Mi a Shannon-index és mi ez?

az Shannon index, A szakirodalomban Shannon-Weaver néven is ismert, hogy a biológiai sokféleség számszerűsítésére szolgál. A H 'szimbólumot ábrázolják, és értékei a pozitív számok között oszcillálnak, általában 2, 3 és 4 között. Az irodalomban ez az index a biológiai sokféleség mérésének egyik legnépszerűbbje..

Az index figyelembe veszi a mintában lévő fajok mennyiségét és az egyes fajok esetében az egyének relatív mennyiségét. Vagyis a faj gazdagságát és bőségét szemléljük.

Mivel a számításba bevont képlet logaritmust tartalmaz, az index számára nincs maximális érték. A minimális érték azonban nulla, jelezve a sokféleség hiányát - például a monokultúrában meglévő állapotot, ahol csak egy faj van.

A 2-nél alacsonyabb értékeket ökoszisztémáknak tekintjük, amelyek viszonylag alacsony fajlagossággal rendelkeznek, míg a 3-nál nagyobbak. A sivatagi régiók a különböző ökoszisztémák példái.

Ezzel szemben a trópusok és a zátonyok erdei ökoszisztémák, amelyek fajok biológiai sokfélesége meglehetősen magas..

index

• 1 Történelmi szempont
• 2 Meghatározás
• 3 Formula
• 4 Előnyök
• 5 Egységesség
• 6 Alkalmazhatóság
• 7 Referenciák

Történelmi szempont

A Shannon-indexet Claude Elwood Shannon (1916 - 2001) javasolta, azzal a céllal, hogy olyan intézkedést találjon, amely számszerűsítheti az entrópiát. Ez a kutató matematikus és villamosmérnök volt, az Egyesült Államokban.

Van némi zavar az index valódi nevével. A teljes név Shannon-Weiner index. Számos esetben azonban a szerzők Shannon-Weaver-indexként hivatkoznak rá.

Ez a hiba részben azért következett be, mert Claude Shannon többször is együttműködött Warren Weaver matematikusával.

meghatározás

A sokféleség az ökoszisztémák leírásának egyik legfontosabb paramétere.

A Shannon-index egy olyan index, amely a fajok sokféleségének mérésére törekszik, tekintetbe véve azok egységességét. Az információelmélet alkalmazása, és azon az elgondoláson alapul, hogy a legnagyobb sokféleség nagyobb bizonytalanságot jelent egy adott faj véletlenszerű kiválasztásában..

Más szavakkal, az index a fontos értékek egységességét a mintában lévő összes faj segítségével határozza meg.

A következő minimális és maximális értékeket veheti fel: a nulla azt jelzi, hogy csak egy faj van, míg a logaritmusa a S (a mintában szereplő fajok teljes száma) azt jelenti, hogy minden fajot azonos számú egyed képvisel.

Tegyük fel, hogy van egy hipotetikus ökoszisztéma, amelynek csak két faja van. Nézzük azt is, hogy ugyanazon a frekvencián vannak (ugyanolyan gyakoriak). Így a bizonytalanság 50%, mivel a két alternatíva egyformán lehetséges.

A bizonytalanságot azonosító azonosító az "egység" információs egység. Ha például négy egyenlőtlen fajunk van, a sokféleség két bit lesz.

képlet

Matematikailag a Shannon indexet a következő kifejezéssel számítjuk ki:

H ' = - Σ pi ln pi

Az index kifejezésében a változó pi a faj arányos bőségét jelenti én, a faj száraz tömegére számítva, a mintában lévő teljes száraz tömegre osztva.

Ily módon az index számszerűsíti a bizonytalanságot az egyén fajának azonosságának előrejelzésében, amelyet véletlenszerűen veszünk a mintából.

Ezenkívül a kifejeződésben használt logaritmus alapja a kutató szabadon választható. Shannon maga is megvitatta a logaritmusokat a 2-es, 10-es és 10-es alapokban és, ahol mindegyik különböző mértékegységeknek felel meg.

Így az egységek bináris számok vagy bitek, tizedesjegyek és természetes számjegyek a 2, 10 és a bázisokhoz és, illetőleg.

haszon

A Shannon-index az ökológiai kutatás egyik legelterjedtebb mutatója, mivel alkalmazásuk bizonyos előnyökkel jár, szemben a viszonylag népszerű sokszínűségi mutatóval..

Először is, az indexet nem befolyásolja jelentősen a minta mérete. Számos tanulmány arra törekedett, hogy megtalálják a minta méretének hatását, és arra a következtetésre jutottak, hogy a minta nagysága valójában igen csekély hatással van a fajok sokféleségének mérésére..

Másodszor, az index alkalmazása nagy mennyiségű információ elfogadásához vezet, csak egy matematikai kifejezésben. Ez egy nagyon hasznos funkció, ha jelentős mennyiségű információt szeretne közölni egy széles közönséggel.

Ezen túlmenően az index „kontextusban” történő elhelyezése döntő fontosságú annak értelmezéséhez. Az első rész a maximális és minimális értékek felismerését foglalja magában. A Shannon-indexben könnyen láthatóvá válik, hogy a maximum megfelel a Naplónak S, ahol S a vagyon, a minimum pedig 0.

egyöntetűség

A Shannon-index egy nagyon releváns ökológiai koncepción alapul: az egységesség. Ez a paraméter arra a mértékre utal, hogy a faj milyen mértékben képviselteti magát a mintában.

A szélsőségességek egyetlen domináns fajra és más, nagyon alacsony számban jelen lévő fajokra (0-hoz közel eső egyenletértékek) fedik le az összes azonos fajszámú fajhoz (1-es egyenletesség értékei).

Az egységesség alapvető szerepet játszik a sokféleség ökológiai elemzésében. Például az egységesebb közösségekben a Shannon index érzékenyebbé válik a gazdagságra.

alkalmazhatóság

A sokszínűség-indexeket széles körben használják az ökológia és a veszélyeztetett fajok megőrzése szempontjából.

A fajok sokféleségének mutatói sajátossága, hogy nagy és jelentős mennyiségű adatot foglalnak össze, amelyek felhasználhatók a népesség jellemzőinek megállapítására..

Ezt az indexet használták a zavarok különböző hatásainak tanulmányozására és a közösségek, az állatok és a növények sokféleségének hangsúlyozására, mivel összetett információkat szolgáltat a fajok számától és az egységességtől függően..

Végül, az ökoszisztémák sokfélesége és az ökoszisztémák rugalmassága közötti kapcsolat széles körű vita tárgyát képezte. Néhány tanulmány megerősítette ezt a megközelítést.

referenciák

1. Gliessman, S. R. (2002). Agroökológia: ökológiai folyamatok a fenntartható mezőgazdaságban. CATIE.
2. Núñez, E. F. (2008). A Pinus radiata D. Don és a Betula alba L. által létrehozott Silvopastorális rendszerek Galíciában. Santiago de Compostela Egyetem.
3. Jorgensen, S. E. (2008). Ökológiai enciklopédia, szerkesztette: Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
4. Kelly, A. (2016). A méltányosság, a sokszínűség és a verseny metrikájának fejlesztése: új intézkedések az iskolák és egyetemek számára. Routledge.
5. Pal, R. és Choudhury, A. K. (2014). Bevezetés a fitoplanktonokba: sokféleség és ökológia. ugró.
6. Pla, L. (2006). Biodiverzitás: a Shannon-indexen és a vagyonon alapuló következtetések. Inter, 31(8), 583-590.
7. Pyron, M. (2010) Közösségek jellemzése. Természettudományos ismeretek 3 (10): 39