Објави:
Симпсон Индекс Дефиниција, формула, тумачење и пример
Тхе Симпсонов индекс то је формула која се користи за мерење разноликости заједнице. Обично се користи за мјерење биодиверзитета, односно разноликости живих бића на одређеном мјесту. Међутим, овај индекс је такође користан за мерење разноликости елемената као што су школе, места, између осталог.
У екологији, Симпсонов индекс се често користи (међу осталим индексима) за квантификацију биодиверзитета станишта. Ово узима у обзир количину врста присутних у станишту, као и бројност сваке врсте.
Индек
- 1 Придружени концепти
- 1.1 Биолошка разноликост
- 1.2 Богатство
- 1.3
- 2 Дефиниција
- 3 Формула
- 4 Тумачење
- 4.1 Симпсонов реципрочни индекс (1 / Д)
- 5 Пример израчунавања индекса Симпсонове разноликости
- 6 Референце
Повезани концепти
Пре него што детаљније анализирамо Симпсонов индекс разноликости, важно је разумети неке основне појмове који су детаљно описани у наставку:
Биолошка разноликост
Биолошка разноликост је велика разноликост живих бића која постоје у одређеном подручју, то је својство које се може квантифицирати на много различитих начина. Постоје два главна фактора који се узимају у обзир приликом мјерења различитости: богатство и праведност.
Богатство је мера броја различитих организама присутних у одређеној области; то јест, количина врста присутних у станишту.
Међутим, разноликост не зависи само од богатства врста, већ и од обиља сваке врсте. Екуитабилити упоређује сличност између величине популације сваке од присутних врста.
Богатство
Број врста узетих у узорку станишта је мера богатства. Што је више врста присутно у узорку, то ће узорак бити богатији.
Богатство врста као мјера сама по себи не узима у обзир број појединаца у свакој врсти.
Горе наведено значи да се иста тежина даје врстама које имају мало појединаца, као и онима које имају много појединаца. Дакле, тратинчица има исти утицај на богатство станишта, јер би имало 1000 лептира који живе на истом месту.
Екуитабилити
Праведност је мјера релативног обиља различитих врста које чине богатство неког подручја; то јест, у датом станишту број јединки сваке врсте ће такође утицати на биодиверзитет места.
Заједница у којој доминира једна или двије врсте сматра се мање разноликом од заједнице у којој присутне врсте имају слично обиље.
Дефиниција
Како се богатство и праведност врсте повећавају, разноликост се повећава. Симпсонов индекс разноликости је мјера разноликости која узима у обзир и богатство и праведност.
Еколози, биолози који проучавају врсте у свом окружењу, заинтересовани су за разноликост врста у стаништима које проучавају. То је зато што је разноликост обично пропорционална стабилности екосистема: што је већа разноликост, то је већа стабилност.
Најстабилније заједнице имају велики број врста које су прилично равномерно распоређене у популацијама добре величине. Загађење често смањује разноликост фаворизирањем неколико доминантних врста. Разноликост је стога важан фактор у успјешном управљању очувањем врста.
Формула
Важно је напоменути да се термин "Симпсонов индекс разноликости" заправо користи за позивање на било који од три блиско повезана индекса.
Симпсонов индекс (Д) мери вероватноћу да две особе насумично изабране из узорка припадају истој врсти (или истој категорији).
Постоје две верзије формуле за израчунавање Д. Било која од ове две је валидна, али морате бити доследни.
Где:
- н = укупан број организама одређене врсте.
- Н = укупан број организама свих врста.
Вредност Д се креће између 0 и 1:
- Ако вредност Д даје 0, то значи бесконачну разноликост.
- Ако вредност Д даје 1, то значи да нема различитости.
Тумачење
Индекс представља приказ вјероватноће да су двије особе, унутар истог подручја и одабране насумице, исте врсте. Опсег Симпсон индекса иде од 0 до 1, као што је овај:
- Што се приближава вриједност Д до 1, мања је разноликост станишта.
- Што је вриједност Д ближа 0, већа је разноликост станишта.
То јест, што је већа вредност Д, то је нижа разноврсност. Ово није лако интерпретирати интуитивно и могло би довести до конфузије, због чега је постигнут консензус да се од Д до 1 одузме:
У овом случају, вриједност индекса такођер осцилира између 0 и 1, али сада, што је већа вриједност, већа је разноликост узорка..
Ово има више смисла и лакше је разумети. У овом случају, индекс представља вјероватноћу да двије особе насумично изабране из узорка припадају различитим врстама.
Други начин да се превазиђе проблем "контра-интуитивне" природе Симпсоновог индекса је узимање реципрочне вриједности индекса; то јест, 1 / Д.
Реципрочни Симпсонов индекс (1 / Д)
Вредност овог индекса почиње са 1 као најмањи могући број. Овај случај представља заједницу која садржи само једну врсту. Што је већа вриједност, већа је разноликост.
Максимална вредност је број врста у узорку. На пример: ако постоји пет врста у узорку, онда је максимална вредност реципрочног Симпсоновог индекса 5.
Термин "Симпсонов индекс разноликости" се често примјењује неточно. То значи да су три горе описана индекса (Симпсонов индекс, Симпсонов индекс разноликости и Симпсонов реципрочни индекс), који су уско повезани, цитирани под истим појмом према различитим ауторима..
Стога је важно одредити који је индекс кориштен у одређеној студији ако желите да упоредите различитост.
У сваком случају, заједница у којој доминира једна или двије врсте сматра се мање разноликом од оне у којој неколико различитих врста има слично обиље.
Пример израчунавања индекса Симпсонове разноликости
Извршено је узорковање дивљих цветова присутних у два различита поља и добијени су следећи резултати:
Први узорак је праведнији од другог. То је зато што је укупан број јединки у пољу прилично равномерно распоређен међу три врсте.
Када посматрамо вредности из табеле, евидентна је неједнакост у расподели појединаца у сваком пољу. Међутим, са становишта богатства оба поља су једнака јер сваки има по 3 врсте; сходно томе, они имају исто богатство.
Насупрот томе, у другом узорку већина појединаца су лептирић, доминантна врста. У овој области постоји неколико тратинчица и маслачака; стога се поље 2 сматра мање разноврсним од поља 1.
Горе је оно што се посматра голим оком. Тада се израчунавање врши по формули:
Затим:
Д (поље 1) = 334,450 / 1,000к (999)
Д (поље 1) = 334,450 / 999,000
Д (поље 1) = 0.3 -> Симпсонов индекс за поље 1
Д (поље 2) = 868,562 / 1,000к (999)
Д (поље 2) = 868,562 / 999,000
Д (поље 2) = 0,9 -> Симпсонов индекс за поље 2
Затим:
1-Д (поље 1) = 1 - 0.3
1-Д (поље 1) = 0.7 -> Симпсонов индекс разноликости за поље 1
1-Д (поље 2) = 1- 0.9
1-Д (поље 2) = 0,1 -> Симпсонов индекс разноликости за поље 2
Коначно:
1 / Д (поље 1) = 1 / 0,3
1 / Д (поље 1) = 3.33 -> Симпсонов реципрочни индекс за поље 1
1 / Д (поље 2) = 1 / 0.9
1 / Д (поље 2) = 1,11 -> реципрочни Симпсонов индекс за поље 2
Ове 3 различите вриједности представљају исти биодиверзитет. Стога је важно одредити који од индекса је коришћен за било које компаративно проучавање различитости.
Вредност Симпсоновог индекса од 0,7 није иста као вредност 0,7 за Симпсонов индекс разноликости. Симпсонов индекс даје већу тежину најзаступљенијим врстама у узорку, а додавање ретких врста у узорак само узрокује мале промјене у вриједности Д.
Референце
- Хе, Ф., & Ху, Кс. С. (2005). Хуббелл-ов основни параметар биодиверзитета и Симпсонов индекс разноликости. Ецологи Леттерс, 8(4), 386-390.
- Хилл, М.О. (1973). Разноликост и равномерност: уједињујући запис и његове посљедице. Екологија, 54(2), 427-432.
- Лудвиг, Ј. и Реинолдс, Ј. (1988). Статистичка екологија: Пример у методама и рачунарству (1ст). Јохн Вилеи & Сонс.
- Магурран, А. (2013). Мерење биолошке разноликости. Јохн Вилеи & Сонс.
- Моррис, Е.К., Царусо, Т., Бусцот, Ф., Фисцхер, М., Ханцоцк, Ц., Маиер, Т.С., ... Риллиг, М. Ц. (2014). Одабир и употреба показатеља разноликости: Увиди у еколошке апликације од њемачких истраживача биоразноликости. Екологија и еволуција, 4(18), 3514-3524.
- Симпсон, Е.Х. (1949). Мјерење разноликости. Природа, 163(1946), 688.
- Ван Дер Хеијден, М. Г. А., Клирономос, Ј.Н., Урсиц, М., Моутоглис, П., Стреитволф-Енгел, Р., Боллер, Т., ... Сандерс, И. Р. (1998). Микоризна гљивична разноликост одређује биодиверзитет биљака, варијабилност и продуктивност екосистема. Природа, 396(6706), 69-72.