Kas ir Shannon indekss un kāds tas ir?



The Shannon indekss, Literatūrā ir pazīstams arī kā Shannon-Weaver, un to izmanto, lai noteiktu konkrētu bioloģisko daudzveidību. Simbolu H 'izmanto, lai to attēlotu, un tās vērtības svārstās starp pozitīviem skaitļiem, parasti no 2 līdz 3 un 4. Literatūrā šis indekss ir viens no populārākajiem bioloģiskās daudzveidības mērīšanai..

Indeksā ņemts vērā paraugā esošo sugu daudzums un katrai sugai piederošo personu relatīvais daudzums. Tas ir, apsvērt sugas bagātību un pārpilnību.

Tā kā aprēķinā iekļautā formula ietver logaritmu, indeksam nav maksimālās vērtības. Tomēr minimālā vērtība ir nulle, kas norāda uz daudzveidības neesamību - esošo stāvokli monokultūrā, piemēram, ja ir tikai viena suga.

Vērtības, kas ir zemākas par 2, interpretē kā ekosistēmas ar relatīvi zemu sugu daudzveidību, bet lielākas par 3 sugām. Tuksneša reģioni ir dažādu ekosistēmu piemēri.

Savukārt tropu un rifu meži ir ekosistēmas ar samērā augstu sugu bioloģisko daudzveidību..

Indekss

  • 1 Vēsturiskā perspektīva
  • 2 Definīcija
  • 3 Formula
  • 4 Priekšrocības
  • 5 Vienveidība
  • 6 Piemērojamība
  • 7 Atsauces

Vēsturiskā perspektīva

Shannon indeksu ierosināja Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), lai atrastu pasākumu, kas varētu noteikt entropiju. Šis pētnieks bija matemātiķis un elektrotehnikas inženieris, kas ir dzimtā ASV.

Ir dažas neskaidrības ar reālo indeksa nosaukumu. Pilns nosaukums ir Shannon-Weiner indekss. Tomēr daudzos gadījumos autori atsaucas uz viņu kā Shannon-Weaver indeksu.

Šī kļūda, daļēji, radās tāpēc, ka Claude Shannon vairākkārt sadarbojās ar matemātiķi Vorenu Veaveru.

Definīcija

Daudzveidība ir viens no svarīgākajiem parametriem, ko izmanto, lai aprakstītu ekosistēmas.

Shannon indekss ir indekss, kura mērķis ir izmērīt sugu daudzveidību, ņemot vērā to vienveidību. Tā ir informācijas teorijas piemērošana, un tā pamatā ir ideja, ka vislielākā daudzveidība atbilst lielākajai nenoteiktībai, izvēloties konkrētu sugu izlases veidā..

Citiem vārdiem sakot, indekss formulē svarīguma vērtību vienveidību ar visām izlasē iekļautajām sugām.

Tam var būt šādas minimālās un maksimālās vērtības: nulle norāda, ka ir tikai viena suga, bet logaritms - S (kopējais sugu skaits izlasē) nozīmē, ka visas sugas pārstāv vienāds skaits cilvēku.

Pieņemsim, ka mums ir hipotētiska ekosistēma ar tikai divām sugām. Pieņemsim arī domāt, ka tie ir tādā pašā biežumā (tie ir vienādi izplatīti). Tādējādi nenoteiktība ir 50%, jo abas alternatīvas ir vienlīdz iespējams.

Identifikācija, kas dod pārliecību, ir informācijas vienība, ko sauc par "bit". Ja mums ir, piemēram, četras vienādas sugas, daudzveidība būs divi biti.

Formula

Matemātiski Shannon indeksu aprēķinām ar šādu izteiksmi:

H ' = - Σ pi ln pi

Indeksa izteiksmē mainīgais pi atspoguļo sugas proporcionālo pārpilnību i, aprēķināts kā sugas sausais svars, kas dalīts pēc kopējās sausnas masas paraugā.

Šādā veidā indekss nosaka nenoteiktību indivīda identitātes prognozēšanā, kas izlases veidā ņemta no parauga.

Turklāt pētnieks var brīvi izvēlēties izteiksmē izmantotā logaritma bāzi. Šenons pats apsprieda logaritmus 2, 10 un 10 bāzēs e, kur katrs atbilst dažādām mērvienībām.

Tādējādi vienības ir binārie cipari vai biti, decimālciparu skaitļi un dabiskie cipari, 2, 10 un 10 bāzēm e, attiecīgi.

Priekšrocības

Shannon indekss ir viens no visbiežāk izmantotajiem ekoloģiskajos pētījumos, jo tā pielietojums sniedz dažas priekšrocības, salīdzinot ar citiem salīdzinoši populāriem rādītājiem..

Pirmkārt, izlases lielums būtiski neietekmē indeksu. Vairākos pētījumos ir mēģināts atrast izlases lieluma ietekmi un secināts, ka izlases lielums tiešām ir ļoti neliels attiecībā uz sugu daudzveidības mērījumiem..

Otrkārt, indeksa izmantošana noved pie liela informācijas apjoma uztveršanas tikai vienā matemātiskā izteiksmē. Šī ir ļoti noderīga funkcija, ja vēlaties izplatīt ievērojamu informācijas daudzumu plašai auditorijai.

Turklāt, interpretējot indeksu "kontekstā", ir izšķiroša nozīme. Pirmā daļa ietver maksimālo un minimālo vērtību atpazīšanu. Shannon indeksā ir viegli iztēloties, ka maksimums atbilst žurnālam S, kur S ir bagātība un minimums ir 0.

Vienveidība

Shannon indekss ir balstīts uz ļoti būtisku koncepciju ekoloģijā: vienveidību. Šis parametrs attiecas uz pakāpi, kādā sugas ir pārstāvētas visā paraugā.

Ekstrēmi aptver vienu dominējošu sugu un citas sugas, kas sastopamas ļoti zemā skaitā (vienveidības vērtības tuvu 0), visām sugām, ko pārstāv vienādi skaitļi (vienādības vērtības tuvu 1).

Vienādībai ir būtiska loma daudzveidības ekoloģiskajā analīzē. Piemēram, vienotākās kopienās Shannon indekss kļūst jutīgāks pret bagātību.

Piemērojamība

Daudzveidības indeksi tiek plaši izmantoti uzraudzībā no ekoloģijas un apdraudēto sugu saglabāšanas viedokļa.

Sugu daudzveidības rādītājiem ir īpaša nozīme, apkopojot lielu un svarīgu datu apjomu, ko var izmantot, lai secinātu iedzīvotāju raksturlielumus..

Šo indeksu izmantoja, lai izpētītu dažādu traucējumu ietekmi un uzsvērtu kopienu, gan dzīvnieku, gan augu daudzveidību, jo tas sniedz kompleksu informāciju, kas balstās uz sugu skaitu un vienveidību..

Visbeidzot, saikne starp ekosistēmu daudzveidību un ekosistēmu noturību ir plaši apspriesta. Daži pētījumi apstiprināja šo pieeju.

Atsauces

  1. Gliessman, S. R. (2002). Agroekoloģija: ekoloģiskie procesi ilgtspējīgā lauksaimniecībā. CATIE.
  2. Núñez, E. F. (2008). Silvopastorālās sistēmas izveidotas ar Pinus radiata D. Don un Betula alba L. Galisijā. Santiago de Compostela universitāte.
  3. Jorgensen, S. E. (2008). Ekoloģijas enciklopēdija, rediģējusi Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
  4. Kelly, A. (2016). Metriku izstrāde vienlīdzībai, dažādībai un konkurencei: jauni pasākumi skolām un universitātēm. Routledge.
  5. Pal, R., & Choudhury, A. K. (2014). Ievads fitoplanktonos: daudzveidība un ekoloģija. Springer.
  6. Pla, L. (2006). Bioloģiskā daudzveidība: secinājums, kas balstīts uz Shannon indeksu un bagātību. Interciencia, 31(8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010), raksturojot kopienas. Dabas izglītības zināšanas 3 (10): 39