Simpson Indeks Definisi, Formula, Interpretasi dan Contoh



The Indeks Simpson ia adalah formula yang digunakan untuk mengukur kepelbagaian masyarakat. Ia biasanya digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati, iaitu kepelbagaian makhluk hidup di tempat tertentu. Walau bagaimanapun, indeks ini juga berguna untuk mengukur kepelbagaian elemen seperti sekolah, tempat, dan lain-lain.

Dalam ekologi, indeks Simpson sering digunakan (antara indeks lain) untuk mengkuantifikasi biodiversiti habitat. Ini mengambil kira jumlah spesies yang terdapat dalam habitat, serta banyaknya spesies masing-masing.

Indeks

  • 1 Konsep bersekutu
    • 1.1 Kepelbagaian biologi
    • 1.2 Kekayaan
    • 1.3 Ketepatan
  • 2 Definisi
  • 3 Formula
  • 4 Tafsiran
    • 4.1 Indeks timbal balik Simpson (1 / D)
  • Contoh pengiraan indeks kepelbagaian Simpson
  • 6 Rujukan

Konsep bersekutu

Sebelum menganalisis indeks kepelbagaian Simpson dengan lebih terperinci, adalah penting untuk memahami beberapa konsep asas yang terperinci di bawah:

Kepelbagaian biologi

Kepelbagaian biologi adalah pelbagai jenis makhluk hidup yang wujud di dalam kawasan tertentu, ia adalah harta yang boleh diukur dalam pelbagai cara. Terdapat dua faktor utama yang diambil kira apabila mengukur kepelbagaian: kekayaan dan keadilan.

Kekayaan adalah ukuran bilangan organisma yang berbeza yang ada di kawasan tertentu; iaitu jumlah spesies yang terdapat dalam habitat.

Walau bagaimanapun, kepelbagaian tidak hanya bergantung pada kekayaan spesies, tetapi juga pada kelimpahan setiap spesies. Kebolehpermainan membandingkan kesamaan antara saiz populasi setiap spesies yang ada.

Kekayaan

Bilangan spesies yang diambil dalam sampel habitat adalah ukuran kekayaan. Semakin banyak spesies yang terdapat di dalam sampel, semakin banyak sampelnya akan menjadi lebih kaya.

Kekayaan spesies sebagai langkah itu sendiri tidak mengambil kira bilangan individu dalam setiap spesies.

Di atas bermakna bahawa berat badan yang sama diberikan kepada spesies yang mempunyai beberapa individu untuk mereka yang mempunyai banyak individu. Oleh itu, daisy mempunyai banyak pengaruh pada kekayaan habitat kerana ia akan mempunyai 1000 buttercup yang tinggal di tempat yang sama.

Ketepatan

Keadilan adalah ukuran kelimpahan relatif spesies yang berbeza yang membentuk kekayaan kawasan; iaitu, dalam habitat tertentu bilangan individu setiap spesies juga akan memberi kesan ke atas biodiversiti tempat itu.

Satu komuniti yang dikuasai oleh satu atau dua spesies dianggap kurang pelbagai daripada komuniti di mana spesies hadir mempunyai kelimpahan yang sama.

Definisi

Oleh kerana kekayaan dan kewajaran spesies meningkat, kepelbagaian meningkat. Indeks kepelbagaian Simpson adalah ukuran kepelbagaian yang mengambil kira kekayaan dan keadilan.

Ahli biologi, ahli biologi yang mengkaji spesies dalam persekitaran mereka, tertarik dengan kepelbagaian spesis di habitat yang mereka pelajari. Ini kerana kepelbagaian biasanya berkadar dengan kestabilan ekosistem: semakin banyak kepelbagaian, semakin besar kestabilan.

Masyarakat yang paling stabil mempunyai sejumlah besar spesies yang sama rata diagihkan dalam populasi bersaiz yang baik. Pencemaran sering mengurangkan kepelbagaian dengan memihak kepada beberapa spesies dominan. Oleh itu, kepelbagaian adalah faktor penting dalam pengurusan pemuliharaan spesies yang berjaya.

Formula

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa istilah "indeks kepelbagaian Simpson" sebenarnya digunakan untuk merujuk kepada mana-mana tiga indeks berkaitan erat.

Indeks Simpson (D) mengukur kebarangkalian bahawa dua individu yang dipilih secara rawak dari sampel adalah kepunyaan spesies yang sama (atau kategori yang sama).

Terdapat dua versi formula untuk mengira D. Salah satu dari kedua-dua adalah sah, tetapi anda perlu konsisten.

Di mana:

- n = jumlah keseluruhan organisma daripada spesies tertentu.

- N = jumlah keseluruhan organisma semua spesies.

Nilai D antara 0 dan 1:

- Sekiranya nilai D memberi 0, ia bermakna kepelbagaian tak terhingga.

- Sekiranya nilai D memberikan 1, ia bermakna bahawa tiada kepelbagaian.

Tafsiran

Indeks ini merupakan perwakilan kebarangkalian bahawa dua individu, dalam rantau yang sama dan dipilih secara rawak, adalah spesies yang sama. Julat indeks Simpson pergi dari 0 hingga 1, seperti ini:

- Semakin dekat nilai pendekatan D hingga 1, semakin rendah kepelbagaian habitat tersebut.

- Lebih dekat nilai D mendekati 0, semakin banyak kepelbagaian habitat.

Iaitu, semakin besar nilai D, semakin rendah kepelbagaian. Ini tidak mudah untuk difahami secara intuitif dan boleh menyebabkan kekeliruan, oleh itu persetujuan dicapai untuk menolak nilai dari D ke 1, iaitu seperti berikut: 1- D

Dalam kes ini, nilai indeks juga berayun antara 0 dan 1, tetapi sekarang, semakin tinggi nilai, semakin banyak kepelbagaian sampel.

Ini lebih masuk akal dan mudah difahami. Dalam kes ini, indeks mewakili kebarangkalian bahawa dua individu yang dipilih secara rawak dari sampel adalah kepunyaan spesies yang berbeza.

Satu lagi cara untuk mengatasi masalah sifat "kontra-intuitif" indeks Simpson adalah untuk mengambil indeks yang sama; iaitu, 1 / D.

Simpson Indeks Simpson (1 / D)

Nilai indeks ini bermula dengan 1 sebagai nombor terendah. Kes ini akan mewakili komuniti yang mengandungi hanya satu spesies. Semakin tinggi nilai, semakin banyak kepelbagaian.

Nilai maksimum ialah bilangan spesis dalam sampel. Sebagai contoh: jika terdapat lima spesies dalam satu sampel, maka nilai maksimum simpson Simpson indeks ialah 5.

Istilah "indeks kepelbagaian Simpson" sering digunakan secara tidak tepat. Ini bermakna ketiga-tiga indeks yang diterangkan di atas (indeks Simpson, indeks kepelbagaian Simpson dan indeks timbal balik Simpson), yang begitu berkait rapat, telah disebut di bawah istilah yang sama mengikut pengarang yang berlainan..

Oleh itu, adalah penting untuk menentukan indeks mana yang digunakan dalam kajian tertentu jika anda ingin membuat perbandingan kepelbagaian.

Walau apa pun, masyarakat yang dikuasai oleh satu atau dua spesies dianggap kurang beragam daripada satu di mana beberapa spesies yang berlainan mempunyai kelimpahan yang sama.

Contoh pengiraan indeks kepelbagaian Simpson

Pensampelan bunga liar yang terdapat dalam dua bidang yang berbeza dijalankan dan keputusan berikut diperolehi:

Sampel pertama mempunyai keadilan yang lebih daripada yang kedua. Ini kerana jumlah individu dalam bidang ini sama rata diagihkan di kalangan ketiga-tiga spesies ini.

Apabila memerhatikan nilai di dalam jadual, ketidaksamaan dalam pengedaran individu dalam setiap bidang adalah jelas. Walau bagaimanapun, dari sudut pandangan kekayaan kedua-dua bidang adalah sama kerana mereka mempunyai 3 spesies masing-masing; Oleh itu, mereka mempunyai kekayaan yang sama.

Sebaliknya, dalam sampel kedua kebanyakan individu adalah buttercup, spesies dominan. Dalam bidang ini terdapat beberapa daisies dan dandelions; oleh itu, medan 2 dianggap kurang beragam daripada medan 1.

Di atas adalah apa yang diperhatikan dengan mata kasar. Kemudian pengiraan dilakukan dengan menggunakan formula:

Kemudian:

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

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

D (medan 1) = 0.3 -> Simpson indeks untuk medan 1

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

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

D (medan 2) = 0.9 -> Simpson indeks untuk medan 2

Kemudian:

1-D (medan 1) = 1- 0.3

1-D (medan 1) = 0.7 -> Simpanan kepelbagaian Simpson untuk medan 1

1-D (medan 2) = 1-9

1-D (medan 2) = 0.1 -> Simpanan kepelbagaian Simpson untuk medan 2

Akhirnya:

1 / D (medan 1) = 1 / 0.3

1 / D (medan 1) = 3.33 -> Indeks timbal balik Simpson untuk medan 1

1 / D (medan 2) = 1 / 0.9

1 / D (medan 2) = 1,11 -> Simpson indeks kebalikan untuk medan 2

3 nilai yang berbeza mewakili biodiversiti yang sama. Oleh itu, adalah penting untuk menentukan mana indeks telah digunakan untuk membuat kajian komparatif kepelbagaian.

Nilai indeks Simpson 0.7 tidak sama dengan nilai 0.7 untuk indeks kepelbagaian Simpson. Indeks Simpson memberikan lebih banyak berat kepada spesies yang paling banyak dalam sampel, dan penambahan spesies langka untuk sampel hanya menyebabkan perubahan kecil dalam nilai D.

Rujukan

  1. Dia, F., & Hu, X. S. (2005). Parameter biodiversiti asas Hubbell dan indeks kepelbagaian Simpson. Surat Ekologi, 8(4), 386-390.
  2. Hill, M. O. (1973). Kepelbagaian dan Kebesaran: Notasi Penyatuan dan Konsekuensinya. Ekologi, 54(2), 427-432.
  3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Ekologi Statistik: Primer dalam Kaedah dan Pengkomputeran (1st). John Wiley & Sons.
  4. Magurran, A. (2013). Mengukur Kepelbagaian Biologi. John Wiley & Sons.
  5. Morris, E. K., Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, T. S., ... Rillig, M. C. (2014). Memilih dan menggunakan indeks kepelbagaian: Wawasan untuk aplikasi ekologi daripada Penjelajah Biodiversiti Jerman. Ekologi dan Evolusi, 4(18), 3514-3524.
  6. Simpson, E. H. (1949). Pengukuran Kepelbagaian. Alam, 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). Kepelbagaian kulat Mycorrhizal menentukan kepelbagaian biologi tumbuhan, kebolehubahan ekosistem dan produktiviti. Alam, 396(6706), 69-72.