Какво представлява индексът на Shannon и за какво е?



на Индекс на Шанън, Също известен в литературата като Shannon-Weaver, той се използва за количествено определяне на специфичното биоразнообразие. Символът H 'се използва за представянето му, а неговите стойности осцилират между положителни числа, обикновено между 2, 3 и 4. В литературата този индекс е един от най-популярните за измерване на биоразнообразието..

Индексът отчита количеството на видовете, които съществуват в пробата и относителното количество индивиди, които съществуват за всеки вид. Това означава, че съзерцават богатството и изобилието на вида.

Тъй като формулата, включена в неговото изчисление, включва логаритъм, няма максимална стойност за индекса. Въпреки това, минималната стойност е нула, което показва липсата на разнообразие - съществуващото състояние в монокултура, например, когато има само един вид.

Стойности, по-ниски от 2, се интерпретират като екосистеми с относително ниско разнообразие на видовете, докато тези с по-голяма от 3 са високи. Пустинните райони са примери за различни екосистеми.

Горите на тропиците и рифовете, напротив, са екосистеми с доста високо биологично разнообразие на видове..

индекс

  • 1 Историческа перспектива
  • 2 Определение
  • 3 Формула
  • 4 Предимства
  • 5 Еднородност
  • 6 Приложимост
  • 7 Препратки

Историческа перспектива

Индексът на Шанън е предложен от Клод Елууд Шанън (1916 - 2001), с цел да се намери мярка, която може да определи количествено ентропията. Този изследовател е математик и електроинженер, роден в САЩ.

Има известно объркване с истинското име на индекса. Пълното име е индексът Шанън-Уайнер. В много случаи обаче авторите го наричат ​​индекс на Шанън-Уивър.

Тази грешка отчасти възникна, защото Клод Шанън е работил в сътрудничество с математика Уорън Уийвър в няколко случая..

дефиниция

Разнообразието е един от най-важните параметри, използвани за описание на екосистемите.

Индексът на Шанън е индекс, който се стреми да измери разнообразието от видове, като се има предвид тяхната еднородност. Това е приложение на теорията на информацията и се основава на идеята, че най-голямото разнообразие съответства на по-голяма несигурност при избора на конкретен вид на случаен принцип..

С други думи, индексът формулира еднородността на важните стойности с помощта на всички видове в пробата.

Тя може да приеме следните минимални и максимални стойности: нула показва, че има само един вид, докато логаритъмът на S (общ брой на видовете в извадката) означава, че всички видове са представени от един и същ брой индивиди.

Да предположим, че имаме хипотетична екосистема само с два вида. Нека да мислим също, че те са на една и съща честота (те са еднакво разпространени). По този начин несигурността е 50%, тъй като двете алтернативи са еднакво възможни.

Идентификацията, която дава сигурност, е единица информация, наречена "бит". Ако имаме, например, четири равностойни вида, разнообразието ще бъде два бита.

формула

Математически изчисляваме индекса на Шанън чрез следния израз:

H = - пи Въ пи

В израза на индекса, променливата пи представлява пропорционалното изобилие на вида аз, изчислено като сухото тегло на видовете, разделено на свой ред от общото сухо тегло в пробата.

По този начин индексът измерва несигурността в прогнозата за идентичността на видовете индивиди, която се взема на случаен принцип от извадка..

В допълнение, основата на логаритъма, използван в израза, може да бъде избрана свободно от изследователя. Самият Шанън обсъжда логаритмите в базите 2, 10 и и, където всеки отговаря на различни единици мерки.

По този начин единиците са двоични цифри или битове, десетични цифри и естествени цифри за бази 2, 10 и и, съответно.

облага

Индексът на Шанън е един от най-използваните в екологичните изследвания, тъй като неговото приложение носи определени предимства, в сравнение с другите индекси на разнообразието, които са относително популярни..

Първо, индексът не се влияе значително от размера на извадката. Няколко проучвания се стремят да намерят ефекта от размера на извадката и са стигнали до извода, че размерът на пробата има много малък ефект по отношение на измерванията на разнообразието на видовете..

Второ, прилагането на индекса води до улавяне на голямо количество информация само в един математически израз. Това е много полезна функция, ако искате да съобщите значителен обем информация на широка аудитория.

В допълнение, поставянето на индекс "в контекст" е от решаващо значение за неговото тълкуване. Първата част се състои в разпознаване на максималните и минималните стойности, които хвърля. В индекса на Шанън е лесно да се визуализира, че максимумът съответства на дневника S, където S е богатството и минимумът е 0.

еднаквост

Индексът на Шанън се основава на много уместна концепция в екологията: еднородност. Този параметър се отнася до степента, в която видовете са представени в цялата проба.

Крайностите обхващат един доминиращ вид и други видове, присъстващи в много ниски числа (стойности на еднородност, близки до 0), за всички видове, представени с еднакви числа (стойности на еднородност, близки до 1).

Еднородността играе основна роля в екологичния анализ на разнообразието. Например, в по-единни общности, индексът на Шанън става по-чувствителен към богатството.

приложимост

Индексите на разнообразието се използват широко в мониторинга, от гледна точка на екологията и опазването на застрашените видове.

Индексите на видовото разнообразие имат особеността да обобщават голямо и важно количество данни, които могат да се използват за извеждане на характеристиките на населението.

Този индекс е бил използван за проучване на различните ефекти от смущенията и стреса върху разнообразието на общностите, както на животните, така и на растенията, тъй като предоставя комплексна информация въз основа на броя на видовете и еднородността.

И накрая, връзката между разнообразието на екосистемите и устойчивостта на екосистемите е предмет на широк дебат. Някои изследвания потвърждават този подход.

препратки

  1. Gliessman, S. R. (2002). Агроекология: екологични процеси в устойчивото земеделие. CATIE.
  2. Núñez, E. F. (2008). Силвопасторални системи, установени с Pinus radiata D. Don и Betula alba L. в Галисия. Университет Сантяго де Компостела.
  3. Jorgensen, S.E. (2008). Енциклопедия на екологията, редактирана от Свен Ерик Йоргенсен, Брайън Д. Фатх.
  4. Кели, А. (2016). Разработване на показатели за справедливост, разнообразие и конкуренция: нови мерки за училищата и университетите. Routledge.
  5. Pal, R., & Choudhury, A. K. (2014). Въведение в фитопланктоните: разнообразие и екология. дребна порода ловджийско куче.
  6. Pla, L. (2006). Биоразнообразие: Извод, основан на индекса и богатството на Шанън. Interscience, 31(8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010) Характеризиране на общностите. Природа Образование Знание 3 (10): 39