Simpson İndeks Tanımı, Formül, Yorum ve Örnek



Simpson dizini Bir topluluğun çeşitliliğini ölçmek için kullanılan bir formül. Biyolojik çeşitliliği, yani belirli bir yerdeki canlıların çeşitliliğini ölçmek için yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, bu endeks, okullar, yerler gibi öğelerin çeşitliliğini ölçmek için de yararlıdır..

Ekolojide, Simpson endeksi sıklıkla bir habitatın biyolojik çeşitliliğini ölçmek için (diğer endeksler arasında) kullanılmaktadır. Bu, habitatta bulunan türlerin miktarını ve her türün bolluğunu dikkate alır.

indeks

  • 1 İlişkili kavramlar
    • 1.1 Biyolojik çeşitlilik
    • 1.2 Zenginlik
    • 1.3 Eşitlik
  • 2 Tanım
  • 3 Formül
  • 4 Yorumlama
    • 4.1 Simpson'ın karşılıklı endeksi (1 / D)
  • 5 Simpson çeşitlilik indeksi hesaplama örneği
  • 6 Kaynakça

İlişkili kavramlar

Simpson çeşitlilik endeksini daha ayrıntılı olarak analiz etmeden önce, aşağıda detaylandırılan bazı temel kavramları anlamak önemlidir:

Biyolojik çeşitlilik

Biyolojik çeşitlilik, belirli bir alanda var olan çok çeşitli canlı varlıklarıdır, farklı şekillerde ölçülebilen bir özelliktir. Çeşitliliği ölçerken dikkate alınması gereken iki ana faktör vardır: servet ve adalet.

Zenginlik, belirli bir alanda bulunan farklı organizmaların bir ölçüsüdür; yani, bir habitatta bulunan türlerin miktarı.

Ancak, çeşitlilik sadece tür zenginliğine değil, aynı zamanda her bir türün bolluğuna da bağlıdır. Eşitlik, mevcut türlerin her birinin popülasyon boyutları arasındaki benzerliği karşılaştırır..

servet

Bir habitat numunesinde alınan tür sayısı zenginlik ölçüsüdür. Bir numunede ne kadar çok tür varsa, numune o kadar zengin olacaktır..

Türlerin kendi başlarına ölçüt olarak zenginliği, her türdeki birey sayısını dikkate almamaktadır..

Yukarıdakiler, aynı ağırlığın, birçok kişiliğe sahip olanlara göre az sayıda kişiliğe sahip türlere verildiği anlamına gelir. Bu nedenle, papatya, aynı yerde yaşayan 1000 düğün çiçeği gibi, bir yaşam alanının zenginliği üzerinde de etkilidir..

düzlük

Adalet, bir bölgenin zenginliğini oluşturan farklı türlerin göreceli bolluğunun bir ölçüsüdür; yani, belirli bir habitatta, her bir türün birey sayısının da yerin biyolojik çeşitliliği üzerinde bir etkisi olacaktır..

Bir veya iki türün egemen olduğu bir topluluk, içinde bulunan türlerin benzer bolluğa sahip olduğu bir topluluktan daha az farklı kabul edilir..

tanım

Türlerin zenginliği ve adaleti arttıkça, çeşitlilik artar. Simpson çeşitlilik endeksi, zenginlik ve adaleti hesaba katan çeşitlilik ölçüsüdür..

Ekolojistler, türlerini çevrelerinde inceleyen biyologlar, çalıştıkları habitatlardaki tür çeşitliliği ile ilgileniyorlar. Bunun nedeni çeşitliliğin genellikle ekosistemin istikrarı ile orantılı olmasıdır: çeşitlilik arttıkça, istikrar da artar.

En istikrarlı topluluklar, iyi büyüklükteki topluluklarda oldukça eşit biçimde dağıtılmış çok sayıda türe sahiptir. Kirlilik çoğu zaman birkaç baskın tür lehine çeşitliliği azaltır. Çeşitlilik, bu nedenle, türlerin korunmasının başarılı bir şekilde yönetilmesinde önemli bir faktördür..

formül

"Simpson'un çeşitlilik endeksi" teriminin gerçekten yakından ilgili üç endeksten herhangi birine atıfta bulunmak için kullanıldığını not etmek önemlidir..

Simpson endeksi (D), bir numuneden rastgele seçilen iki kişinin aynı türe (veya aynı kategoriye) ait olma olasılığını ölçer..

D hesaplamak için iki formülü vardır. İkisinden herhangi biri geçerlidir, ancak tutarlı olmalısınız.

burada:

- n = toplam sayısı ajansları belirli bir türün.

- N = toplam sayısı ajansları tüm türlerin.

D'nin değeri 0 ile 1 arasındadır:

- D değeri 0 verirse, sonsuz çeşitlilik demektir.

- D değeri 1 verirse, bu çeşitlilik olmadığı anlamına gelir.

yorumlama

Endeks, aynı bölge içinde ve rastgele seçilen iki kişinin aynı türden olma ihtimalinin bir temsilidir. Simpson dizininin aralığı 0'dan 1'e kadar gider, şöyle:

- D değeri 1'e yaklaştıkça, habitat çeşitliliği azalır.

- D'nin değeri 0'a yaklaştıkça yaşam alanının çeşitliliği artar.

Yani, D değeri ne kadar büyük olursa, çeşitlilik o kadar düşük olur. Bu, sezgisel olarak yorumlanması kolay değildir ve karışıklık yaratabilir, bu nedenle değeri D'den 1'e çıkarmak için fikir birliğine varıldı:

Bu durumda, endeks değeri de 0 ile 1 arasında salınır, ancak şimdi değer ne kadar yüksek olursa, numunenin çeşitliliği de o kadar yüksek olur..

Bu daha mantıklı ve anlaşılması daha kolay. Bu durumda, endeks bir örnekten rastgele seçilen iki kişinin farklı türlere ait olma olasılığını temsil ediyor.

Simpson endeksinin “karşı sezgisel” doğası probleminin üstesinden gelmenin bir başka yolu, endeksin karşılığını almaktır; yani, 1 / D.

Karşılıklı Simpson İndeksi (1 / D)

Bu endeksin değeri, mümkün olan en düşük sayı olarak 1 ile başlar. Bu durum sadece bir tür içeren bir topluluğu temsil eder. Değer ne kadar yüksek olursa, çeşitlilik de o kadar yüksek olur.

Maksimum değer, numunedeki türlerin sayısıdır. Örneğin: eğer bir numunede beş tür varsa, karşılıklı Simpson endeksinin maksimum değeri 5'tir..

"Simpson'un çeşitlilik endeksi" terimi sıklıkla yanlış uygulanır. Bu, yukarıda açıklanan üç endeksin (Simpson endeksi, Simpson çeşitlilik endeksi ve Simpson karşılıklı endeksi), bu kadar yakından ilişkili olarak, farklı yazarlara göre aynı terim altında belirtildiği anlamına gelir..

Bu nedenle, çeşitliliğin karşılaştırmasını yapmak istiyorsanız, belirli bir çalışmada hangi endeksin kullanıldığını belirlemek önemlidir..

Her durumda, bir veya iki türün egemen olduğu bir topluluk, içinde birkaç farklı türün benzer bolluğa sahip olduğu topluluktan daha az farklı kabul edilir..

Simpson çeşitlilik indeksi hesaplama örneği

İki farklı alanda bulunan kır çiçeklerinin örneklemesi yapılarak aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir:

İlk örnek ikinciden daha adaletli. Bunun nedeni, sahadaki toplam birey sayısının üç tür arasında oldukça eşit bir şekilde dağılmış olmasıdır..

Tablodaki değerleri gözlemlerken, her alandaki bireylerin dağılımındaki eşitsizlik açıktır. Bununla birlikte, zenginlik açısından her iki alan da aynıdır, çünkü her biri 3 türe sahiptir; sonuç olarak, aynı servete sahipler.

Buna karşılık, ikinci örnekte çoğu birey, baskın tür olan düğün çiçeğidir. Bu alanda çok az papatya ve karahindiba vardır; Bu nedenle, alan 2, alan 1'den daha az farklı olarak kabul edilir..

Yukarıdaki, çıplak gözle gözlenen şeydir. Sonra formül uygulanarak hesaplama yapılır:

o zaman:

D (alan 1) = 334,450 / 1,000x (999)

D (alan 1) = 334,450 / 999,000

D (alan 1) = 0,3 -> Alan 1 için Simpson dizini

D (alan 2) = 868,562 / 1,000x (999)

D (alan 2) = 868,562 / 999,000

D (alan 2) = 0.9 -> Alan 2 için Simpson dizini

o zaman:

1-D (alan 1) = 1- 0.3

1-D (alan 1) = 0.7 -> alan 1 için Simpson çeşitlilik endeksi

1B (alan 2) = 1-9

1-D (alan 2) = 0.1 -> Alan 2 için Simpson çeşitlilik indeksi

sonunda:

1 / D (alan 1) = 1 / 0.3

1 / D (alan 1) = 3.33 -> Alan 1 için Simpson'un karşılıklı endeksi

1 / D (alan 2) = 1 / 0.9

1 / D (alan 2) = 1,11 -> alan 2 için karşılıklı Simpson endeksi

Bu 3 farklı değer aynı biyolojik çeşitliliği temsil eder. Bu nedenle, çeşitliliğe ilişkin karşılaştırmalı bir çalışma yapmak için hangi endekslerin kullanıldığını belirlemek önemlidir..

Simpson endeksi 0.7 değeri, Simpson çeşitlilik endeksi için 0.7 değeri ile aynı değildir. Simpson endeksi, bir numunedeki en bol türlere daha fazla ağırlık verir ve bir numuneye nadir türlerin eklenmesi, sadece D değerinde küçük değişikliklere neden olur.

referanslar

  1. He, F., ve Hu, X.S. (2005). Hubbell'in temel biyolojik çeşitlilik parametresi ve Simpson çeşitlilik endeksi. Ekoloji Mektupları, 8(4), 386-390.
  2. Hill, M. O. (1973). Çeşitlilik ve Eşitlik: Birleştirici Bir Gösterim ve Sonuçları. ekoloji, 54(2), 427-432.
  3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). İstatistiksel Ekoloji: Yöntem ve Hesaplamada Bir Primer (1st). John Wiley & Sons.
  4. Magurran, A. (2013). Biyolojik Çeşitliliğin Ölçülmesi. John Wiley & Sons.
  5. Morris, E.K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M.C. (2014). Çeşitlilik endekslerini seçme ve kullanma: Alman Biyoçeşitlilik Keşiflerinden ekolojik uygulamalar için görüşler. Ekoloji ve Evrim, 4(18), 3514-3524.
  6. Simpson, E. H. (1949). Çeşitliliğin Ölçülmesi. doğa, 163(1946), 688.
  7. Van Der Heijden, M.G. A., Klironomos, J.N., Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., ... Sanders, I. R. (1998). Mikorhizal mantar çeşitliliği bitki biyoçeşitliliğini, ekosistem değişkenliğini ve verimliliği belirler. doğa, 396(6706), 69-72.