Shannon indeks

Indeks Shannon meri biotsko raznovrstnost ekosistemov

Kaj je indeks Shannon?

On Shannon indeks, V literaturi, znani tudi kot Shannon-Weaver, se uporablja za merjenje specifične biotske raznovrstnosti, to je količina različnih mikroorganizmov in organizmov v ekosistemu.

Simbol H 'se uporablja za njegovo predstavljanje in njegove vrednosti segajo med pozitivnimi številkami, običajno med 2, 3 in 4. V literaturi je ta indeks eden najbolj priljubljenih za merjenje biotske raznovrstnosti.

Indeks upošteva količino vrst, ki obstajajo v vzorcu, in relativno število posameznikov za vsako vrsto. To pomeni, da razmišlja o bogastvu in obilici vrst.

Ker formula, vključena v njegov izračun, vključuje logaritem, za indeks ni največje vrednosti. Vendar je minimalna vrednost enaka nič, kar kaže na odsotnost raznolikosti -pogoj, ki obstaja v monokulturi, na primer, kjer obstaja samo ena vrsta-.

Razlaga se, da so vrednosti, manjše od 2. Puščavske regije so primeri malo raznolikih ekosistemov.

Tropski gozdovi in ​​grebeni so v nasprotju s tem ekosistemi z biotsko raznovrstnostjo precej visokih vrst.

Zgodovinska perspektiva

Indeks Shannon je predlagal Claude Elwood Shannon (1916-2001) z namenom iskanja ukrepa, ki bi lahko količinsko opredelil entropijo. Ta raziskovalec je bil matematik in inženir elektrotehnike, po rodu iz ZDA.

Obstaja nekaj zmede s pravim imenom indeksa. Polno ime je indeks Shannon-Weiner. Vendar pa ga avtorji že večkrat navajajo kot indeks Shannon-Weve.

Vam lahko služi: Taenia saginata: značilnosti, morfologija, biološki cikel

Deloma je prišlo do te napake, ker je Claude Shannon večkrat sodeloval z matematikom Warrenom Weaverjem.

Opredelitev

Raznolikost je eden najpomembnejših parametrov, ki se uporabljajo za opis ekosistemov.

Indeks Shannon je indeks, ki želi meriti raznolikost vrst, če upoštevamo njihovo enotnost. Gre za uporabo teorije informacij in temelji na ideji, da največja raznolikost ustreza večji negotovosti pri naključni izbiri določene vrste.

Z drugimi besedami, indeks oblikuje enakomernost pomembnih vrednosti skozi vse vrste v vzorcu.

Lahko vzamete naslednje minimalne in največje vrednosti: nič kaže, da obstaja samo ena vrsta, medtem ko logaritem S (Skupno število vrst v vzorcu) pomeni, da so vse vrste predstavljene z isto število posameznikov.

Recimo, da imamo hipotetični ekosistem z le dvema vrstama. Pomislimo tudi, da so na isti frekvenci (so enakomerni). Tako je negotovost 50%, saj sta obe alternativi enako možni.

Identifikacija, ki jo podeljuje gotovost, je informacijska enota, imenovana "bit". Če imamo na primer štiri izrazite vrste, bo raznolikost dva bita.

Formula

Matematično se indeks Shannon izračuna z naslednjim izrazom:

H ' = - σ pi ln pi

V izrazu indeksa spremenljivka pi predstavlja proporcionalno številčnost vrste Yo, izračunano kot suha masa vrste, razdeljeno, po vrsti, s skupno suho maso v vzorcu.

Vam lahko služi: fotoliza

Na ta način indeks količinsko opredeljuje negotovost pri napovedovanju identitete vrste posameznika, ki je naključno odvzeta iz vzorca.

Poleg tega lahko raziskovalec prosto izbere osnovo logaritma, ki se uporablja v izrazu. Shannon je sam razpravljal o logaritmih na bazi 2, 10 in in, kjer je vsaka ustrezala različnim enotam ukrepov.

Tako so enote binarne števke ali bitov, decimalne števke in naravne števke za baze 2, 10 in in, oziroma.

Prednosti

Indeks Shannon je eden najbolj uporabljenih v ekoloških raziskavah, saj njegova uporaba pomeni določene prednosti v primerjavi z drugimi indeksi raznolikosti, ki so razmeroma priljubljeni.

- Prvič, na indeks velikosti vzorca ne vpliva bistveno. Več študij je želelo najti učinek velikosti vzorca in ugotoviti, da ima velikost vzorca zelo rahlo vpliv na meritve raznolikosti vrste.

- Drugič, indeksna aplikacija vodi do zajema velike količine informacij v samo matematičnem izrazu. To je zelo koristna značilnost, če želite širokemu občinstvu sporočiti veliko informacij.

- Poleg tega je postavitev "konteksta" indeksa ključnega pomena za razlago. Prvi del je prepoznati največje in najmanjše vrednosti, ki jih vrže. V indeksu Shannon je enostavno vizualizirati, da maksimum ustreza dnevniku S, kje S Je bogastvo in najmanj je 0.

Vam lahko služi: rdeča fenola: značilnosti, priprave, aplikacije

Enotnost

Indeks Shannon temelji na zelo pomembnem konceptu v ekologiji: enotnost. Ta parameter se nanaša na stopnjo, v kateri so vrste predstavljene v celotnem vzorcu.

Skrajnosti pokrivajo ene same prevladujoče vrste in druge vrste, ki so prisotne v zelo nizkih številkah (vrednosti enakomernosti blizu 0), vsem vrstam, ki jih predstavljajo enaki številki (vrednosti enakomernosti blizu 1).

Enotnost ima temeljno vlogo pri ekološki analizi raznolikosti. Na primer, v bolj enotnih skupnostih postane Shannonov indeks bolj občutljiv na bogastvo.

Uporabnost

Indeksi raznolikosti se pogosto uporabljajo pri spremljanju z vidika ekologije in ohranjanja ogroženih vrst.

Stopnje raznolikosti vrst imajo posebnost povzema velike in pomembne količine podatkov, ki jih je mogoče uporabiti za sklepanje o značilnostih populacije.

Ta indeks je bil uporabljen za preučevanje različnih učinkov motenj in stresa v raznolikosti skupnosti, tako živali kot rastlin, saj zagotavlja zapletene informacije, ki temeljijo na številu vrst in enotnosti.

Nazadnje je bila povezava med raznolikostjo ekosistemov in njihovo odpornost predmet široke razprave. Nekaterim študijam je uspelo potrditi ta pristop.

Reference

1. Núñez, e. F. Silvopastoralni sistemi, vzpostavljeni s Pinus radiata D. Don in betula alba l. v Galiciji. Univerza Santiago de Compostela.
2. Kelly, a. Razvoj meritev za pravičnost, raznolikost in konkurenco: novi ukrepi za šole in univerzo. Routledge.