Μερίδιο:
Ορισμός, τύπος, ερμηνεία και παράδειγμα δείκτη Simpson
Το Δείκτη του Simpson είναι ένας τύπος που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποικιλομορφίας μιας κοινότητας. Χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση της βιοποικιλότητας, δηλαδή της ποικιλίας των ζωντανών πραγμάτων σε ένα δεδομένο τόπο. Ωστόσο, ο δείκτης αυτός είναι επίσης χρήσιμος για τη μέτρηση της ποικιλομορφίας στοιχείων όπως τα σχολεία, οι χώροι, μεταξύ άλλων.
Στην οικολογία, ο δείκτης Simpson χρησιμοποιείται συχνά (μεταξύ άλλων δεικτών) για να ποσοτικοποιήσει τη βιοποικιλότητα ενός οικοτόπου. Αυτό λαμβάνει υπόψη την ποσότητα των ειδών που υπάρχουν στον οικότοπο, καθώς και την αφθονία κάθε είδους.
Ευρετήριο
- 1 Συνδεδεμένες έννοιες
- 1.1 Βιολογική ποικιλότητα
- 1.2 Πλούτος
- 1.3 Ικανότητα
- 2 Ορισμός
- 3 Φόρμουλα
- 4 Ερμηνεία
- 4.1 Αμοιβαίο δείκτη Simpson (1 / D)
- 5 Παράδειγμα υπολογισμού δείκτη ποικιλομορφίας Simpson
- 6 Αναφορές
Σχετικές έννοιες
Πριν αναλυθεί λεπτομερέστερα ο δείκτης ποικιλομορφίας Simpson, είναι σημαντικό να κατανοήσετε κάποιες βασικές έννοιες που περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω:
Βιολογική ποικιλότητα
Η βιολογική ποικιλότητα είναι η μεγάλη ποικιλία ζωντανών όντων που υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή, είναι μια ιδιότητα που μπορεί να ποσοτικοποιηθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Υπάρχουν δύο βασικοί παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη κατά τη μέτρηση της ποικιλομορφίας: πλούτος και δικαιοσύνη.
Ο πλούτος είναι ένα μέτρο του αριθμού των διαφόρων οργανισμών που υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή. δηλαδή, η ποσότητα των ειδών που υπάρχουν σε έναν βιότοπο.
Ωστόσο, η ποικιλομορφία εξαρτάται όχι μόνο από τον πλούτο των ειδών αλλά και από την αφθονία κάθε είδους. Η ιθαγένεια συγκρίνει την ομοιότητα μεταξύ των μεγεθών του πληθυσμού κάθε υπάρχοντος είδους.
Πλούτος
Ο αριθμός των ειδών που λαμβάνονται σε ένα δείγμα ενδιαιτημάτων είναι ένα μέτρο πλούτου. Όσο περισσότερα είδη υπάρχουν σε ένα δείγμα, τόσο πιο πλούσιο θα είναι το δείγμα.
Ο πλούτος των ειδών ως μέτρου από μόνο του δεν λαμβάνει υπόψη τον αριθμό των ατόμων σε κάθε είδος.
Τα παραπάνω σημαίνει ότι το ίδιο βάρος δίνεται σε είδη που έχουν λίγα άτομα σε σχέση με αυτά που έχουν πολλά άτομα. Ως εκ τούτου, μια μαργαρίτα έχει τόσο μεγάλη επιρροή στον πλούτο ενός οικοτόπου, όπως θα είχε 1000 βουκεράκια που ζουν στον ίδιο τόπο.
Ικανότητα
Η δικαιοσύνη είναι ένα μέτρο της σχετικής αφθονίας των διαφόρων ειδών που αποτελούν τον πλούτο μιας περιοχής. δηλαδή σε έναν δεδομένο βιότοπο ο αριθμός των ατόμων κάθε είδους θα επηρεάσει επίσης τη βιοποικιλότητα του τόπου.
Μια κοινότητα που κυριαρχείται από ένα ή δύο είδη θεωρείται λιγότερο διαφοροποιημένη από μια κοινότητα στην οποία τα παρόντα είδη έχουν παρόμοια αφθονία.
Ορισμός
Καθώς αυξάνεται ο πλούτος και η δικαιοσύνη του είδους, αυξάνεται η ποικιλομορφία. Ο δείκτης ποικιλομορφίας Simpson είναι ένα μέτρο της ποικιλομορφίας που λαμβάνει υπόψη τόσο τον πλούτο όσο και τη δικαιοσύνη.
Οι οικολόγοι, βιολόγοι που μελετούν το είδος στο περιβάλλον τους, ενδιαφέρονται για την ποικιλία των ειδών στα ενδιαιτήματα που μελετούν. Αυτό συμβαίνει επειδή η ποικιλομορφία είναι συνήθως ανάλογη με τη σταθερότητα του οικοσυστήματος: όσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλομορφία, τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα.
Οι πιο σταθερές κοινότητες έχουν ένα μεγάλο αριθμό ειδών που κατανέμονται αρκετά ομοιόμορφα σε πληθυσμούς μεγάλου μεγέθους. Η ρύπανση συχνά μειώνει την ποικιλομορφία, ευνοώντας μερικά κυρίαρχα είδη. Ως εκ τούτου, η πολυμορφία αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την επιτυχή διαχείριση της διατήρησης ειδών.
Φόρμουλα
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο όρος "δείκτης ποικιλομορφίας του Simpson" χρησιμοποιείται στην πραγματικότητα για να αναφέρεται σε οποιονδήποτε από τους τρεις στενά συνδεδεμένους δείκτες.
Ο δείκτης Simpson (D) μετρά την πιθανότητα ότι δύο άτομα τυχαία επιλεγμένα από ένα δείγμα ανήκουν στο ίδιο είδος (ή στην ίδια κατηγορία).
Υπάρχουν δύο εκδοχές του τύπου για τον υπολογισμό του D. Οποιαδήποτε από τις δύο είναι έγκυρη, αλλά πρέπει να είστε συνεπείς.
Πού:
- n = ο συνολικός αριθμός των οργανισμούς ενός συγκεκριμένου είδους.
- N = ο συνολικός αριθμός των οργανισμούς όλων των ειδών.
Η τιμή του D κυμαίνεται μεταξύ 0 και 1:
- Εάν η τιμή του D δίνει 0, αυτό σημαίνει άπειρη ποικιλομορφία.
- Εάν η τιμή του D δίνει 1, αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει ποικιλομορφία.
Ερμηνεία
Ο δείκτης είναι μια αναπαράσταση της πιθανότητας ότι δύο άτομα, στην ίδια περιοχή και τυχαία επιλεγμένα, είναι του ίδιου είδους. Το εύρος του δείκτη Simpson πηγαίνει από 0 έως 1, όπως αυτό:
- Όσο πιο κοντά πλησιάζει η τιμή του D στο 1, τόσο μικρότερη είναι η ποικιλομορφία του οικοτόπου.
- Όσο πιο κοντά πλησιάζει η τιμή του D, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλομορφία του ενδιαιτήματος.
Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του D, τόσο μικρότερη είναι η ποικιλομορφία. Αυτό δεν είναι εύκολο να ερμηνευθεί διαισθητικά και θα μπορούσε να προκαλέσει σύγχυση, γι 'αυτό και επιτεύχθηκε συναίνεση για την αφαίρεση της τιμής από το D στο 1 ως εξής: 1- D
Σε αυτή την περίπτωση, η τιμή του δείκτη επίσης κυμαίνεται μεταξύ 0 και 1, αλλά τώρα, όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλία του δείγματος.
Αυτό έχει μεγαλύτερη σημασία και είναι ευκολότερο να κατανοηθεί. Σε αυτή την περίπτωση, ο δείκτης αντιπροσωπεύει την πιθανότητα δύο ατόμων τυχαία επιλεγμένα από ένα δείγμα να ανήκουν σε διαφορετικά είδη.
Ένας άλλος τρόπος για να ξεπεραστεί το πρόβλημα της "αντίθετης-διαισθητικής" φύσης του δείκτη Simpson είναι να πάρει την αμοιβαιότητα του δείκτη? δηλαδή, 1 / D.
Αμοιβαίος δείκτης Simpson (1 / D)
Η τιμή αυτού του δείκτη ξεκινά με το 1 ως το χαμηλότερο δυνατό αριθμό. Αυτή η περίπτωση θα αντιπροσωπεύει μια κοινότητα που περιέχει μόνο ένα είδος. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποικιλομορφία.
Η μέγιστη τιμή είναι ο αριθμός των ειδών του δείγματος. Για παράδειγμα: αν υπάρχουν πέντε είδη σε ένα δείγμα, τότε η μέγιστη τιμή του αμοιβαίου δείκτη Simpson είναι 5.
Ο όρος "δείκτης ποικιλομορφίας του Simpson" συχνά χρησιμοποιείται ανακριβώς. Αυτό σημαίνει ότι οι τρεις δείκτες που περιγράφονται παραπάνω (δείκτης Simpson, δείκτης ποικιλομορφίας Simpson και αμοιβαίος δείκτης Simpson), που σχετίζονται τόσο στενά, έχουν αναφερθεί με τον ίδιο όρο σύμφωνα με διαφορετικούς συντάκτες..
Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να καθορίσετε ποιος δείκτης έχει χρησιμοποιηθεί σε μια συγκεκριμένη μελέτη, αν θέλετε να κάνετε συγκρίσεις της ποικιλίας.
Εν πάση περιπτώσει, μια κοινότητα που κυριαρχείται από ένα ή δύο είδη θεωρείται λιγότερο διαφοροποιημένη από εκείνη στην οποία πολλά διαφορετικά είδη έχουν παρόμοια αφθονία.
Παράδειγμα υπολογισμού δείκτη ποικιλομορφίας Simpson
Λαμβάνεται μια δειγματοληψία των αγρίων λουλουδιών που υπάρχουν σε δύο διαφορετικά πεδία και λαμβάνονται τα ακόλουθα αποτελέσματα:
Το πρώτο δείγμα έχει μεγαλύτερη δικαιοσύνη από το δεύτερο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο συνολικός αριθμός των ατόμων στον τομέα κατανέμεται κατά τρόπο ομοιόμορφο μεταξύ των τριών ειδών.
Όταν παρατηρούμε τις τιμές στον πίνακα, είναι εμφανής η ανισότητα στη διανομή των ατόμων σε κάθε πεδίο. Ωστόσο, από την άποψη του πλούτου και οι δύο τομείς είναι ίσοι επειδή έχουν 3 είδη το καθένα. κατά συνέπεια, έχουν τον ίδιο πλούτο.
Αντίθετα, στο δεύτερο δείγμα τα περισσότερα άτομα είναι το κυρίαρχο είδος. Στον τομέα αυτό υπάρχουν λίγες μαργαρίτες και πικραλίδες. Επομένως, το πεδίο 2 θεωρείται λιγότερο διαφοροποιημένο από το πεδίο 1.
Τα παραπάνω είναι αυτά που παρατηρούνται με γυμνό μάτι. Στη συνέχεια, ο υπολογισμός πραγματοποιείται εφαρμόζοντας τον τύπο:
Στη συνέχεια:
Δ (πεδίο 1) = 334,450 / 1,000x (999)
Δ (πεδίο 1) = 334.450 / 999.000
Δ (πεδίο 1) = 0,3 -> Δείκτης Simpson για το πεδίο 1
Δ (πεδίο 2) = 868.562 / 1.000x (999)
Δ (πεδίο 2) = 868.562 / 999.000
Δ (πεδίο 2) = 0,9 -> Δείκτης Simpson για το πεδίο 2
Στη συνέχεια:
1-D (πεδίο 1) = 1- 0.3
1-D (πεδίο 1) = 0,7 -> Δείκτης ποικιλομορφίας Simpson για το πεδίο 1
1-D (πεδίο 2) = 1-9
1-D (πεδίο 2) = 0,1 -> Δείκτης ποικιλομορφίας Simpson για το πεδίο 2
Τέλος:
1 / D (πεδίο 1) = 1 / 0,3
1 / D (πεδίο 1) = 3.33 -> Αμοιβαίος δείκτης Simpson για το πεδίο 1
1 / D (πεδίο 2) = 1 / 0.9
1 / D (πεδίο 2) = 1,11 -> αμοιβαίο δείκτη Simpson για το πεδίο 2
Αυτές οι 3 διαφορετικές τιμές αντιπροσωπεύουν την ίδια βιοποικιλότητα. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί ποιος από τους δείκτες έχει χρησιμοποιηθεί για να κάνει οποιαδήποτε συγκριτική μελέτη της ποικιλομορφίας.
Μια τιμή του δείκτη Simpson του 0,7 δεν είναι η ίδια με μια τιμή 0,7 για τον δείκτη ποικιλομορφίας Simpson. Ο δείκτης Simpson δίνει περισσότερο βάρος στα πιο άφθονα είδη σε ένα δείγμα και η προσθήκη σπάνιων ειδών σε δείγμα προκαλεί μόνο μικρές αλλαγές στην τιμή του D.
Αναφορές
- Αυτός, F., & Hu, Χ. S. (2005). Τη βασική παράμετρο βιοποικιλότητας του Hubbell και τον δείκτη ποικιλομορφίας Simpson. Οικολογικά γράμματα, 8(4), 386-390.
- Hill, Μ. Ο. (1973). Διαφορετικότητα και Ευθυμία: Μια ενοποιητική σημείωση και οι συνέπειές της. Οικολογία, 54(2), 427-432.
- Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Στατιστική Οικολογία: Αστάτης στις Μέθοδοι και στον Υπολογισμό (1st). John Wiley & Sons.
- Magurran, Α. (2013). Μέτρηση της βιολογικής ποικιλομορφίας. John Wiley & Sons.
- Morris, Ε. Κ., Caruso, Τ., Buscot, F., Fischer, Μ., Hancock, C., Maier, Τ. S., ... Rillig, Μ. C. (2014). Επιλογή και χρησιμοποίηση των δεικτών ποικιλομορφίας: Παρατηρήσεις για οικολογικές εφαρμογές από τους γερμανικούς εξερευνητές βιοποικιλότητας. Οικολογία και Εξέλιξη, 4(18), 3514-3524.
- Simpson, Ε. Η. (1949). Μέτρηση της πολυμορφίας. Φύση, 163(1946), 688.
- Van Der Heijden, Μ. G. Α., Klironomos, J. Ν., Ursic, Μ., Moutoglis, Ρ., Streitwolf-Engel, R., Boller, Τ., Sanders, Ι. R. (1998). Η μυκορριζική μυκητιακή ποικιλομορφία καθορίζει τη βιοποικιλότητα των φυτών, τη μεταβλητότητα του οικοσυστήματος και την παραγωγικότητα. Φύση, 396(6706), 69-72.