Vzorec indexu Simpsona, interpretácia a príklad

On Index Simpson Je to vzorec, ktorý sa používa na meranie rozmanitosti komunity. Bežne sa používa na meranie biodiverzity, tj rozmanitosť živých bytostí na určitom mieste. Tento index je však užitočný aj na meranie rozmanitosti prvkov, ako sú školy, miesta,.

V ekológii sa index Simpson (okrem iných indexov) často používa na kvantifikáciu biodiverzity biotopu. Zohľadňuje to počet druhov prítomných v biotopu, ako aj množstvo každého druhu.

[TOC]

Súvisiace koncepty

Pred podrobnejšou analýzou indexu diverzity Simpsona je dôležité porozumieť niektorým základným pojmom podrobne uvedeným nižšie:

Biologická rozmanitosť

Biologická diverzita je široká škála živých bytostí v konkrétnej oblasti, je to vlastnosť, ktorú je možné kvantifikovať rôznymi spôsobmi. Pri meraní rozmanitosti sa berú do úvahy dva hlavné faktory.

Bohatstvo je mierou počtu rôznych organizmov prítomných v konkrétnej oblasti; to znamená počet druhov prítomných v biotope.

Rozmanitosť však nielen závisí od bohatstva druhov, ale aj od množstva každého druhu. Rovnostivita porovnáva podobnosť medzi veľkosťou populácie každého z prítomných druhov.

Bohatstvo

Počet druhov odobratých vo vzorke biotopu je mierou bohatstva. Čím viac druhov sú prítomné vo vzorke, tým väčšia bude mať vzorka.

Bohatstvo druhov ako opatrenia sama osebe nezohľadňuje počet jednotlivcov v každom druhu.

Vyššie uvedené znamená, že rovnaká váha sa pripisuje druhom, ktoré majú málo jednotlivcov, ako sú tí, ktorí majú veľa jednotlivcov. Margarita má preto rovnaký vplyv na bohatstvo biotopu, ako by mali 1 000 hodností, ktoré žijú na rovnakom mieste.

Vyrovnávavosť

Rovnomernosť je miera relatívneho množstva rôznych druhov, ktoré tvoria bohatosť oblasti; To znamená, že v určitom prostredí bude mať počet jednotlivcov každého druhu vplyv na biodiverzitu miesta.

Komunita, ktorej dominuje jeden alebo dva druhy.

Môže vám slúžiť: Syntéza lipidov: typy a ich hlavné mechanizmy

Definícia

Simpsonov index meria rozmanitosť, ktorá existuje v komunite

Ako sa zvyšuje bohatstvo a rovnosť druhov, diverzita sa zvyšuje. Simpsonov index rozmanitosti je mierou rozmanitosti, ktorá zohľadňuje bohatstvo aj rovnostivitu.

Ekológovia, biológovia, ktorí študujú druhy vo svojom prostredí, sa zaujímajú o rozmanitosť druhov biotopov, ktoré študujú. Je to preto, že rozmanitosť je zvyčajne úmerná stabilite ekosystémov: čím väčšia je rozmanitosť, tým väčšia je stabilita.

Najstabilnejšie spoločenstvá majú veľké množstvo druhov, ktoré sú distribuované celkom rovnomerne v populáciách dobrej veľkosti. Kontaminácia často znižuje rozmanitosť uprednostňovaním niekoľkých dominantných druhov. Rozmanitosť je preto dôležitým faktorom pri úspešnom riadení ochrany druhov.

Vzorec

Je dôležité poznamenať, že výraz „index diverzity Simpson“ sa v skutočnosti používa na označenie ktoréhokoľvek z troch úzko súvisiacich indexov.

Index Simpson (D) meria pravdepodobnosť, že dvaja náhodne vybraní jednotlivci patria k rovnakému druhu (alebo v rovnakej kategórii).

Existujú dve verzie vzorca na výpočet D. Niektorá z nich je platná, ale musíte byť konzistentní.

Kde:

- n = celkový počet organizmy konkrétneho druhu.

- N = celkový počet organizmy všetkých druhov.

Hodnota D sa pohybuje medzi 0 a 1:

- Ak hodnota d da 0 znamená nekonečnú rozmanitosť.

- Ak hodnota d da 1 znamená, že neexistuje rozmanitosť.

Interpretácia

Index je znázornením pravdepodobnosti, že dvaja jednotlivci v rovnakom regióne a náhodne vybraní sú rovnakého druhu. Rozsah indexu Simpson je od 0 do 1, ako je tento:

- Čím bližšia je hodnota D až 1, tým nižšia je rozmanitosť biotopu.

- Čím bližšia je hodnota D až 0, tým väčšia je rozmanitosť biotopu.

To znamená, že tým väčšia je hodnota D, tým nižšia je rozmanitosť. To nie je ľahké interpretovať intuitívne a mohlo by to vyvolať zmätok

Môže vám slúžiť: DNA

V tomto prípade sa hodnota indexu pohybuje aj medzi 0 a 1, ale teraz, tým väčšia je hodnota, tým väčšia je rozmanitosť vzorky.

To dáva väčší zmysel a je ľahšie pochopiteľné. V tomto prípade index predstavuje pravdepodobnosť, že dvaja náhodne vybraní jedinci zo vzorky patria k rôznym druhom.

Ďalším spôsobom, ako prekonať problém „counter -int“ povahy indexu Simpsona, je prevziať recipročný index; to znamená, 1/d.

Recipročný index Simpson (1/d)

Hodnota tohto indexu začína 1 najnižším možným obrázkom. Tento prípad by predstavoval komunitu, ktorá obsahuje iba jeden druh. Čím vyššia je hodnota, tým väčšia rozmanitosť.

Maximálna hodnota je počet druhov vo vzorke. Napríklad: Ak je vo vzorke päť druhov, potom maximálna hodnota recipročného indexu Simpson je 5.

Termín „index diverzity Simpsona“ sa často uplatňuje nereší sa. To znamená, že vyššie uvedené tri indexy (index Simpson, index diverzity Simpson a Simpsonov recipročný index), ktoré sú tak úzko spojené, boli citované pod rovnakým termínom podľa rôznych autorov.

Preto je dôležité určiť, ktorý index sa použil v konkrétnej štúdii, ak chcete porovnávať rozmanitosť.

V každom prípade sa komunita, ktorej dominuje jeden alebo dva druhy.

Príklad výpočtu indexu rozmanitosti Simpsona

Odber vzoriek divokých kvetov prítomných v dvoch rôznych poliach sa získa a získajú sa nasledujúce výsledky:

Prvá vzorka má väčšiu rovnosť ako druhá. Je to preto, že celkový počet jednotlivcov v teréne je medzi týmito tromi druhmi distribuovaný celkom rovnomerne.

Pri pozorovaní hodnôt v tabuľke je zrejmá nerovnosť v distribúcii jednotlivcov v každej oblasti. Z hľadiska bohatstva sú však obe polia rovnaké, pretože majú každý 3 druhy; V dôsledku toho majú rovnaké bohatstvo.

Naopak, v druhej show je väčšina jednotlivcov Ranunculos, dominantný druh. V tejto oblasti je málo margarit a levových zubov; Preto sa predpokladá, že pole 2 je menej rozmanité ako 1.

Môže vám slúžiť: kyselina fosfatidová: chemická štruktúra, biosyntéza, funkcie

Vyššie uvedené je pozorované voľným okom. Potom sa výpočet vykonáva použitím vzorca:

Tak:

D (pole 1) = 334.450/1.000x (999)

D (pole 1) = 334.450/999.000

D (pole 1) = 0,3 -> index Simpson pre pole 1

D (pole 2) = 868.562 /1.000x (999)

D (pole 2) = 868.562/999.000

D (pole 2) = 0,9 -> index Simpson pre pole 2

Potom:

1-D (pole 1) = 1- 0,3

1 -D (pole 1) = 0,7 -> index diverzity Simpson pre pole 1

1-D (pole 2) = 1- 0,9

1 -D (pole 2) = 0,1 -> index diverzity Simpson pre pole 2

Konečne:

1 / d (pole 1) = 1 / 0,3

1/d (pole 1) = 3,33 -> recipročný index Simpson pre pole 1

1 / d (pole 2) = 1 / 0,9

1/d (pole 2) = 1,11 -> Simpson Recipročný index pre pole 2

Tieto 3 rôzne hodnoty predstavujú rovnakú biodiverzitu. Preto je dôležité určiť, ktorý z indexov sa používa na to, aby bola schopná vykonať akúkoľvek porovnávaciu štúdiu rozmanitosti.

Hodnota indexu 0,7 Simpson nie je rovnaká ako hodnota 0,7 pre index diverzity Simpsona. Index Simpsonu dáva väčšiu váhu najhojnejším druhom vo vzorke a pridanie vzácnych druhov do vzorky spôsobuje iba malé zmeny hodnoty d.

Odkazy

1. On, f., & Hu, x. Siež. (2005). Hubbellov základ. Ekológia, 8(4), 386-390.
2. Hill, m. Ani. (1973). Rozmanitosť a rovnomernosť: zjednotenie notácie a jeho dôsledky. Ekológia, 54(2), 427-432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Štatistika ekológia: prvá v metódach a výpočtoch (1^Sv). John Wiley & Sons.
4. Magurran, a. (2013). Meranie biologickej rozmanitosti. John Wiley & Sons.
5. Morris, e. Klimatizovať., Caruso, T., Buscot, f., Fischer, m., Hancock, C., Maier, T. Siež.,... Rillig, m. C. (2014). Výber a používanie rôznych indexov: poznatky o ekologických aplikáciách z nemeckých prieskumov biodiverzity. Ekológia a vývoj, 4(18), 3514-3524.
6. Simpson, e. H. (1949). Meranie rozmanitosti. Povaha, 163(1946), 688.
7. Van der Heijden, m. G. Do., Klironomos, J. N., Ursic, m., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, r., Buller.,... Sanders, i. R. (1998). Mycorhizálna hubová diverzita určuje biodiverzitu rastlín, variácie ekosystémov a produktivita. Povaha, 396(6706), 69-72.