Jaga:
Simpsoni indeksi määratlus, valem, tõlgendus ja näide
The Simpsoni indeks see on valem, mida kasutatakse kogukonna mitmekesisuse mõõtmiseks. Seda kasutatakse üldjuhul bioloogilise mitmekesisuse mõõtmiseks, st elusolendite mitmekesisuse määramiseks antud kohas. Kuid see indeks on kasulik ka selliste elementide nagu koolide, kohtade, sealhulgas muu hulgas, mõõtmiseks.
Ökoloogias kasutatakse sageli bioloogilise mitmekesisuse kvantifitseerimiseks Simpson indeksit (teiste indeksite hulgas). See võtab arvesse elupaigas olevate liikide hulka ning iga liigi arvukust.
Indeks
- 1 Seotud mõisted
- 1.1 Bioloogiline mitmekesisus
- 1.2 Varandus
- 1.3 Võrdsus
- 2 Määratlus
- 3 Valem
- 4 Suuline tõlge
- 4.1 Simpsoni vastastikune indeks (1 / D)
- 5 Simpsoni mitmekesisuse indeksi arvutamise näide
- 6 Viited
Seotud mõisted
Enne Simpsoni mitmekesisuse indeksi üksikasjalikumat analüüsimist on oluline mõista mõningaid allpool kirjeldatud põhikontseptsioone:
Bioloogiline mitmekesisus
Bioloogiline mitmekesisus on elusolendite suur mitmekesisus, mis eksisteerib teatud piirkonnas, see on omadus, mida saab kvantifitseerida mitmel erineval viisil. Mitmekesisuse mõõtmisel võetakse arvesse kahte peamist tegurit: rikkus ja õiglus.
Rikkus on konkreetses piirkonnas esinevate erinevate organismide arvu näitaja; see tähendab elupaigas olevate liikide hulka.
Kuid mitmekesisus ei sõltu mitte ainult liigirikkusest, vaid ka iga liigi arvukusest. Võrdsus võrdleb iga olemasoleva liigi populatsiooni suuruse sarnasust.
Wealth
Elupaigaproovis võetud liikide arv on rikkuse näitaja. Mida rohkem liike on proovis, seda rikkam on proov.
Liikide rikkus kui meede iseenesest ei arvesta üksikisikute arvu iga liigi puhul.
Ülaltoodud tähendab, et sama kaalu antakse liikidele, kellel on vähe üksikisikuid kui neid, kellel on palju inimesi. Seepärast mõjutab daisy elupaiga rikkalikkust nii palju, et tal oleks 1000 samas kohas paiknevat liblikat..
Võrdsus
Õiglus on piirkonna rikkuse moodustavate erinevate liikide suhteline arvukus; see tähendab, et teatud elupaigas mõjutab iga liigi üksikisikute arv ka selle piirkonna bioloogilist mitmekesisust.
Ühte või kahte liiki domineerivat kogukonda peetakse vähem mitmekesiseks kui kogukonda, kus olemasolevate liikide arv on sarnane.
Määratlus
Kuna liigi rikkus ja õiglus suurenevad, suureneb mitmekesisus. Simpsoni mitmekesisuse indeks on mitmekesisuse näitaja, mis võtab arvesse nii rikkust kui ka õiglust.
Ökoloogid, bioloogid, kes uurivad liikide keskkonda, on huvitatud nende elupaikade liikide mitmekesisusest. Seda seetõttu, et mitmekesisus on tavaliselt proportsionaalne ökosüsteemi stabiilsusega: mida suurem on mitmekesisus, seda suurem on stabiilsus.
Kõige stabiilsematel kogukondadel on suur hulk liike, mis on hea suurusega populatsioonides üsna ühtlaselt jaotunud. Reostus vähendab sageli mitmekesisust, eelistades mõnda domineerivat liiki. Mitmekesisus on seega oluline tegur liikide kaitse edukal juhtimisel.
Valem
Oluline on märkida, et terminit "Simpsoni mitmekesisuse indeks" kasutatakse tegelikult ühele kolmest tihedalt seotud indeksist.
Simpson indeks (D) mõõdab tõenäosust, et kaks valimist juhuslikult valitud isikut kuuluvad samasse liiki (või samasse kategooriasse).
D. arvutamiseks on kaks valemit. Mõlemad neist on kehtivad, kuid peate olema järjepidevad.
Kus:
- n = koguarv organismid konkreetse liigi kohta.
- N = koguarv organismid kõikidest liikidest.
D väärtus jääb vahemikku 0 kuni 1:
- Kui D väärtus annab 0, tähendab see lõpmatu mitmekesisust.
- Kui D väärtus annab 1, tähendab see, et pole mitmekesisust.
Tõlgendamine
Indeks kujutab tõenäosust, et kaks inimest, kes asuvad samas piirkonnas ja valitakse juhuslikult, on samast liigist. Simpsonindeksi vahemik ulatub 0-st kuni 1-ni, näiteks:
- Mida lähemal on D kuni 1 lähenemine, seda madalam on elupaiga mitmekesisus.
- Mida lähemal on D-lähenemine 0, seda suurem on elupaiga mitmekesisus.
See tähendab, et mida suurem on D väärtus, seda madalam on see mitmekesisus. Seda ei ole lihtne intuitiivselt tõlgendada ja see võib tekitada segadust, mistõttu jõuti konsensusele, et lahutada väärtus D-st 1-le, mis on järgmine: 1– D
Sel juhul ostseerib indeksväärtus ka 0 ja 1 vahel, kuid mida suurem on väärtus, seda suurem on valimi mitmekesisus..
See on mõttekam ja kergemini mõistetav. Sel juhul näitab indeks tõenäosust, et kaks valimist juhuslikult valitud isikut kuuluvad erinevatele liikidele.
Teine võimalus Simpsoni indeksi "intuitiivse" vastuolu probleemi lahendamiseks on võtta indeksi vastastikku; see tähendab 1 / D.
Vastastikune Simpson indeks (1 / D)
Selle indeksi väärtus algab madalaima võimaliku numbriga 1-st. See juhtum oleks kogukond, mis sisaldab ainult ühte liiki. Mida suurem väärtus, seda suurem on mitmekesisus.
Maksimaalne väärtus on proovis olevate liikide arv. Näiteks: kui proovis on viis liiki, siis on vastastikuse Simpsoni indeksi maksimaalne väärtus 5.
Terminit "Simpsoni mitmekesisuse indeks" kasutatakse sageli ebatäpselt. See tähendab, et eespool kirjeldatud kolme indeksit (Simpsoni indeks, Simpsoni mitmekesisuse indeks ja Simpsoni vastastikune indeks), mis on nii tihedalt seotud, on viidatud sama terminiga erinevate autorite järgi..
Seetõttu on oluline kindlaks määrata, milline indeks on kasutatud konkreetses uuringus, kui soovite mitmekesisust võrrelda.
Igal juhul peetakse ühte või kahte liiki domineerivat kogukonda vähem mitmekesiseks kui see, kus paljudel erinevatel liikidel on sarnane arvukus.
Simpsoni mitmekesisuse indeksi arvutamise näide
Teostatakse kahes erinevas valdkonnas esinevate looduslike lillede proovid ja saadakse järgmised tulemused:
Esimene proov on õiglasem kui teine. Seda seetõttu, et põldude üldine arv on kolme liigi vahel üsna ühtlaselt jaotunud.
Tabelis toodud väärtuste jälgimisel ilmneb, et üksikisikute jaotus igas valdkonnas on ebavõrdne. Kuid jõukuse seisukohast on mõlemad väljad võrdsed, sest neil on mõlemad 3 liiki; seetõttu on neil sama rikkus.
Seevastu teises proovis on enamik üksikisikuid liblikaid, domineerivaid liike. Selles valdkonnas on vähe karikakrad ja võilillid; seetõttu loetakse väli 2 vähem mitmekesiseks kui väli 1.
Ülaltoodut vaadeldakse palja silmaga. Seejärel tehakse arvutus valemit kasutades:
Seejärel:
D (väli 1) = 334,450 / 1000x (999)
D (väli 1) = 334 450/999 000
D (väli 1) = 0,3 -> Simpsoni väli väljale 1
D (väli 2) = 868,562 / 1000x (999)
D (väli 2) = 868,562 / 999,000
D (väli 2) = 0,9 -> Simpsoni indeksi väli 2
Seejärel:
1-D (väli 1) = 1- 0.3
1-D (väli 1) = 0,7 -> Simpson mitmekesisuse indeks väljale 1
1-D (väli 2) = 1- 0.9
1-D (väli 2) = 0,1 -> Simpson mitmekesisuse indeks väljale 2
Lõpuks:
1 / D (väli 1) = 1 / 0,3
1 / D (väli 1) = 3.33 -> Simpsoni vastastikune indeks väljal 1
1 / D (väli 2) = 1 / 0,9
1 / D (väli 2) = 1,11 -> vastastikune Simpson indeks väljale 2
Need kolm erinevat väärtust esindavad sama bioloogilist mitmekesisust. Seetõttu on oluline kindlaks määrata, millist indeksit on kasutatud mitmekesisuse võrdleva uuringu tegemiseks.
Simpsoni indeksi väärtus 0,7 ei ole sama, mis väärtus 0,7 Simpsoni mitmekesisuse indeksile. Simpsoni indeks annab suurema kaalu proovis esinevatele liikidele ja haruldaste liikide lisamine proovile põhjustab ainult väikeseid muutusi D väärtuses..
Viited
- He, F., & Hu, X. S. (2005). Hubbelli põhiline bioloogilise mitmekesisuse parameeter ja Simpson mitmekesisuse indeks. Ökoloogia kirjad, 8(4), 386-390.
- Hill, M. O. (1973). Mitmekesisus ja ühtsus: ühendav märkus ja selle tagajärjed. Ökoloogia, 54(2), 427-432.
- Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistiline ökoloogia: meetodite ja andmetöötluse krunt (1)st). John Wiley & Sons.
- Magurran, A. (2013). Bioloogilise mitmekesisuse mõõtmine. John Wiley & Sons.
- Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M. C. (2014). Mitmekesisuse indeksite valimine ja kasutamine: ülevaade Saksamaa bioloogilise mitmekesisuse uuringute ökoloogilistest rakendustest. Ökoloogia ja evolutsioon, 4(18), 3514-3524.
- Simpson, E. H. (1949). Mitmekesisuse mõõtmine. Loodus, 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). Mükoriisa seente mitmekesisus määrab kindlaks taime bioloogilise mitmekesisuse, ökosüsteemi varieeruvuse ja tootlikkuse. Loodus, 396(6706), 69-72.