Fórmula do índice Simpson, interpretação e exemplo

Ele Índice Simpson É uma fórmula usada para medir a diversidade de uma comunidade. É comumente usado para medir a biodiversidade, ou seja, a diversidade de seres vivos em um determinado lugar. No entanto, esse índice também é útil para medir a diversidade de elementos como escolas, lugares, entre outros.

Em ecologia, o índice Simpson (entre outros índices) é frequentemente usado para quantificar a biodiversidade de um habitat. Isso leva em consideração o número de espécies presentes no habitat, bem como a abundância de cada espécie.

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Conceitos associados

Antes de analisar o índice de diversidade de Simpson com mais detalhes, é importante entender alguns conceitos básicos detalhados abaixo:

Diversidade Biológica

A diversidade biológica é a grande variedade de seres vivos em uma área específica, é uma propriedade que pode ser quantificada de muitas maneiras diferentes. Existem dois fatores principais que são levados em consideração ao medir a diversidade: riqueza e equitatividade.

A riqueza é uma medida do número de diferentes organismos presentes em uma área específica; isto é, o número de espécies presentes em um habitat.

No entanto, a diversidade não apenas depende da riqueza de espécies, mas também da abundância de cada espécie. Equitatividade compara a semelhança entre os tamanhos populacionais de cada uma das espécies presentes.

Fortuna

O número de espécies coletadas em uma amostra de habitat é uma medida de riqueza. Quanto mais espécies elas estiverem presentes em uma amostra, maior a amostra terá.

A riqueza das espécies como uma medida em si não leva em consideração o número de indivíduos em cada espécie.

O acima significa que o mesmo peso é dado a espécies que têm poucos indivíduos como aqueles que têm muitos indivíduos. Portanto, uma margarita tem tanta influência na riqueza de um habitat quanto teria 1000 fileiras que vivem no mesmo lugar.

Equitatividade

A equitatividade é uma medida da abundância relativa das diferentes espécies que compõem a riqueza de uma área; isto é, em um certo habitat, o número de indivíduos de cada espécie também terá um efeito na biodiversidade do lugar.

Uma comunidade dominada por uma ou duas espécies é considerada menos diversa do que uma comunidade em que as espécies atuais têm uma abundância semelhante.

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Definição

O índice de Simpson mede a diversidade que existe em uma comunidade

À medida que a riqueza e a equitividade das espécies aumentam, a diversidade aumenta. O índice de diversidade de Simpson é uma medida de diversidade que leva em consideração a riqueza e a equitatividade.

Ecologistas, biólogos que estudam espécies em seu ambiente, estão interessados ​​na diversidade de espécies de habitats que estudam. Isso ocorre porque a diversidade geralmente é proporcional à estabilidade do ecossistema: quanto maior a diversidade, maior a estabilidade.

As comunidades mais estáveis ​​têm um grande número de espécies que são distribuídas uniformemente em populações de bom tamanho. A contaminação geralmente reduz a diversidade, favorecendo algumas espécies dominantes. A diversidade é, portanto, um fator importante no manejo bem -sucedido da conservação de espécies.

Fórmula

É importante observar que o termo "índice de diversidade Simpson" é realmente usado para se referir a qualquer um dos três índices intimamente relacionados.

O índice Simpson (D) mede a probabilidade de dois indivíduos selecionados aleatoriamente pertencem à mesma espécie (ou à mesma categoria).

Existem duas versões da fórmula para calcular D. Qualquer um dos dois é válido, mas você precisa ser consistente.

Onde:

- n = o número total de Organismos de uma determinada espécie.

- N = o número total de Organismos de todas as espécies.

O valor de D varia entre 0 e 1:

- Se o valor de d da 0 significa diversidade infinita.

- Se o valor de d Da 1 significa que não há diversidade.

Interpretação

O índice é uma representação da probabilidade de que dois indivíduos, dentro da mesma região e selecionados aleatoriamente, sejam da mesma espécie. O alcance do índice Simpson vai de 0 a 1, assim:

- Quanto mais próximo o valor de D a 1, menor a diversidade do habitat.

- Quanto mais próximo o valor de D a 0, maior a diversidade do habitat.

Ou seja, quanto maior o valor de d, menor a diversidade. Isso não é fácil de interpretar intuitivamente e pode gerar confusão, e é por isso que o consenso de subtrair o valor de D a 1 foi alcançado, sendo o seguinte: 1- D

Pode atendê -lo: DNA

Nesse caso, o valor do índice também varia entre 0 e 1, mas agora maior o valor, maior a diversidade da amostra.

Isso faz mais sentido e é mais fácil de entender. Nesse caso, o índice representa a probabilidade de que dois indivíduos selecionados aleatoriamente de uma amostra pertencem a diferentes espécies.

Outra maneira de superar o problema da natureza "contador" "do índice Simpson é levar o recíproco do índice; isto é, 1/d.

Índice recíproco Simpson (1/d)

O valor desse índice começa com 1 como o número mais baixo possível. Este caso representaria uma comunidade que contém apenas uma espécie. Quanto maior o valor, maior diversidade.

O valor máximo é o número de espécies na amostra. Por exemplo: se houver cinco espécies em uma amostra, o valor máximo do índice recíproco Simpson é 5.

O termo "Índice de Diversidade Simpson" é frequentemente aplicado de maneira irrepreensível. Isso significa que os três índices descritos acima (Simpson Index, Simpson Diversity Index e o índice recíproco de Simpson), sendo tão intimamente relacionados, foram citados sob o mesmo termo de acordo com diferentes autores.

Portanto, é importante determinar qual índice foi usado em um estudo específico se você deseja fazer comparações de diversidade.

De qualquer forma, uma comunidade dominada por uma ou duas espécies é considerada menos diversa de uma em que várias espécies diferentes têm uma abundância semelhante.

Exemplo do cálculo do índice de diversidade de Simpson

Uma amostra de flores silvestres presentes em dois campos diferentes é feita e os seguintes resultados são obtidos:

A primeira amostra tem mais equitividade do que a segunda. Isso ocorre porque o número total de indivíduos no campo é distribuído de maneira uniforme entre as três espécies.

Ao observar os valores na tabela, a desigualdade na distribuição de indivíduos em cada campo é evidente. No entanto, do ponto de vista da riqueza, ambos os campos são os mesmos porque têm 3 espécies cada; Consequentemente, eles têm a mesma riqueza.

Por outro lado, no segundo show, a maioria dos indivíduos é Ranunculos, as espécies dominantes. Nesse campo, existem poucos margaritas e dentes de leão; Portanto, considera -se que o campo 2 é menos diverso que 1.

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O acima é o observado a olho nu. Em seguida, o cálculo é realizado aplicando a fórmula:

Então:

D (Campo 1) = 334.450 /1.000X (999)

D (Campo 1) = 334.450/999.000

D (Campo 1) = 0,3 -> Índice Simpson para o Campo 1

D (Campo 2) = 868.562 /1.000X (999)

D (Campo 2) = 868.562 /999.000

D (Campo 2) = 0,9 -> Índice Simpson para o Campo 2

Então:

1-D (Campo 1) = 1- 0,3

1 -D (Campo 1) = 0,7 -> Índice de Diversidade Simpson para o Campo 1

1-D (Campo 2) = 1- 0,9

1 -D (Campo 2) = 0,1 -> Índice de Diversidade Simpson para o Campo 2

Finalmente:

1 / D (Campo 1) = 1 / 0.3

1/D (Campo 1) = 3,33 -> Índice recíproco Simpson para o campo 1

1 / D (Campo 2) = 1 / 0.9

1/D (Campo 2) = 1.11 -> Índice Reciprocal Simpson para o Campo 2

Esses 3 valores diferentes representam a mesma biodiversidade. Portanto, é importante determinar qual dos índices foi usado para poder fazer qualquer estudo comparativo da diversidade.

Um valor de índice de 0,7 Simpson não é o mesmo que um valor de 0,7 para o índice de diversidade de Simpson. O índice Simpson dá mais peso às espécies mais abundantes em uma amostra, e a adição de espécies raras a uma amostra causa apenas pequenas mudanças no valor de D.

Referências

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