Shannon Index

Der Shannon -Index misst die Artenvielfalt von Ökosystemen

Was ist der Shannon -Index??

Er Shannon Index, Auch in der Literatur als Shannon-Weaver bekannt, wird es verwendet, um die spezifische Artenvielfalt zu messen, dh die Menge an verschiedenen Mikroorganismen und Organismen in einem Ökosystem.

Das H '-Symbol wird verwendet, um es darzustellen, und seine Werte liegen zwischen positiven Zahlen, normalerweise zwischen 2, 3 und 4. In der Literatur ist dieser Index einer der beliebtesten für die misvielfache Biodiversitätsmessung.

Der Index berücksichtigt die Menge an Arten, die in der Stichprobe existieren, und die relative Anzahl von Individuen für jede der Arten. Das heißt, es betrachtet den Reichtum und die Fülle von Arten.

Da die in ihrer Berechnung beteiligte Formel einen Logarithmus beinhaltet, gibt es keinen Höchstwert für den Index. Der Mindestwert ist jedoch Null, was auf das Fehlen von Vielfalt hinweist -der Zustand, der in einer Monokultur existiert, beispielsweise, bei dem es nur eine Art gibt-.

Es wird interpretiert, dass Werte weniger als 2 Ökosysteme mit einer relativ geringen Artenvielfalt sind, während die über 3 hoch sind. Wüstenregionen sind Beispiele für wenig vielfältige Ökosysteme.

Die Tropenwälder und Riffe sind dagegen Ökosysteme mit einer biologischen Vielfalt ziemlich hoher Arten.

Historische Perspektive

Der Shannon-Index wurde von Claude Elwood Shannon (1916-2001) vorgeschlagen, um eine Maßnahme zu finden, die die Entropie quantifizieren könnte. Dieser Forscher war ein Mathematiker und Elektroingenieur, der aus den USA stammt.

Es gibt einige Verwirrung mit dem richtigen Namen des Index. Der vollständige Name ist der Shannon-Winer-Index. Bei vielen Gelegenheiten bezeichnen die Autoren ihn jedoch als einen Shannon-Weew-Index.

Kann Ihnen dienen: Taenia saginata: Eigenschaften, Morphologie, biologischer Zyklus

Dieser Fehler trat teilweise auf, da Claude Shannon mehrmal in Zusammenarbeit mit dem Mathematiker Warren Weaver zusammenarbeitete.

Definition

Vielfalt ist einer der wichtigsten Parameter zur Beschreibung von Ökosystemen.

Der Shannon -Index ist ein Index, der die Vielfalt der Arten unter Berücksichtigung ihrer Einheitlichkeit bezieht. Es handelt sich um eine Anwendung der Informationstheorie und basiert auf der Idee, dass die größte Vielfalt einer größeren Unsicherheit bei der zufälligen Auswahl einer bestimmten Art entspricht.

Mit anderen Worten, der Index formuliert die Einheitlichkeit von Wichtigkeitswerten durch alle Arten in der Stichprobe.

Sie können die folgenden minimalen und maximalen Werte nehmen: Null zeigt an, dass es nur eine Spezies gibt, während der Logarithmus von S (Gesamtzahl der Arten in der Stichprobe) bedeutet, dass alle Arten durch die gleiche Anzahl von Individuen dargestellt werden.

Angenommen, wir haben ein hypothetisches Ökosystem mit nur zwei Arten. Lassen Sie uns auch denken, dass sie auf der gleichen Frequenz sind (sie sind gleichberechtigt). Somit beträgt die Unsicherheit 50%, da die beiden Alternativen gleichermaßen möglich sind.

Die mit Sicherheit gewährte Identifizierung ist die Informationseinheit, die als "Bit" bezeichnet wird. Wenn wir zum Beispiel vier gleichberechtigte Arten haben, sind die Vielfalt zwei Teile.

Formel

Mathematisch wird der Shannon -Index durch den folgenden Ausdruck berechnet:

H ' = - σ Pi ln Pi

Im Ausdruck des Index die Variable Pi repräsentiert die proportionale Häufigkeit der Spezies Yo, berechnet als Trockengewicht der Spezies, geteilt wiederum durch das Gesamt trockenes Gewicht in der Probe.

Kann Ihnen dienen: Fotolyse

Auf diese Weise quantifiziert der Index die Unsicherheit bei der Vorhersage der Identität der Arten einer Person, die zufällig aus einer Stichprobe entnommen wird.

Darüber hinaus kann die Basis des im Ausdrucks verwendeten Logarithmus vom Forscher frei ausgewählt werden. Shannon selbst diskutierte die Logarithmen auf Basis 2, 10 und Und, wo jeweils unterschiedliche Maßnahmen entsprach.

Somit sind die Einheiten binäre Ziffern oder Bits, Dezimalstellen und natürliche Ziffern für Basen 2, 10 und sind Und, bzw.

Vorteile

Der Shannon -Index ist einer der am häufigsten verwendeten in der ökologischen Forschung, da seine Anwendung bestimmte Vorteile im Vergleich zu den anderen Diversity -Indizes beinhaltet, die relativ beliebt sind.

- Erstens wird der Index von der Stichprobengröße nicht signifikant beeinflusst. Mehrere Studien haben versucht, die Wirkung der Stichprobengröße zu finden und zu dem Schluss gekommen, dass die Stichprobengröße wirklich einen sehr geringen Effekt auf die Messungen der Vielfalt der Spezies hat.

- Zweitens führt die Indexanwendung in einem mathematischen Ausdruck zur Erfassung einer großen Menge an Informationen. Dies ist ein sehr nützliches Merkmal, wenn Sie einem breiten Publikum eine erhebliche Menge an Informationen übermitteln möchten.

- Darüber hinaus ist das Einlegen eines "Kontextindex" für die Interpretation von entscheidender Bedeutung. Der erste Teil besteht darin, die maximalen und minimalen Werte zu erkennen, die er ausführt. Im Shannon -Index ist leicht zu visualisieren, dass das Maximum dem Protokoll entspricht S, Wo S Es ist Wohlstand und Minimum beträgt 0.

Kann Ihnen dienen: Rot des Phenols: Eigenschaften, Vorbereitung, Anwendungen

Gleichmäßigkeit

Der Shannon -Index basiert auf einem sehr relevanten Konzept in der Ökologie: Einheitlichkeit. Dieser Parameter bezieht sich auf das Ausmaß, in dem Arten in der gesamten Probe dargestellt werden.

Die Extreme bedecken eine einzelne dominante Arten und andere Arten, die in sehr niedrigen Anzahl vorhanden sind (Gleichmäßigkeitswerte in der Nähe von 0), zu allen Arten, die durch gleiche Zahlen dargestellt werden (Gleichmäßigkeitswerte in der Nähe von 1).

Einheitlichkeit spielt eine grundlegende Rolle bei der ökologischen Analyse der Vielfalt. Zum Beispiel wird Shannons Index in einheitlicheren Gemeinschaften empfindlicher für Wohlstand.

Anwendbarkeit

Diversity -Indizes werden häufig zur Überwachung verwendet, aus Sicht der Ökologie und Erhaltung gefährdeter Arten.

Die Artenvielfaltsraten haben die Besonderheit, eine große und wichtige Menge an Daten zusammenzufassen, die verwendet werden können, um die Bevölkerungsmerkmale zu schließen.

Dieser Index wurde verwendet, um die unterschiedlichen Auswirkungen von Störungen und Stress in der Vielfalt der Gemeinschaften, sowohl von Tieren als auch von Pflanzen, zu untersuchen, da er komplexe Informationen basierend auf der Anzahl der Arten und Gleichmäßigkeiten liefert.

Schließlich war der Zusammenhang zwischen der Vielfalt der Ökosysteme und ihrer Widerstandsfähigkeit Gegenstand einer breiten Debatte. Einige Studien haben es geschafft, diesen Ansatz zu bestätigen.

Verweise

1. Núñez, e. F. Silvopastoralsysteme, die mit Pinus Radiata d etabliert sind. Don und Betula Alba L. in Galizien. Universität Santiago de Compostela.
2. Kelly, a. Entwicklung von Metriken für Eigenkapital, Vielfalt und Wettbewerb: Neue Maßnahmen für Schulen und Universität. Routledge.