Shannon -indeksi

Shannon -indeksi mittaa ekosysteemien biologista monimuotoisuutta

Mikä on Shannon -indeksi?

Hän Shannon -indeksi, Kirjallisuudessa tunnetaan myös nimellä Shannon-Weaver, sitä käytetään mittaamaan spesifistä biologista monimuotoisuutta, toisin sanoen erilaisten mikro-organismien ja organismien määrä ekosysteemissä.

H '-symbolia käytetään sen edustamiseen, ja sen arvot vaihtelevat positiivisten lukujen välillä, yleensä välillä 2, 3 ja 4. Kirjallisuudessa tämä indeksi on yksi suosituimmista biologisen monimuotoisuuden mittauksessa.

Hakemistossa otetaan huomioon näytteessä olevien lajien määrän ja yksilöiden suhteellinen lukumäärä jokaiselle lajille. Toisin sanoen se harkitsee lajien varallisuutta ja runsautta.

Koska sen laskentaan liittyvä kaava sisältää logaritmin, indeksille ei ole maksimiarvoa. Minimiarvo on kuitenkin nolla, mikä osoittaa monimuotoisuuden puuttumisen -esimerkiksi monokulttuurissa olemassa oleva tila, jossa on vain yksi laji-.

Tulkitaan, että alle 2 -arvot ovat ekosysteemejä, joilla on suhteellisen alhainen lajien monimuotoisuus, kun taas yli 3 ovat korkeat. Aavikon alueet ovat esimerkkejä pienistä monimuotoisista ekosysteemeistä.

Tropiikkimetsät ja riutat ovat sitä vastoin ekosysteemejä, joiden biologinen monimuotoisuus on melko korkeita lajeja.

Historiallinen näkökulma

Claude Elwood Shannon (1916-2001) ehdotti Shannon-indeksiä tavoitteena löytää mitta, joka voi kvantifioida entropian. Tämä tutkija oli matemaatikko ja sähköinsinööri, kotoisin Yhdysvalloista.

Hakemiston oikean nimen kanssa on jonkin verran sekaannusta. Koko nimi on Shannon-Weiner-hakemisto. Kirjailijat kuitenkin viittaavat häneen useaan otteeseen Shannon-Wever-hakemistona.

Voi palvella sinua: Taenia saginata: ominaisuudet, morfologia, biologinen sykli

Tämä virhe tapahtui osittain siksi, että Claude Shannon työskenteli yhteistyössä matemaatikon Warren Weaverin kanssa useaan otteeseen.

Määritelmä

Monimuotoisuus on yksi tärkeimmistä parametreista, joita käytetään ekosysteemien kuvaamiseen.

Shannon -indeksi on indeksi, jolla pyritään mittaamaan lajien monimuotoisuutta ottaen huomioon niiden tasaisuus. Se on tietoteorian soveltaminen ja perustuu ajatukseen, että suurin monimuotoisuus vastaa suurempaa epävarmuutta tietyn lajin satunnaisesti valitessa.

Toisin sanoen indeksi muotoilee tärkeysarvojen yhtenäisyyden kaikkien lajien kautta näytteessä.

Voit ottaa seuraavat minimi- ja maksimiarvot: Nolla osoittaa, että lajia on vain yksi, kun taas logaritmi S (Näytteen lajien kokonaismäärä) tarkoittaa, että kaikkia lajeja edustaa sama määrä yksilöitä.

Oletetaan, että meillä on hypoteettinen ekosysteemi, jossa on vain kaksi lajia. Ajattelkaamme myös, että he ovat samalla taajuudella (ne ovat tasa -arvoisia). Siten epävarmuus on 50%, koska nämä kaksi vaihtoehtoa ovat yhtä mahdollisia.

Varmuuden myöntämä henkilöllisyys on tietoyksikkö, nimeltään "bitti". Jos meillä on esimerkiksi neljä ekvivalenttia, monimuotoisuus on kaksi bittiä.

Kaava

Matemaattisesti Shannon -indeksi lasketaan seuraavalla lausekkeella:

H ' = - σ pilli ln pilli

Indeksin lausekkeessa muuttuja pilli edustaa lajin suhteellista runsautta Yllyttää, laskettu lajin kuivana painona jaettuna puolestaan ​​näytteen kokonaiskuivapainon perusteella.

Voi palvella sinua: Fotolyysi

Tällä tavoin indeksi kvantifioi epävarmuuden ennustaessaan yksilön lajien identiteettiä, joka on satunnaisesti otettu näytteestä.

Lisäksi tutkija voi valita ilmaisussa käytetyn logaritmin perustan vapaasti. Shannon itse keskusteli logaritmeista 2, 10 ja ja, missä kukin vastasi eri mittayksiköitä.

Siten yksiköt ovat binaarisia numeroita tai bittejä, desimaalinumeroita ja luonnollisia numeroita, emäksille 2, 10 ja ja, vastaavasti.

Edut

Shannon -indeksi on yksi ekologisessa tutkimuksessa käytetyimmistä, koska sen soveltaminen edellyttää tiettyjä etuja verrattuna muihin suhteellisen suosittuihin monimuotoisuusindekseihin.

- Ensinnäkin näytteen koko ei vaikuta merkittävästi indeksiin. Useissa tutkimuksissa on pyritty löytämään otoksen koon vaikutusta ja ovat päättäneet, että todellakin otoskoko on erittäin pieni vaikutus mielessä lajin monimuotoisuuden mittaukset.

- Toiseksi hakemistosovellus johtaa suuren määrän tiedon kaappaamiseen vain matemaattisessa ilmaisussa. Tämä on erittäin hyödyllinen ominaisuus, jos haluat välittää huomattavan määrän tietoa laajalle yleisölle.

- Lisäksi "konteksti" -indeksin asettaminen on ratkaisevan tärkeä tulkinnalle. Ensimmäinen osa on tunnistaa sen heittämät maksimit ja minimiarvot. Shannon -hakemistossa on helppo visualisoida, että maksimi vastaa logia S, missä S Se on vaurautta ja minimi on 0.

Voi palvella sinua: Punainen fenolista: Ominaisuudet, valmistelu, sovellukset

Yhtenäisyys

Shannon -indeksi perustuu erittäin merkitykselliseen käsitteeseen ekologiassa: yhtenäisyys. Tämä parametri viittaa siihen, missä määrin lajeja on esitetty koko näytteessä.

Äärimmäiset kattavat yhden hallitsevan lajin ja muut lajit, jotka ovat läsnä erittäin pieninä määrinä (yhtenäisyysarvot lähellä 0), kaikkiin lajeihin, joita edustaa yhtä suuret määrät (yhtenäisyysarvot lähellä 1).

Yhtenäisyydellä on olennainen rooli monimuotoisuuden ekologisessa analyysissä. Esimerkiksi yhtenäisemmissä yhteisöissä Shannonin indeksi tulee herkempi varallisuudelle.

Sovellettavuus

Monimuotoisuusindeksejä käytetään laajasti seurannassa, ekologian näkökulmasta ja uhanalaisten lajien säilyttämisestä.

Lajien monimuotoisuusasteilla on erityispiirteet yhteenvetona suuresta ja tärkeästä määrästä tietoja, joita voidaan käyttää päättelemään populaatioominaisuuksia.

Tätä indeksiä on käytetty tutkimaan häiriöiden ja stressin erilaisia ​​vaikutuksia yhteisöjen, sekä eläinten että kasvien monimuotoisuudessa, koska se tarjoaa monimutkaista tietoa lajien lukumäärän ja yhdenmukaisuuden perusteella.

Lopuksi, yhteys ekosysteemien monimuotoisuuden ja niiden kestävyyden välillä on ollut laaja keskustelu. Jotkut tutkimukset ovat onnistuneet vahvistamaan tämän lähestymistavan.

Viitteet

1. Núñez, E. F. Pinus radiata d: llä perustettu silvopastoraalijärjestelmät. Don ja betula alba l. Galiciassa. Santiago de Compostelan yliopisto.
2. Kelly, a. Osake-, monimuotoisuuden ja kilpailun mittareiden kehittäminen: Uudet toimenpiteet kouluille ja yliopistolle. Reititys.