Indeks Shannon

Indeks Shannon mengukur biodiversiti ekosistem

Apakah indeks shannon?

Dia Indeks Shannon, Juga dikenali dalam kesusasteraan sebagai Shannon-Weaver, ia digunakan untuk mengukur biodiversiti tertentu, iaitu jumlah mikroorganisma dan organisma yang berbeza dalam ekosistem.

Simbol H 'digunakan untuk mewakilinya, dan nilai -nilainya antara nombor positif, biasanya antara 2, 3 dan 4. Dalam kesusasteraan, indeks ini adalah salah satu yang paling popular untuk pengukuran biodiversiti.

Indeks mengambil kira jumlah spesies yang wujud dalam sampel dan bilangan individu relatif bagi setiap spesies. Iaitu, ia merenungkan kekayaan dan kelimpahan spesies.

Oleh kerana formula yang terlibat dalam pengiraannya melibatkan logaritma, tidak ada nilai maksimum untuk indeks. Walau bagaimanapun, nilai minimum adalah sifar, menunjukkan ketiadaan kepelbagaian -keadaan yang ada dalam monokultur, contohnya, di mana hanya ada satu spesies-.

Ditafsirkan bahawa nilai kurang daripada 2 adalah ekosistem dengan kepelbagaian spesies yang agak rendah, sementara yang lebih dari 3 adalah tinggi. Kawasan padang pasir adalah contoh ekosistem yang sedikit.

Sebaliknya, hutan dan terumbu karang, adalah ekosistem dengan biodiversiti spesies yang agak tinggi.

Perspektif bersejarah

Indeks Shannon dicadangkan oleh Claude Elwood Shannon (1916-2001), dengan tujuan mencari ukuran yang dapat mengukur entropi. Penyelidik ini adalah seorang ahli matematik dan jurutera elektrik, yang berasal dari Amerika Syarikat.

Terdapat beberapa kekeliruan dengan nama sebenar indeks. Nama penuh ialah Indeks Shannon-Weiner. Walau bagaimanapun, pada banyak kesempatan, penulis merujuknya sebagai indeks Shannon-Sepanjang.

Boleh melayani anda: Taenia Saginata: Ciri -ciri, Morfologi, Kitaran Biologi

Kesalahan ini berlaku, sebahagiannya, kerana Claude Shannon bekerjasama dengan ahli matematik Warren Weaver beberapa kali.

Definisi

Kepelbagaian adalah salah satu parameter terpenting yang digunakan untuk menggambarkan ekosistem.

Indeks Shannon adalah indeks yang bertujuan untuk mengukur kepelbagaian spesies, memandangkan keseragaman mereka. Ini adalah penerapan teori maklumat, dan berdasarkan idea bahawa kepelbagaian terbesar sepadan dengan ketidakpastian yang lebih besar secara rawak memilih spesies tertentu.

Dalam erti kata lain, indeks merumuskan keseragaman nilai penting melalui semua spesies dalam sampel.

Anda boleh mengambil nilai minimum dan maksimum berikut: sifar menunjukkan bahawa hanya ada satu spesies, sementara logaritma S (Jumlah spesies dalam sampel) bermaksud bahawa semua spesies diwakili oleh bilangan individu yang sama.

Katakan kita mempunyai ekosistem hipotesis dengan hanya dua spesies. Marilah kita juga berfikir bahawa mereka berada dalam kekerapan yang sama (mereka sama -sama). Oleh itu, ketidakpastian adalah 50%, kerana kedua -dua alternatif sama mungkin.

Pengenalpastian yang diberikan oleh kepastian adalah unit maklumat, yang dipanggil "bit". Sekiranya kita mempunyai, sebagai contoh, empat spesies yang sama, kepelbagaian akan menjadi dua bit.

Formula

Secara matematik, indeks Shannon dikira dengan ungkapan berikut:

H ' = - σ pi Ln pi

Dalam ungkapan indeks, pemboleh ubah pi mewakili kelimpahan berkadar spesies Yo, dikira sebagai berat kering spesies, dibahagikan, seterusnya, dengan jumlah berat kering dalam sampel.

Boleh melayani anda: fotolisis

Dengan cara ini, indeks mengukur ketidakpastian dalam ramalan identiti spesies individu yang secara rawak diambil dari sampel.

Di samping itu, asas logaritma yang digunakan dalam ungkapan boleh dipilih secara bebas oleh penyelidik. Shannon sendiri membincangkan logaritma di pangkalan 2, 10 dan dan, di mana masing -masing sesuai dengan unit langkah yang berbeza.

Oleh itu, unit adalah angka binari atau bit, digit perpuluhan, dan digit semulajadi, untuk pangkalan 2, 10 dan dan, masing -masing.

Kelebihan

Indeks Shannon adalah salah satu yang paling banyak digunakan dalam penyelidikan ekologi, kerana permohonannya memerlukan kelebihan tertentu, berbanding dengan indeks kepelbagaian yang lain yang agak popular.

- Pertama, indeks tidak terjejas dengan saiz sampel. Beberapa kajian telah berusaha untuk mencari kesan saiz sampel dan telah sampai pada kesimpulan bahawa, sebenarnya, saiz sampel mempunyai kesan yang sangat sedikit dalam fikiran pengukuran kepelbagaian spesies.

- Kedua, aplikasi indeks membawa kepada penangkapan sejumlah besar maklumat, hanya dalam ungkapan matematik. Ini adalah ciri yang sangat berguna jika anda ingin menyampaikan sejumlah besar maklumat kepada khalayak yang luas.

- Di samping itu, meletakkan indeks "konteks" adalah penting untuk tafsiran. Bahagian pertama adalah mengenali nilai maksimum dan minimum yang dibuangnya. Dalam indeks Shannon, mudah untuk menggambarkan bahawa maksimum sepadan dengan log S, di mana S Ia adalah kekayaan dan minimum adalah 0.

Boleh melayani anda: merah fenol: ciri, penyediaan, aplikasi

Keseragaman

Indeks Shannon didasarkan pada konsep yang sangat relevan dalam ekologi: keseragaman. Parameter ini merujuk kepada sejauh mana spesies diwakili sepanjang sampel.

Ekstrem meliputi spesies dominan tunggal dan spesies lain yang terdapat dalam jumlah yang sangat rendah (nilai keseragaman hampir 0), kepada semua spesies yang diwakili oleh nombor yang sama (nilai keseragaman hampir 1).

Keseragaman mempunyai peranan asas dalam analisis ekologi kepelbagaian. Sebagai contoh, dalam komuniti yang lebih seragam, indeks Shannon menjadi lebih sensitif terhadap kekayaan.

Kebolehgunaan

Indeks kepelbagaian digunakan secara meluas dalam pemantauan, dari sudut pandangan ekologi dan pemuliharaan spesies terancam.

Kadar kepelbagaian spesies mempunyai keanehan meringkaskan jumlah data yang besar dan penting yang boleh digunakan untuk menyimpulkan ciri -ciri penduduk.

Indeks ini telah digunakan untuk mengkaji kesan yang berbeza dari gangguan dan tekanan dalam kepelbagaian komuniti, kedua -dua haiwan dan tumbuhan, kerana ia memberikan maklumat yang kompleks berdasarkan bilangan spesies dan keseragaman.

Akhirnya, hubungan antara kepelbagaian ekosistem dan daya tahan mereka menjadi subjek perdebatan luas. Beberapa kajian telah berjaya menyokong pendekatan ini.

Rujukan

1. Núñez, e. F. Sistem Silvopastoral Ditubuhkan dengan Pinus Radiata D. Don dan Betula Alba L. di Galicia. Universiti Santiago de Compostela.
2. Kelly, a. Membangunkan metrik untuk ekuiti, kepelbagaian dan persaingan: Langkah baru untuk sekolah dan universiti. Routledge.