Simpson -indeksin kaava, tulkinta ja esimerkki

Hän Simpson -indeksi Se on kaava, jota käytetään mittaamaan yhteisön monimuotoisuutta. Sitä käytetään yleisesti biologisen monimuotoisuuden mittaamiseen, toisin sanoen elävien olentojen monimuotoisuuteen tietyssä paikassa. Tämä indeksi on kuitenkin hyödyllinen myös muun muassa elementtien, kuten koulujen, paikkojen, mittaamisessa.

Ekologiassa Simpson -indeksiä (muun muassa indeksejä) käytetään usein elinympäristön biologisen monimuotoisuuden kvantifiointiin. Tässä otetaan huomioon elinympäristössä olevien lajien lukumäärä sekä kunkin lajin runsaus.

[TOC]

Liittyvät käsitteet

Ennen Simpsonin monimuotoisuusindeksin analysointia yksityiskohtaisemmin on tärkeää ymmärtää joitain alla olevia peruskäsitteitä:

Biologinen monimuotoisuus

Biologinen monimuotoisuus on monenlaisia ​​eläviä olentoja tietyllä alueella, se on ominaisuus, joka voidaan kvantifioida monin eri tavoin. On olemassa kaksi päätekijää, jotka otetaan huomioon monimuotoisuuden mitattaessa: varallisuus ja tasa -arvoisuus.

Rikkaus on mitta tietyllä alueella olevien eri organismien lukumäärästä; Eli elinympäristössä olevien lajien lukumäärä.

Monimuotoisuus ei kuitenkaan riippuu vain lajien varallisuudesta, vaan myös kunkin lajin runsaudesta. Tekvitatiivisuus vertaa kunkin läsnä olevan lajin populaatiokokojen samankaltaisuutta.

Varallisuus

Elinympäristönäytteessä otettujen lajien lukumäärä on varallisuus. Mitä enemmän lajeja niitä on näytteessä, sitä suurempi näytteellä on.

Lajien rikkaus mittaa sinänsä ei oteta huomioon yksilöiden lukumäärää kussakin lajissa.

Yllä oleva tarkoittaa, että sama paino annetaan lajeille, joilla on vähän yksilöitä, kuten monet yksilöt. Siksi margaritalla on yhtä suuri vaikutus elinympäristön rikkauteen kuin heillä olisi 1000 rivistä, jotka asuvat samassa paikassa.

Quitatiivisuus

Tekvitatiivisuus on mitta alueen rikkauden muodostavien eri lajien suhteellisesta runsaudesta; toisin sanoen tietyssä elinympäristössä kunkin lajin yksilöiden lukumäärällä on myös vaikutus paikan biologiseen monimuotoisuuteen.

Yhteisöä, jota hallitsee yhden tai kaksi lajia.

Voi palvella sinua: Lipidisynteesi: Tyypit ja niiden päämekanismit

Määritelmä

Simpsonin indeksi mittaa yhteisössä olemassa olevaa monimuotoisuutta

Kun lajien varallisuus ja tasavarmuus lisääntyvät, monimuotoisuus kasvaa. Simpsonin monimuotoisuusindeksi on monimuotoisuuden mitta, joka ottaa huomioon sekä varallisuuden että tasa -arvon.

Ekologit, ympäristönsä lajeja tutkivat biologit, ovat kiinnostuneita tutkijoidensa monimuotoisuudesta. Tämä johtuu siitä, että monimuotoisuus on yleensä verrannollinen ekosysteemin vakauteen: mitä suurempi monimuotoisuus, sitä suurempi stabiilisuus.

Vakaimmissa yhteisöissä on suuri joukko lajeja, jotka jakautuvat melko tasaisesti hyvän kokoisina populaatioissa. Saastuminen vähentää usein monimuotoisuutta suosimalla muutamaa hallitsevaa lajia. Monimuotoisuus on siis tärkeä tekijä lajien säilyttämisen onnistuneessa hoidossa.

Kaava

On tärkeää huomata, että termiä "Simpson Diversity Index" käytetään tosiasiallisesti viittaamaan mihin tahansa kolmesta läheisesti liittyvästä indeksistä.

Simpson -indeksi (d) mittaa todennäköisyyttä, että kaksi satunnaisesti valittua yksilöä kuuluu samoihin lajeihin (tai samaan luokkaan).

Kaavasta on kaksi versiota D: n laskemiseksi. Jompikumpi näistä on pätevä, mutta sinun on oltava johdonmukainen.

Missä:

- n = kokonaismäärä organismit tietyn lajin.

- N = kokonaismäärä organismit kaikista lajeista.

D -arvo vaihtelee välillä 0 - 1:

- Jos D da 0: n arvo tarkoittaa äärettömää monimuotoisuutta.

- Jos D da 1: n arvo tarkoittaa, että monimuotoisuutta ei ole.

Tulkinta

Hakemisto on esitys todennäköisyydestä, että kaksi yksilöä samalla alueella ja valittuna satunnaisesti ovat samoja lajeja. Simpson -indeksin alue kulkee 0: sta 1: een, kuten tämä:

- Mitä lähempänä D: n arvoa 1, sitä alhaisempi elinympäristön monimuotoisuus.

- Mitä lähempänä arvoa 0 -, sitä suurempi elinympäristön monimuotoisuus.

Toisin sanoen, mitä suurempi D -arvo, sitä alhaisempi monimuotoisuus. Tätä ei ole helppo tulkita intuitiivisesti ja se voisi aiheuttaa sekaannusta, minkä vuoksi D-arvon vähentämisen yksimielisyys saavutettiin, kun se oli seuraava: 1- D

Voi palvella sinua: DNA

Tässä tapauksessa indeksiarvo vaihtelee myös välillä 0 ja 1, mutta nyt, mitä suurempi arvo, sitä suurempi näytteen monimuotoisuus.

Tämä on järkevämpää ja on helpompi ymmärtää. Tässä tapauksessa indeksi edustaa todennäköisyyttä, että kaksi satunnaisesti valittua yksilöä näytteestä kuuluu eri lajeihin.

Toinen tapa voittaa Simpson -indeksin "Counter -int" -luonteen "ongelma on ottaa indeksin vastavuoroinen; eli 1/d.

Simpsonin vastavuoroinen indeksi (1/d)

Tämän indeksin arvo alkaa yhdellä alhaisimmalla mahdollisella luvulla. Tämä tapaus edustaa yhteisöä, joka sisältää vain yhden lajin. Mitä suurempi arvo, sitä suurempi monimuotoisuus.

Maksimiarvo on lajien lukumäärä näytteessä. Esimerkiksi: Jos näytteessä on viisi lajia, Simpsonin vastavuoroisen indeksin maksimiarvo on 5.

Termiä "Simpsonin monimuotoisuusindeksi" sovelletaan usein tottumattomalla tavalla. Tämä tarkoittaa, että edellä kuvatut kolme indeksiä (Simpson -indeksi, Simpsonin monimuotoisuusindeksi ja Simpsonin vastavuoroinen indeksi), jotka ovat niin läheisesti yhteydessä toisiinsa, on mainittu samalla termillä eri kirjoittajien mukaan.

Siksi on tärkeää määrittää, mitä indeksiä on käytetty tietyssä tutkimuksessa, jos haluat tehdä vertailuja monimuotoisuudesta.

Joka tapauksessa yksi tai kaksi lajia hallitsevaa yhteisöä pidetään vähemmän monimuotoisina kuin yhtenä, jossa useilla eri lajeilla on samanlainen runsaus.

Esimerkki Simpsonin monimuotoisuusindeksin laskemisesta

Kahdessa eri kentällä esiintyy villikukkia ja saadaan seuraavat tulokset: saadaan seuraavat tulokset:

Ensimmäisellä näytteellä on enemmän tasa -arvoisuutta kuin toisella. Tämä johtuu siitä, että kentän yksilöiden kokonaismäärä on jakautunut melko tasaisesti kolmen lajin kesken.

Kun tarkkailet taulukon arvoja, yksilöiden jakautumisen eriarvoisuus kussakin alalla on ilmeinen. Rikkauden kannalta molemmat kentät ovat kuitenkin samat, koska niillä on 3 lajia; Näin ollen heillä on sama varallisuus.

Sitä vastoin toisessa näyttelyssä suurin osa yksilöistä on Ranunculos, hallitsevat lajit. Tällä kentällä on vähän margaritat ja leijonahampaat; Siksi katsotaan, että kenttä 2 on vähemmän monipuolinen kuin 1.

Voi palvella sinua: fosfatidihappo: kemiallinen rakenne, biosynteesi, toiminnot

Yllä oleva on havaittu paljaalla silmällä. Sitten laskelma suoritetaan soveltamalla kaavaa:

Niin:

D (kenttä 1) = 334.450/1.000x (999)

D (kenttä 1) = 334.450/999.000

D (kenttä 1) = 0,3 -> Simpson -indeksi kentälle 1

D (kenttä 2) = 868.562 /1.000x (999)

D (kenttä 2) = 868.562/999.000

D (kenttä 2) = 0,9 -> Simpson -indeksi kentälle 2

Sitten:

1-D (kenttä 1) = 1- 0,3

1 -D (kenttä 1) = 0,7 -> Simpsonin monimuotoisuusindeksi kentälle 1

1-D (kenttä 2) = 1- 0,9

1 -D (kenttä 2) = 0,1 -> Simpsonin monimuotoisuusindeksi kentälle 2

Lopuksi:

1 / d (kenttä 1) = 1 / 0,3

1/d (kenttä 1) = 3,33 -> Simpson -vastavuoroinen indeksi kentälle 1

1 / d (kenttä 2) = 1 / 0,9

1/d (kenttä 2) = 1,11 -> Simpson -vastavuoroinen indeksi kentälle 2

Nämä 3 eri arvoa edustavat samaa biologista monimuotoisuutta. Siksi on tärkeää määrittää, mitä indekseistä on käytetty tekemään mitä tahansa vertailevaa tutkimusta monimuotoisuudesta.

0,7 Simpson -indeksiarvo ei ole sama kuin Simpsonin monimuotoisuusindeksin arvo 0,7. Simpson -indeksi antaa näytteen runsaimmille lajeille enemmän painoa, ja harvinaisten lajien lisääminen näytteeseen aiheuttaa vain pieniä muutoksia D: n arvossa.

Viitteet

1. Hän, f., & Hu, x. S. (2005). Hubbellin peruste. Ekologiakirjeet, 8(4), 386-390.
2. Mäki, m. JOMPIKUMPI. (1973). Monimuotoisuus ja tasaisuus: merkinnän yhdistäminen ja sen seuraukset. Ekologia, 54(2), 427-432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Tilasto -ekologia: Ensimmäinen menetelmissä ja tietojenkäsittelyssä (1^Stri-A. John Wiley & Sons.
4. Magurran, a. (2013). Biologisen monimuotoisuuden mittaus. John Wiley & Sons.
5. Morris, E. K -k -., Caruso, t., Buscot, f., Fischer, m., Hancock, c., Maier, t. S.,… Rillig, M. C. (2014). Monimuotoisten indeksien valinta ja käyttäminen: Saksan biologisen monimuotoisuuden tutkimuksen ekologisten sovellusten oivallukset. Ekologia ja kehitys, 4(18), 3514-3524.
6. Simpson, E. H. (1949). Monimuotoisuuden mittaus. Luonto, 163(1946), 688.
7. Van der Heijden, m. G. -Lla., Klironomos, J. N., Ursic, m., Moutoglis, p., Streitwolf-Engel, R., Boller, t.,... Sanders, minä. R -. (1998). Mycorhizal -sieni -monimuotoisuus määrittelee kasvien biologisen monimuotoisuuden, ekosysteemin vaihtelun ja tuottavuuden. Luonto, 396(6706), 69-72.