Kopīgot:
Simpsona indeksa definīcija, formula, interpretācija un piemērs
The Simpsona indekss tā ir formula, ko izmanto, lai noteiktu kopienas daudzveidību. To parasti izmanto, lai izmērītu bioloģisko daudzveidību, proti, dzīvo lietu daudzveidību konkrētā vietā. Tomēr šis indekss ir noderīgs arī, lai novērtētu tādu elementu daudzveidību kā skolas, vietas, cita starpā.
Ekoloģijā Simpson indekss bieži tiek izmantots (citu rādītāju vidū), lai kvantitatīvi noteiktu biotopu bioloģisko daudzveidību. Tas ņem vērā biotopā esošo sugu daudzumu, kā arī katras sugas pārpilnību.
Indekss
- 1 Saistītās koncepcijas
- 1.1. Bioloģiskā daudzveidība
- 1.2. Bagātība
- 1.3. Līdzvērtība
- 2 Definīcija
- 3 Formula
- 4 Mutiskā tulkošana
- 4.1. Simpsona savstarpējais indekss (1 / D)
- 5 Simpson daudzveidības indeksa aprēķina piemērs
- 6 Atsauces
Saistītās koncepcijas
Pirms sīkāk analizējat Simpsona daudzveidības indeksu, ir svarīgi saprast dažus tālāk minētos pamatjēdzienus:
Bioloģiskā daudzveidība
Bioloģiskā daudzveidība ir dzīvo būtņu daudzveidība, kas pastāv konkrētā apgabalā, tas ir īpašums, ko var kvantitatīvi noteikt dažādos veidos. Novērtējot daudzveidību, tiek ņemti vērā divi galvenie faktori: bagātība un taisnīgums.
Bagātība ir dažādu organismu skaits konkrētā apgabalā; tas ir, biotopā esošo sugu daudzums.
Tomēr daudzveidība ir atkarīga ne tikai no sugu bagātības, bet arī no katras sugas daudzuma. Vienlīdzība salīdzina līdzību starp katras sugas populāciju lielumu.
Bagātība
Biotopu paraugā ņemto sugu skaits ir bagātības mērs. Jo vairāk sugu ir paraugā, jo bagātāks būs paraugs.
Sugu bagātība kā pasākums pati par sevi neņem vērā indivīdu skaitu katrā sugā.
Iepriekš minētais nozīmē to, ka tāds pats svars tiek piešķirts sugām, kurām ir maz cilvēku, nekā tiem, kuriem ir daudz cilvēku. Tāpēc margrietiņa ietekme uz biotopa bagātību ir tikpat liela, ka tajā būtu 1000 sviesta pīrāgu, kas dzīvo tajā pašā vietā.
Vienlīdzība
Taisnīgums ir dažādu sugu relatīvās pārpilnības rādītājs, kas veido teritorijas bagātību; tas nozīmē, ka konkrētā biotopā katras sugas indivīdu skaits ietekmēs arī šīs vietas bioloģisko daudzveidību.
Kopiena, kurā dominē viena vai divas sugas, tiek uzskatīta par mazāk daudzveidīgu nekā kopiena, kurā ir līdzīgas sugas.
Definīcija
Tā kā sugas bagātība un taisnīgums palielinās, daudzveidība palielinās. Simpsonas daudzveidības indekss ir daudzveidības rādītājs, kas ņem vērā gan bagātību, gan taisnīgumu.
Ekologi, biologi, kas mācās šo sugu savā vidē, ir ieinteresēti sugu daudzveidībā to pētītajos biotopos. Tas ir tāpēc, ka daudzveidība parasti ir proporcionāla ekosistēmas stabilitātei: jo lielāka ir daudzveidība, jo lielāka stabilitāte.
Visstabilākajām kopienām ir liels skaits sugu, kas ir diezgan vienmērīgi sadalītas labās populācijās. Piesārņojums bieži samazina daudzveidību, dodot priekšroku dažām dominējošām sugām. Tāpēc daudzveidība ir svarīgs faktors sugu saglabāšanas veiksmīgā pārvaldībā.
Formula
Ir svarīgi atzīmēt, ka termins "Simpsona daudzveidības indekss" faktiski tiek izmantots, lai atsauktos uz jebkuru no trim cieši saistītiem rādītājiem.
Simpson indekss (D) mēra varbūtību, ka divas izlases veidā atlasītas personas pieder pie vienas sugas (vai tās pašas kategorijas).
D. Aprēķināšanai ir divas formulas versijas. Katrs no šiem variantiem ir derīgs, bet jums ir jābūt konsekventam.
Kur:
- n = kopējais skaits organismiem konkrētas sugas.
- N = kopējais skaits organismiem visu sugu.
D vērtība ir no 0 līdz 1:
- Ja D vērtība dod 0, tas nozīmē bezgalīgu daudzveidību.
- Ja D vērtība dod 1, tas nozīmē, ka nav daudzveidības.
Mutiskā tulkošana
Indekss atspoguļo varbūtību, ka divi indivīdi tajā pašā reģionā un atlasīti pēc nejaušības principa, ir vienādas sugas. Simpson indeksa diapazons ir no 0 līdz 1, piemēram:
- Jo tuvāka ir D līdz 1 pieejas vērtība, jo zemāka ir biotopa daudzveidība.
- Jo tuvāk D ir 0, jo lielāks ir biotopa daudzveidība.
Tas ir, jo lielāka ir D vērtība, jo mazāka ir daudzveidība. Tas nav viegli interpretējams intuitīvi un var radīt neskaidrības, tāpēc tika panākta vienprātība, lai atņemtu vērtību no D līdz 1, kas ir šāds: 1– D
Šajā gadījumā indeksa vērtība svārstās arī no 0 līdz 1, bet, jo lielāka vērtība, jo lielāka ir parauga daudzveidība..
Tas ir vairāk saprotams un ir vieglāk saprotams. Šajā gadījumā indekss atspoguļo varbūtību, ka divas izlases veidā atlasītas personas pieder pie dažādām sugām.
Vēl viens veids, kā pārvarēt Simpson indeksa „pret-intuitīvo” raksturu, ir ņemt vērā indeksa savstarpējo raksturu; tas ir, 1 / D.
Savstarpējs Simpson indekss (1 / D)
Šī indeksa vērtība sākas ar 1 kā zemāko iespējamo skaitli. Šis gadījums būtu kopiena, kurā ir tikai viena suga. Jo lielāka vērtība, jo lielāka ir daudzveidība.
Maksimālā vērtība ir sugu skaits paraugā. Piemēram: ja paraugā ir piecas sugas, tad maksimālā savstarpējā Simpson indeksa vērtība ir 5.
Termins "Simpsona daudzveidības indekss" bieži tiek lietots nepareizi. Tas nozīmē, ka trīs iepriekš aprakstītie rādītāji (Simpson indekss, Simpson daudzveidības indekss un Simpsona savstarpējais indekss), kas ir tik cieši saistīti, ir minēti vienā un tajā pašā termiņā saskaņā ar dažādiem autoriem..
Tāpēc ir svarīgi noteikt, kurš indekss ir izmantots konkrētā pētījumā, ja vēlaties salīdzināt dažādību.
Jebkurā gadījumā tiek uzskatīts, ka kopiena, kurā dominē viena vai divas sugas, nav tik daudzveidīga, kā to, kurā vairākām dažādām sugām ir līdzīga pārpilnība.
Simpson dažādības indeksa aprēķina piemērs
Veic paraugu ņemšanu no savvaļas ziediem, kas atrodas divos dažādos laukos, un iegūst šādus rezultātus:
Pirmajam paraugam ir vairāk taisnīguma nekā otrais. Tas ir tāpēc, ka kopējais personu skaits šajā jomā ir diezgan vienmērīgi sadalīts starp trim sugām.
Ievērojot tabulā norādītās vērtības, ir redzama nevienlīdzība indivīdu sadalījumā katrā jomā. Tomēr no bagātības viedokļa abi lauki ir vienādi, jo katrai no tām ir 3 sugas; līdz ar to viņiem ir tāda pati bagātība.
Turpretī otrajā paraugā vairums indivīdu ir sviesta pīles, dominējošās sugas. Šajā jomā ir maz margrietiņu un pienenes; tāpēc 2. lauks tiek uzskatīts par mazāk daudzveidīgu nekā 1. lauks.
Augstāk ir redzams ar neapbruņotu aci. Tad aprēķins tiek veikts, izmantojot formulu:
Tad:
D (1. lauks) = 334,450 / 1000x (999)
D (1. lauks) = 334,450 / 999,000
D (1. lauks) = 0.3 -> Simpson lauka 1. indekss
D (2. lauks) = 868,562 / 1000x (999)
D (2. lauks) = 868,562 / 999,000
D (2. lauks) = 0,9 -> Simpsona 2. lauka indekss
Tad:
1-D (1. lauks) = 1- 0.3
1-D (1. lauks) = 0,7 -> Simpson daudzveidības indekss 1. laukam
1-D (2. lauks) = 1- 0.9
1-D (2. lauks) = 0,1 -> Simpson daudzveidības indekss 2. laukam
Visbeidzot:
1 / D (1. lauks) = 1 / 0.3
1 / D (1. lauks) = 3.33 -> Simpsona savstarpējais indekss 1. laukam
1 / D (2. lauks) = 1 / 0,9
1 / D (2. lauks) = 1,11 -> savstarpējais Simpson indekss 2. laukam
Šīs 3 dažādas vērtības ir vienādas bioloģiskās daudzveidības. Tādēļ ir svarīgi noteikt, kurš no rādītājiem ir izmantots, lai veiktu salīdzinošo pētījumu par dažādību.
Simpsona indeksa vērtība 0,7 nav tā pati vērtība kā 0,7 Simpsona daudzveidības indeksam. Simpson indekss dod lielāku svaru visbiežāk sastopamajām sugām paraugā, un retu sugu pievienošana paraugam izraisa tikai nelielas D vērtības vērtības..
Atsauces
- Viņš, F., un Hu, X. S. (2005). Hubbell bioloģiskās daudzveidības pamatparametrs un Simpson daudzveidības indekss. Ekoloģijas vēstules, 8(4), 386-390.
- Hill, M. O. (1973). Dažādība un līdzība: vienojošs apzīmējums un tā sekas. Ekoloģija, 54(2), 427-432.
- Ludvigs, J. un Reinolds, J. (1988). Statistiskā ekoloģija: metode un skaitļošanas primer (1)st). John Wiley & Sons.
- Magurran, A. (2013). Bioloģiskās daudzveidības mērīšana. John Wiley & Sons.
- Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M. C. (2014). Daudzveidības rādītāju izvēle un izmantošana: ieskats Vācijas bioloģiskās daudzveidības izpētes ekoloģiskajos pielietojumos. Ekoloģija un evolūcija, 4(18), 3514-3524.
- Simpson, E. H. (1949). Dažādības mērīšana. Daba, 163(1946), 688.
- Van Der Heijden, M. G. A., Klironomos, J. N., Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., ... Sanders, I. R. (1998). Mikorrhizas sēnīšu daudzveidība nosaka augu bioloģisko daudzveidību, ekosistēmu mainīgumu un produktivitāti. Daba, 396(6706), 69-72.