Shannon indekss , kas pazīstams arī literatūrā kā Shannon-Weaver, tiek izmantota, lai aprēķinātu specifisku bioloģisko daudzveidību. Simbolu H 'izmanto tā attēlošanai, un tā vērtības svārstās starp pozitīvajiem skaitļiem, parasti no 2, 3 līdz 4. Literatūrā šis indekss ir viens no populārākajiem bioloģiskās daudzveidības mērījumiem.
Indeksā tiek ņemts vērā paraugā esošo sugu skaits un katras sugas īpatņu relatīvais skaits. Tas ir, tas apsver sugu bagātību un pārpilnību.
Avots: pixabay.com
Tā kā aprēķinā iesaistītā formula ir saistīta ar logaritmu, indeksam nav maksimālās vērtības. Tomēr minimālā vērtība ir nulle, norādot uz dažādības neesamību - nosacījumu, kas pastāv monokultūrā, piemēram, ja ir tikai viena suga.
Vērtības, kas mazākas par 2, tiek interpretētas kā ekosistēmas ar salīdzinoši zemu sugu daudzveidību, savukārt vērtības, kas lielākas par 3, ir augstas. Tuksneša reģioni ir ne visai atšķirīgu ekosistēmu piemēri.
Turpretī tropiskie meži un rifi ir ekosistēmas ar diezgan lielu sugu bioloģisko daudzveidību.
Vēsturiskā perspektīva
Šenonas indeksu ierosināja Klods Elvuds Šenons (1916 - 2001), lai atrastu mēru, kas varētu noteikt entropiju. Šis pētnieks bija matemātiķis un elektrotehnikas inženieris, sākotnēji cēlies no Amerikas Savienotajām Valstīm.
Nedaudz sajaucas ar indeksa faktisko nosaukumu. Pilns nosaukums ir Šenona-Veinera indekss. Tomēr daudzos gadījumos autori to dēvē par Šenona-Audēju indeksu.
Daļēji šī kļūda radās tāpēc, ka Klods Šenons vairākkārt strādāja sadarbībā ar matemātiķi Vorenu Vēveru.
Definīcija
Daudzveidība ir viens no vissvarīgākajiem parametriem, ko izmanto ekosistēmu aprakstīšanai.
Šenona indekss ir indekss, kura mērķis ir izmērīt sugu daudzveidību, ņemot vērā to vienveidību. Tā ir informācijas teorijas pielietošana, un tās pamatā ir ideja, ka lielāka dažādība atbilst lielākai nenoteiktībai, izvēloties nejauši izvēlētu konkrētu sugu.
Citiem vārdiem sakot, indekss formulē svarīguma vērtību vienveidību visām izlasē iekļautajām sugām.
Tam var būt šādas minimālās un maksimālās vērtības: nulle norāda, ka ir tikai viena suga, savukārt S logaritms (kopējais sugu skaits paraugā) nozīmē, ka visas sugas pārstāv vienāds skaits indivīdu.
Pieņemsim, ka mums ir hipotētiska ekosistēma, kurā ir tikai divas sugas. Padomāsim arī, ka tie atrodas vienā frekvencē (tie ir vienlīdz bieži). Tādējādi nenoteiktība ir 50%, jo abas alternatīvas ir vienlīdz iespējamas.
Identifikācija, kas dod skaidrību, ir informācijas vienība, ko sauc par “bitu”. Ja mums, piemēram, ir četras vienādveidīgas sugas, daudzveidība būs divi biti.
Formula
Matemātiski mēs aprēķinām Šenona indeksu ar šādu izteiksmi:
Indeksa izteiksmē mainīgais pi atspoguļo i sugas proporcionālo pārpilnību, ko aprēķina kā sugas sauso svaru, dalot to ar kopējo parauga sauso svaru.
Šādā veidā indekss kvantitatīvi nosaka nenoteiktību indivīda sugu identitātes prognozēšanā, kas pēc nejaušības principa tiek ņemta no parauga.
Turklāt pētnieks var brīvi izvēlēties izteiksmē izmantoto logaritma bāzi. Pats Šenons apsprieda logaritmus 2., 10. un e. Bāzē, kur katrs atbilda dažādām mērvienībām.
Tādējādi vienības ir bināri cipari vai biti, decimālie cipari un dabiskie cipari attiecīgi 2., 10. un e.
Priekšrocība
Šenonas indekss ir viens no ekoloģiskajā pētniecībā visvairāk izmantotajiem, jo tā piemērošanai ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem salīdzinoši populārajiem daudzveidības indeksiem.
Pirmkārt, indeksu būtiski neietekmē izlases lielums. Vairāki pētījumi ir centušies atrast parauga lieluma ietekmi un secinājuši, ka parauga lielumam ir ļoti maza ietekme uz sugu daudzveidības mērījumiem.
Otrkārt, indeksa piemērošana noved pie liela apjoma informācijas iegūšanas tikai vienā matemātiskā izteiksmē. Šī ir ļoti noderīga funkcija, ja vēlaties paziņot ievērojamu informācijas daudzumu plašai auditorijai.
Turklāt indeksa ievietošana "kontekstā" ir būtiska tā interpretācijai. Pirmā daļa ir atpazīt maksimālās un minimālās vērtības, kuras tā atdod. Šenonas indeksā ir viegli redzēt, ka maksimums atbilst Log S, kur S ir bagātība un minimums ir 0.
Vienveidība
Šenona indeksa pamatā ir ļoti būtisks ekoloģijas jēdziens: vienveidība. Šis parametrs attiecas uz pakāpi, kādā sugas ir pārstāvētas visā paraugā.
Galējībās ietilpst viena dominējošā suga un citas sugas, kuru skaits ir ļoti mazs (vienveidības vērtības tuvu 0), visām sugām, kuras pārstāv vienāds skaits (vienveidības vērtības tuvu 1).
Vienveidībai ir galvenā loma dažādības ekoloģiskajā analīzē. Piemēram, vienveidīgākās kopienās Šenona indekss kļūst jutīgāks pret bagātību.
Piemērojamība
Daudzveidības indeksi tiek plaši izmantoti monitorēšanā no ekoloģijas un apdraudēto sugu saglabāšanas viedokļa.
Sugu daudzveidības indeksiem ir īpaša īpatnība apkopot lielu un svarīgu datu daudzumu, ko var izmantot, lai secinātu populācijas raksturlielumus.
Šis indekss tika izmantots, lai izpētītu traucējumu un stresa atšķirīgo ietekmi uz kopienu daudzveidību - gan dzīvniekiem, gan augiem, jo tas sniedz sarežģītu informāciju, pamatojoties uz sugu skaitu un vienveidību.
Visbeidzot, saikne starp ekosistēmu daudzveidību un to noturību ir bijusi plašu debašu temats. Daži pētījumi ir spējuši apstiprināt šo pieeju.
Atsauces
- Gliessman, SR (2002). Agroekoloģija: ekoloģiskie procesi ilgtspējīgā lauksaimniecībā. CATIE.
- Núñez, EF (2008). Silvopastora sistēmas, kas izveidotas ar Pinus radiata D. Don un Betula alba L. Galisijā. Santjago de Kompostelas universitāte.
- Jorgensens, SE (2008). Ekoloģijas enciklopēdija, rediģējuši Svens Ēriks Jorgensens, Braiens D. Fāts.
- Kelly, A. (2016). Metriku izstrāde taisnīgumam, daudzveidībai un konkurencei: jauni pasākumi skolām un universitātēm. Routledge.
- Pal, R., & Choudhury, AK (2014). Ievads fitoplanktonos: daudzveidība un ekoloģija. Springers.
- Pla, L. (2006). Bioloģiskā daudzveidība: secinājumi, kuru pamatā ir Šenona indekss un bagātība. Interciencia, 31 (8), 583-590.
- Pyron, M. (2010) Raksturojošās kopienas. Zināšanas par dabas izglītību 3 (10): 39