Index Shannon

Index Shannon meria biodiverzitu ekosystémov

Čo je to index Shannon?

On Index Shannon, V literatúre je tiež známa ako Shannon Waver, používa sa na meranie konkrétnej biodiverzity, tj množstvo rôznych mikroorganizmov a organizmov v ekosystéme.

Symbol H 'sa používa na jeho reprezentáciu a jeho hodnoty sa pohybujú medzi kladnými číslami, zvyčajne medzi 2, 3 a 4. V literatúre je tento index jedným z najobľúbenejších pre meranie biodiverzity.

Index zohľadňuje množstvo druhov, ktoré existujú vo vzorke, a relatívny počet jednotlivcov pre každý z týchto druhov. To znamená, že uvažuje o bohatstve a hojnosti druhov.

Pretože vzorec zapojený do jeho výpočtu zahŕňa logaritmus, pre index neexistuje maximálna hodnota. Minimálna hodnota je však nula, čo naznačuje neprítomnosť rozmanitosti -stav existujúca v monokultúre, napríklad tam, kde existuje iba jeden druh-.

Interpretuje sa, že hodnoty menej ako 2 sú ekosystémy s relatívne nízkou rozmanitosťou druhov, zatiaľ čo hodnoty nad 3 sú vysoké. Púštne regióny sú príkladmi málo rozmanitých ekosystémov.

Tropické lesy a útesy naopak sú ekosystémy s biodiverzitou pomerne vysokých druhov.

Historická perspektíva

Index Shannon navrhol Claude Elwood Shannon (1916-2001) s cieľom nájsť opatrenie, ktoré by mohlo kvantifikovať entropiu. Tento výskumný pracovník bol matematikom a elektrotechnikom, rodák zo Spojených štátov.

Existuje určitý zmätok so skutočným názvom indexu. Celé meno je index Shannon-Weiner index. Avšak pri mnohých príležitostiach ho autori označujú ako index Shannon-Wever.

Môže vám slúžiť: Taenia Saginata: Charakteristiky, morfológia, biologický cyklus

Táto chyba sa vyskytla čiastočne preto, že Claude Shannon pracoval v spolupráci s matematikom Warren Weaver pri viacerých príležitostiach.

Definícia

Diverzita je jedným z najdôležitejších parametrov používaných na opis ekosystémov.

Index Shannon je index, ktorý sa snaží merať rozmanitosť druhov, berúc do úvahy ich uniformitu. Je to aplikácia teórie informácií a je založená na myšlienke, že najväčšia rozmanitosť zodpovedá väčšej neistote pri náhodnom výbere konkrétneho druhu.

Inými slovami, index formuluje rovnomernosť dôležitých hodnôt prostredníctvom všetkých druhov vo vzorke.

Môžete vziať nasledujúce minimálne a maximálne hodnoty: nula naznačuje, že existuje iba jeden druh, zatiaľ čo logaritmus Siež (Celkový počet druhov vo vzorke) znamená, že všetky druhy sú reprezentované rovnakým počtom jednotlivcov.

Predpokladajme, že máme hypotetický ekosystém s iba dvoma druhmi. Myslime tiež, že sú na rovnakej frekvencii (sú rovnocenné). Neistota je teda 50%, pretože tieto dve alternatívy sú rovnako možné.

Identifikácia udelená istotou je informačná jednotka, ktorá sa nazýva „bit“. Ak máme napríklad štyri rovnovážne druhy, diverzita bude dva bity.

Vzorec

Matematicky sa index Shannon vypočíta podľa nasledujúceho výrazu:

Hm = - σ pI ln pI

V expresii indexu premenná pI predstavuje pomerné množstvo druhu Jo, vypočítané ako suchú hmotnosť druhu, ktorá je naopak rozdelená celkovou suchou hmotnosťou vo vzorke.

Môže vám slúžiť: Fotolýza

Týmto spôsobom index kvantifikuje neistotu v predikcii identity druhu jednotlivca, ktorý je náhodne odobratý zo vzorky.

Okrem toho môže výskumný pracovník voľne zvoliť základňu logaritmu použitého v expresii. Sám Shannon diskutoval o logaritmoch na základni 2, 10 a a, kde každý zodpovedal rôznym jednotkám opatrení.

Jednotky sú teda binárne číslice alebo bity, desatinné číslice a prírodné číslice, pre základne 2, 10 a a, respektíve.

Výhody

Index Shannon je jedným z najpoužívanejších v ekologickom výskume, pretože jeho uplatňovanie znamená určité výhody v porovnaní s ostatnými indexmi diverzity, ktoré sú relatívne populárne.

- Po prvé, index nie je významne ovplyvnený veľkosťou vzorky. Niekoľko štúdií sa snažilo nájsť účinok veľkosti vzorky a dospelo k záveru, že veľkosť vzorky má na mysli veľmi malý účinok na merania rozmanitosti druhu.

- Po druhé, indexová aplikácia vedie k zachyteniu veľkého množstva informácií iba v matematickom výraze. Toto je veľmi užitočná charakteristika, ak chcete oznámiť značné množstvo informácií širokému publiku.

- Okrem toho je uvedenie indexu „kontextu“ rozhodujúce pre interpretáciu. Prvou časťou je rozpoznať maximálne a minimálne hodnoty, ktoré hodí. V indexe Shannon je ľahké vizualizovať, že maximum zodpovedá protokolu Siež, kde Siež Je to bohatstvo a minimum je 0.

Môže vám slúžiť: červená fenol: Charakteristiky, príprava, aplikácie

Rovnomernosť

Index Shannon je založený na veľmi relevantnom koncepte v ekológii: uniformita. Tento parameter sa vzťahuje na mieru, do akej sú druhy zastúpené v celej vzorke.

Extrémne pokrývajú jediný dominantný druh a iné druhy prítomné vo veľmi nízkom počte (hodnoty uniformity blízko 0), na všetky druhy znázornené rovnakými číslami (hodnoty uniformity blízko 1).

Jednotnosť má základnú úlohu v ekologickej analýze rozmanitosti. Napríklad vo viac jednotných komunitách sa Shannonov index stáva citlivejším na bohatstvo.

Uplatniteľnosť

Indexy diverzity sa široko používajú pri monitorovaní, z hľadiska ekológie a ochrany ohrozených druhov.

Miera diverzity druhov má zvláštnosť zhrnutia veľkého a dôležitého množstva údajov, ktoré sa môžu použiť na odvodenie charakteristík populácie.

Tento index sa používa na štúdium rôznych účinkov porúch a stresu v rozmanitosti spoločenstiev, zvierat aj rastlín, pretože poskytuje zložité informácie na základe počtu druhov a uniformity.

Nakoniec, spojenie medzi rozmanitosťou ekosystémov a ich odolnosťou bolo predmetom širokej diskusie. Niektorým štúdiám sa podarilo potvrdiť tento prístup.

Odkazy

1. Núñez, e. F. Silvopastoral Systems založené s Pinus radiata d. Don a Betula alba l. v Galícii. Univerzita Santiago de Compostela.
2. Kelly, a. Vývoj metriiek pre spravodlivosť, rozmanitosť a konkurenciu: Nové opatrenia pre školy a univerzity. Príbuzný.