Índice Shannon

O índice Shannon mede a biodiversidade dos ecossistemas

Qual é o índice Shannon?

Ele Índice Shannon, Também conhecido na literatura como Shannon-Weaver, é usado para medir a biodiversidade específica, ou seja, a quantidade de diferentes microorganismos e organismos em um ecossistema.

O símbolo H 'é usado para representá -lo, e seus valores variam entre números positivos, geralmente entre 2, 3 e 4. Na literatura, esse índice é um dos mais populares para medição da biodiversidade.

O índice leva em consideração a quantidade de espécies que existem na amostra e o número relativo de indivíduos para cada uma das espécies. Isto é, contempla a riqueza e a abundância de espécies.

Como a fórmula envolvida em seu cálculo envolve um logaritmo, não há valor máximo para o índice. No entanto, o valor mínimo é zero, indicando a ausência de diversidade -a condição existente em uma monocultura, por exemplo, onde há apenas uma espécie-.

É interpretado que valores inferiores a 2 são ecossistemas com uma diversidade relativamente baixa de espécies, enquanto aqueles acima de 3 são altos. Regiões do deserto são exemplos de pequenos ecossistemas diversos.

As florestas e recifes dos trópicos, por outro lado, são ecossistemas com uma biodiversidade de espécies bastante altas.

Perspectiva histórica

O índice Shannon foi proposto por Claude Elwood Shannon (1916-2001), com o objetivo de encontrar uma medida que pudesse quantificar a entropia. Este pesquisador era matemático e engenheiro elétrico, um nativo dos Estados Unidos.

Há alguma confusão com o nome real do índice. O nome completo é o índice Shannon-Weiner. No entanto, em muitas ocasiões, os autores se referem a ele como um índice Shannon-Wever.

Pode atendê -lo: Taenia saginata: características, morfologia, ciclo biológico

Esse erro ocorreu, em parte, porque Claude Shannon trabalhou em colaboração com o matemático Warren Weaver em várias ocasiões.

Definição

A diversidade é um dos parâmetros mais importantes usados ​​para descrever os ecossistemas.

O índice Shannon é um índice que busca medir a diversidade de espécies, considerando sua uniformidade. É uma aplicação da teoria da informação e baseia -se na ideia de que a maior diversidade corresponde a uma maior incerteza na escolha aleatória de uma espécie específica.

Em outras palavras, o índice formula a uniformidade dos valores de importância através de todas as espécies na amostra.

Você pode tomar os seguintes valores mínimos e máximos: zero indica que há apenas uma espécie, enquanto o logaritmo de S (Número total de espécies na amostra) significa que todas as espécies são representadas pelo mesmo número de indivíduos.

Suponha que tenhamos um ecossistema hipotético com apenas duas espécies. Vamos também pensar que eles estão na mesma frequência (eles são equíferos). Assim, a incerteza é de 50%, uma vez que as duas alternativas são igualmente possíveis.

A identificação concedida pela certeza é a unidade de informação, chamada "bit". Se tivermos, por exemplo, quatro espécies equinícicas, a diversidade será de dois bits.

Fórmula

Matematicamente, o índice Shannon é calculado pela seguinte expressão:

H ' = - σ pi ln pi

Na expressão do índice, a variável pi representa a abundância proporcional da espécie Yo, calculado como o peso seco da espécie, dividido, por sua vez, pelo peso seco total na amostra.

Pode atendê -lo: Fotólise

Dessa maneira, o índice quantifica a incerteza na previsão da identidade da espécie de um indivíduo que é retirado aleatoriamente de uma amostra.

Além disso, a base do logaritmo usada na expressão pode ser escolhida livremente pelo pesquisador. O próprio Shannon discutiu os logaritmos na base 2, 10 e e, onde cada um correspondia a diferentes unidades de medidas.

Assim, as unidades são dígitos ou bits binários, dígitos decimais e dígitos naturais, para as bases 2, 10 e e, respectivamente.

Vantagens

O índice Shannon é um dos mais utilizados em pesquisa ecológica, uma vez que sua aplicação implica certas vantagens, em comparação com os outros índices de diversidade que são relativamente populares.

- Primeiro, o índice não é significativamente afetado pelo tamanho da amostra. Vários estudos procuraram encontrar o efeito do tamanho da amostra e chegaram à conclusão de que, na verdade, o tamanho da amostra tem um efeito muito pequeno em mente as medições da diversidade da espécie.

- Segundo, o aplicativo de índice leva à captura de uma grande quantidade de informações, apenas em uma expressão matemática. Esta é uma característica muito útil se você deseja comunicar uma quantidade significativa de informações a um público amplo.

- Além disso, colocar um índice de "contexto" é crucial para a interpretação. A primeira parte é reconhecer os valores máximos e mínimos que ele joga. No índice Shannon, é fácil visualizar que o máximo corresponde ao log S, onde S É riqueza e mínimo é 0.

Pode atendê -lo: vermelho de fenol: características, preparação, aplicações

Uniformidade

O índice Shannon é baseado em um conceito muito relevante em ecologia: uniformidade. Este parâmetro refere -se ao grau em que as espécies são representadas em toda a amostra.

Os extremos cobrem uma única espécie dominante e outras espécies presentes em números muito baixos (valores de uniformidade próximos a 0), para todas as espécies representadas por números iguais (valores de uniformidade próximos a 1).

A uniformidade tem um papel fundamental na análise ecológica da diversidade. Por exemplo, em comunidades mais uniformes, o índice de Shannon se torna mais sensível à riqueza.

Aplicabilidade

Os índices de diversidade são amplamente utilizados no monitoramento, do ponto de vista da ecologia e conservação de espécies ameaçadas de extinção.

As taxas de diversidade de espécies têm a peculiaridade de resumir uma quantidade grande e importante de dados que podem ser usados ​​para inferir características da população.

Esse índice foi usado para estudar os diferentes efeitos de distúrbios e estresse na diversidade de comunidades, tanto de animais quanto de plantas, pois fornece informações complexas com base no número de espécies e uniformidade.

Finalmente, a ligação entre a diversidade dos ecossistemas e sua resiliência tem sido objeto de amplo debate. Alguns estudos conseguiram corroborar esta abordagem.

Referências

1. Núñez, e. F. Sistemas Silvopastoral estabelecidos com Pinus Radiata D. Don e Betula Alba L. na Galiza. Universidade de Santiago de Compostela.
2. Kelly, a. Desenvolvimento de métricas para patrimônio, diversidade e competição: novas medidas para escolas e universidades. Routledge.