem könnyű intuitívan értelmezni, és zavart okozhat, ezért sikerült a konszenzust levonni a D-ről 1-re, ami a következő: 1-D
Ebben az esetben az index értéke 0 és 1 között is oszcillál, de minél nagyobb az érték, annál nagyobb a minta sokfélesége..
Ez sokkal érthetőbb és könnyebben érthető. Ebben az esetben az index azt a valószínűséget jelenti, hogy két, véletlenszerűen kiválasztott mintából álló egyén különböző fajokhoz tartozik.
Egy másik módja a Simpson index "ellentétes" természetének leküzdésére, hogy az index viszonylagos legyen; azaz 1 / D.
Reciprocal Simpson Index (1 / D)
Ennek az indexnek az értéke 1-gyel kezdődik, mint a lehető legalacsonyabb szám. Ez az eset egy közösséget képviselne, amely csak egy fajt tartalmaz. Minél nagyobb az érték, annál nagyobb a sokféleség.
A maximális érték a mintában lévő fajok száma. Például: ha a mintában öt faj van, akkor a kölcsönös Simpson index maximális értéke 5.
A "Simpson sokféleség indexe" kifejezést gyakran pontatlanul alkalmazzák. Ez azt jelenti, hogy a fent leírt három index (Simpson index, Simpson diverzitásindex és Simpson kölcsönös index), amelyek annyira szoros kapcsolatban állnak, ugyanabban a kifejezésben szerepelnek a különböző szerzők szerint..
Ezért fontos meghatározni, hogy melyik indexet használták egy adott tanulmányban, ha összehasonlítani szeretnénk a sokféleséget.
Mindenesetre az egy vagy két faj által dominált közösség kevésbé változatosnak tekinthető, mint az, amelyben több különböző faj is hasonló mennyiségű.
Simpson sokféleség indexszámítási példa
A két különböző területen lévő vadvirágok mintavételét végzik, és a következő eredményeket kapjuk:
Az első minta több méltányossággal rendelkezik, mint a második. Ez azért van, mert a területen élő egyének száma meglehetősen egyenletesen oszlik meg a három faj között.
A táblázatban szereplő értékek figyelembevételével nyilvánvaló, hogy az egyének eloszlása egyenlőtlen minden területen. Ugyanakkor a vagyon szempontjából mindkét terület egyenlő, mivel mindegyikük 3 fajt tartalmaz; következésképpen ugyanolyan vagyonuk van.
Ezzel ellentétben a második mintában a legtöbb egyén pillangók, a domináns faj. Ezen a területen kevés százszorszép és pitypang van; ezért a 2. mező kevésbé változatos, mint az 1. mező.
A fentiek a szabad szemmel megfigyelhetők. Ezután a számítást a következő képlet alkalmazásával végezzük:
akkor:
D (1. mező) = 334,450 / 1000x (999)
D (1. mező) = 334,450 / 999,000
D (1. mező) = 0.3 -> Simpson indexe az 1. mezőre
D (2. mező) = 868,562 / 1000x (999)
D (2. mező) = 868,562 / 999,000
D (2. mező) = 0.9 -> Simpson indexe a 2. mezőre
akkor:
1-D (1. mező) = 1- 0.3
1-D (1. mező) = 0,7 -> Simpson diverzitás index az 1. mezőre
1-D (2. mező) = 1- 0.9
1-D (2. mező) = 0,1 -> Simpson diverzitás index a 2. mezőre
végül:
1 / D (1. mező) = 1 / 0,3
1 / D (1. mező) = 3.33 -> Simpson kölcsönös indexe az 1. mezőre
1 / D (2. mező) = 1 / 0,9
1 / D (2. mező) = 1,11 -> reciprocal Simpson index a 2. mezőben
Ezek a 3 különböző érték ugyanazokat a biológiai sokféleségeket képviselik. Ezért fontos meghatározni, hogy melyik indexeket használták a sokféleség összehasonlító tanulmányozásához.
A Simpson index 0,7-es értéke nem egyezik meg a 0,7-es értékkel a Simpson diverzitási index esetében. A Simpson index nagyobb súlyt ad a minta leggazdagabb fajainak, és a ritka fajok hozzáadása a mintába csak kis változásokat okoz a D értékében..
referenciák
- He, F., és Hu, X. S. (2005). Hubbell alapvető biodiverzitás paramétere és a Simpson sokféleség indexe. Ökológiai betűk, 8(4), 386-390.
- Hill, M. O. (1973). Sokféleség és egyenlőség: egységesítő és annak következményei. ökológia, 54(2), 427-432.
- Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statisztikai ökológia: Primer a módszerekben és a számítástechnikában (1st). John Wiley & Sons.
- Magurran, A. (2013). A biológiai sokféleség mérése. John Wiley & Sons.
- Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M. C. (2014). A sokféleségindexek kiválasztása és használata: Betekintés a német biológiai sokféleség felfedezések ökológiai alkalmazásairól. Ökológia és evolúció, 4(18), 3514-3524.
- Simpson, E. H. (1949). A sokféleség mérése. természet, 163(1946), 688.
- Van Der Heijden, M. G. A., Klironomos, J. N., Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., Sanders, I. R. (1998). A mikorrhizális gombák sokfélesége meghatározza a növény biológiai sokféleségét, az ökoszisztéma változékonyságát és a termelékenységet. természet, 396(6706), 69-72.