Formula, interpretacija in primer indeksa Simpson

On Indeks Simpson Gre za formulo, ki se uporablja za merjenje raznolikosti skupnosti. Običajno se uporablja za merjenje biotske raznovrstnosti, to je raznolikost živih bitij na določenem mestu. Vendar je ta indeks koristen tudi za merjenje raznolikosti elementov, kot so šole, kraji, med drugim.

V ekologiji se indeks Simpson (med drugimi indeksi) pogosto uporablja za količinsko določitev biotske raznovrstnosti habitata. To upošteva število vrst, ki so prisotne v habitatu, in številčnost vsake vrste.

[TOC]

Povezani koncepti

Preden podrobneje analiziramo indeks raznolikosti Simpsona, je pomembno razumeti nekaj osnovnih konceptov, podrobno opisanih v nadaljevanju:

Biološka raznolikost

Biološka raznolikost je najrazličnejša živa bitja na določenem območju, to je lastnost, ki jo je mogoče količinsko opredeliti na več različnih načinov. Pri merjenju raznolikosti se upoštevata dva glavna dejavnika: bogastvo in pravičnost.

Bogastvo je merilo števila različnih organizmov na določenem območju; to pomeni, da je število vrst, prisotnih v habitatu.

Vendar raznolikost ni odvisna le od bogastva vrst, ampak tudi od številčnosti vsake vrste. Equtativnost primerja podobnost med velikostmi populacije vsake od prisotnih vrst.

Bogastvo

Število vrst v vzorcu habitata je merilo bogastva. Več vrst so prisotne v vzorcu, večji bo vzorec.

Bogastvo vrst kot ukrep samo po sebi ne upošteva števila posameznikov pri vsaki vrsti.

Zgornje pomeni, da je enaka teža, ki ima malo posameznikov, kot so tisti, ki imajo veliko posameznikov. Zato margarita toliko vpliva na bogastvo habitata, saj bi imela 1000 vrst, ki živijo na istem mestu.

Pravičnost

Equtativnost je merilo relativne številčnosti različnih vrst, ki sestavljajo bogastvo območja; to pomeni, da bo v določenem habitatu število posameznikov vsake vrste vplivalo tudi na biotsko raznovrstnost kraja.

Skupnost, v kateri prevladuje ena ali dve vrsti, velja za manj raznoliko kot skupnost, v kateri ima sedanja vrsta podobno številčnost.

Vam lahko služi: sinteza lipidov: vrste in njihovi glavni mehanizmi

Opredelitev

Simpsonov indeks meri raznolikost, ki obstaja v skupnosti

Ko se bogastvo in pravičnost vrst povečujeta, se raznolikost povečuje. Simpsonov indeks raznolikosti je merilo raznolikosti, ki upošteva tako bogastvo kot pravičnost.

Ekologi, biologi, ki študirajo vrste v svojem okolju, zanimajo raznolikost vrst habitatov, ki jih preučujejo. To je zato, ker je raznolikost običajno sorazmerna s stabilnostjo ekosistema: večja je raznolikost, večja je stabilnost.

Najbolj stabilne skupnosti imajo veliko število vrst, ki so v populacijah v dobrih velikosti razporejene precej enakomerno. Kontaminacija pogosto zmanjšuje raznolikost tako, da daje prednost nekaj prevladujočimi vrstami. Raznolikost je torej pomemben dejavnik pri uspešnem upravljanju ohranjanja vrst.

Formula

Pomembno je opozoriti, da se izraz "indeks raznolikosti Simpson" dejansko uporablja za navajanje katerega koli od treh tesno povezanih indeksov.

Indeks Simpson (d) meri verjetnost, da dva naključno izbrana posameznika pripadata isti vrsti (ali isto kategorijo).

Za izračun D obstajata dve različici formule. Katera koli od obeh je veljavna, vendar morate biti dosledni.

Kje:

- n = skupno število organizmi določene vrste.

- N = skupno število organizmi vseh vrst.

Vrednost D se giblje med 0 in 1:

- Če vrednost d da 0 pomeni neskončno raznolikost.

- Če vrednost d da 1 pomeni, da ni raznolikosti.

Interpretacija

Indeks je predstavitev verjetnosti, da sta dva posameznika v isti regiji in naključno izbrana iste vrste. Obseg indeksa Simpson sega od 0 do 1, kot je ta:

- Čim bližje je vrednost d do 1, nižja je raznolikost habitata.

- Bolj kot je vrednost d do 0, večja je raznolikost habitata.

To pomeni, da večja je vrednost d, nižja je raznolikost. Tega ni enostavno razlagati intuitivno in bi lahko ustvarilo zmedo, zato je bilo doseženo soglasje o odštevanju vrednosti D do 1, kot je naslednje: 1- D

Vam lahko služi: DNK

V tem primeru se vrednost indeksa giblje tudi med 0 in 1, zdaj pa večja je vrednost, večja je raznolikost vzorca.

To je bolj smiselno in je lažje razumeti. V tem primeru indeks predstavlja verjetnost, da dva naključno izbrana posameznika iz vzorca pripadata različnim vrstam.

Drug način za premagovanje problema "nasprotnega" narave "indeksa Simpsona je, da vzamemo vzajemnost indeksa; to je 1/d.

Simpson Reciprocal Index (1/d)

Vrednost tega indeksa se začne z 1 kot najnižjo možno številko. Ta primer bi predstavljal skupnost, ki vsebuje samo eno vrsto. Večja je vrednost, večja raznolikost.

Največja vrednost je število vrst v vzorcu. Na primer: Če je v vzorcu pet vrst, potem je največja vrednost vzajemnega indeksa Simpsona 5.

Izraz "indeks raznolikosti Simpson se pogosto uporablja na neprekinjen način. To pomeni, da so bili trije zgoraj opisani (Simpson Index, Simpson Diversity Index in Simpsonov vzajemni indeks), ki so bili tako tesno povezani po istem izrazu po različnih avtorjih.

Zato je pomembno ugotoviti, kateri indeks je bil uporabljen v določeni študiji, če želite primerjati raznolikost.

Vsekakor se skupnost, v kateri prevladuje ena ali dve vrsti.

Primer izračuna indeksa raznolikosti Simpsona

Izdelano je vzorčenje divjih cvetov, ki so prisotni na dveh različnih poljih in pridobljeni so naslednji rezultati:

Prvi vzorec ima več pravičnosti kot drugi. To je zato, ker je skupno število posameznikov na terenu razporejeno precej enakomerno med tremi vrstami.

Pri opazovanju vrednosti v tabeli je neenakost pri porazdelitvi posameznikov v vsakem polju. Vendar pa sta z vidika bogastva obe polji enaki, ker imata po 3 vrste; Posledično imajo enako bogastvo.

V nasprotju s tem je v drugi oddaji večina posameznikov Ranunculos, prevladujoča vrsta. Na tem področju je malo margarit in levjih zob; Zato velja, da je polje 2 manj raznoliko od 1.

Vam lahko služi: fosfatidna kislina: kemična struktura, biosinteza, funkcije

Zgoraj je opaženo s prostim očesom. Nato se izračun izvede z uporabo formule:

Tako:

D (polje 1) = 334.450/1.000x (999)

D (polje 1) = 334.450/999.000

D (polje 1) = 0,3 -> indeks Simpson za polje 1

D (polje 2) = 868.562 /1.000x (999)

D (polje 2) = 868.562 /999.000

D (polje 2) = 0,9 -> indeks Simpson za polje 2

Nato:

1-D (polje 1) = 1- 0,3

1 -D (polje 1) = 0,7 -> Indeks raznolikosti Simpson za polje 1

1-D (polje 2) = 1- 0,9

1 -D (polje 2) = 0,1 -> Indeks raznolikosti Simpson za polje 2

Končno:

1 / d (polje 1) = 1 / 0.3

1/d (polje 1) = 3,33 -> Simpson Reciprocal Index za polje 1

1 / d (polje 2) = 1 / 0.9

1/d (polje 2) = 1,11 -> Simpson Reciprocal Index za polje 2

Te 3 različne vrednosti predstavljajo isto biotsko raznovrstnost. Zato je pomembno določiti, kateri od indeksov je bilo uporabljeno za kakršno koli primerjalno študijo raznolikosti.

Vrednost indeksa 0,7 Simpson ni enaka vrednost 0,7 za Simpsonov indeks raznolikosti. Indeks Simpsona daje večjo težo najpogostejšim vrstam v vzorcu, dodajanje redkih vrst na vzorec pa le povzroči majhne spremembe vrednosti D.

Reference

1. On, f., & Hu, x. S. (2005). Hubbell's Osnove. Ekološka pisma, 8(4), 386-390.
2. Hill, m. Tudi. (1973). Raznolikost in enakomernost: združevanje zapisov in njenih posledic. Ekologija, 54(2), 427-432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistična ekologija: prvi v metodah in računalništvu (1^ST). John Wiley & Sons.
4. Magurran, a. (2013). Merjenje biološke raznolikosti. John Wiley & Sons.
5. Morris, npr. K., Caruso, t., Buscot, f., Fischer, m., Hancock, c., Maier, t. S.,… RILLIG, M. C. (2014). Izbira in uporaba različnih indeksov: vpogled za ekološke aplikacije iz nemških raziskovalnih biotskih raznovrstnosti. Ekologija in evolucija, 4(18), 3514-3524.
6. Simpson, e. H. (1949). Merjenje raznolikosti. Narava, 163(1946), 688.
7. Van der Heijden, m. G. Do., Klironom, J. N., Ursic, m., Moutoglis, str., Streitwolf-Engel, r., Boller, t.,... Sanders, jaz. R. (1998). Mikorhizalna glivična raznolikost določa biotsko raznovrstnost rastlin, spreminjanje ekosistemov in produktivnost. Narava, 396(6706), 69–72.