SIMPSONO RODYKLĖ: FORMULĖ, AIŠKINIMAS IR PAVYZDYS - BIOLOGIJA - 2025

Simpson puslapis yra formulė naudojama išmatuoti bendruomenės įvairovę. Jis dažniausiai naudojamas biologinei įvairovei, ty gyvų daiktų, esančių tam tikroje vietoje, įvairovei matuoti. Tačiau šis rodyklė taip pat naudinga norint įvertinti elementų, tokių kaip mokyklos, vietos, įvairovę.

Ekologijoje Simpsonų indeksas (be kitų rodiklių) dažnai naudojamas norint įvertinti buveinės biologinę įvairovę. Čia atsižvelgiama į rūšių, esančių buveinėje, skaičių, taip pat į kiekvienos rūšies gausumą.

Susijusios sąvokos

Prieš išsamiau aptardami „Simpson“ įvairovės indeksą, svarbu suprasti keletą pagrindinių sąvokų, kurios aprašytos toliau:

Biologinė įvairovė

Biologinė įvairovė yra didelė gyvų dalykų įvairovė, egzistuojanti tam tikroje srityje, tai yra savybė, kurią galima įvertinti įvairiais būdais. Matuojant įvairovę atsižvelgiama į du pagrindinius veiksnius: turtą ir sąžiningumą.

Turtingumas yra įvairių organizmų, esančių tam tikroje srityje, skaičiaus matas; tai yra rūšių, esančių buveinėje, skaičius.

Tačiau įvairovė priklauso ne tik nuo rūšių turtingumo, bet ir nuo kiekvienos rūšies gausos. Teisingumas lygina kiekvienos rūšies populiacijos dydžių panašumą.

Turtas

Buveinių pavyzdyje paimtų rūšių skaičius yra turtingumo matas. Kuo daugiau rūšių yra mėginyje, tuo turtingesnis bus mėginys.

Rūšių turtingumas kaip savaime vertinamas neatsižvelgia į kiekvienos rūšies individų skaičių.

Tai reiškia, kad rūšims, turinčioms nedaug individų, suteikiamas toks pats svoris kaip toms, kuriose yra daug individų. Todėl ramunė daro tokią didelę įtaką buveinės turtingumui, kaip tai padarytų 1000 toje pačioje vietoje gyvenančių drugelių.

Sąžiningumas

Lygybė yra santykinis įvairių rūšių, iš kurių susidaro plotas, gausumas; Kitaip tariant, tam tikroje buveinėje kiekvienos rūšies individų skaičius taip pat paveiks vietos biologinę įvairovę.

Bendruomenė, kurioje dominuoja viena ar dvi rūšys, laikoma ne tokia įvairi kaip bendruomenė, kurioje esančių rūšių gausa yra panaši.

Apibrėžimas

Didėjant rūšių turtingumui ir sąžiningumui, didėja įvairovė. „Simpson“ įvairovės indeksas yra įvairovės matas, kuriame atsižvelgiama ir į turtus, ir į sąžiningumą.

Ekologai, biologai, tiriantys rūšis savo aplinkoje, domisi jų tiriamų buveinių rūšių įvairove. Taip yra todėl, kad įvairovė paprastai yra proporcinga ekosistemos stabilumui: kuo didesnė įvairovė, tuo didesnis stabilumas.

Stabiliausiose bendruomenėse yra daug rūšių, kurios gana tolygiai pasiskirsto didelėse populiacijose. Tarša dažnai sumažina įvairovę teikdama pirmenybę kelioms vyraujančioms rūšims. Taigi įvairovė yra svarbus sėkmingo rūšių apsaugos valdymo veiksnys.

Formulė

Svarbu tai, kad terminas „Simpsono įvairovės indeksas“ iš tikrųjų naudojamas norint nurodyti bet kurį iš trijų glaudžiai susijusių indeksų.

Simpson indeksas (D) matuoja tikimybę, kad du atsitiktinai parinkti individai priklauso tai pačiai rūšiai (arba tai pačiai kategorijai).

Yra dvi formulės, skirtos apskaičiuoti D. variantus. Bet kuri iš jų yra teisinga, tačiau jūs turite būti nuoseklus.

Kur:

- n = bendras tam tikros rūšies organizmų skaičius.

- N = bendras visų rūšių organizmų skaičius.

D vertė svyruoja nuo 0 iki 1:

- Jei D reikšmė yra 0, tai reiškia begalinę įvairovę.

- Jei D reikšmė yra 1, tai reiškia, kad įvairovės nėra.

Interpretacija

Indeksas parodo tikimybę, kad du individai, esantys tame pačiame regione ir atsitiktinai parinkti, yra tos pačios rūšies. „Simpson“ rodyklė svyruoja nuo 0 iki 1, pavyzdžiui:

- Kuo arčiau D vertė yra 1, tuo mažesnė buveinių įvairovė.

- Kuo arčiau D vertė yra 0, tuo didesnė buveinių įvairovė.

Tai yra, kuo didesnė D vertė, tuo mažesnė įvairovė. Tai nėra lengva suprasti intuityviai ir tai gali sukelti painiavą, todėl buvo pasiektas sutarimas atimti D vertę iš 1, paliekant ją taip: 1–D

Šiuo atveju indekso vertė taip pat svyruoja nuo 0 iki 1, tačiau dabar, kuo didesnė vertė, tuo didesnė imties įvairovė.

Tai daro daugiau prasmės ir yra lengviau suprantamas. Šiuo atveju indeksas parodo tikimybę, kad du atsitiktinai parinkti individai priklauso skirtingoms rūšims.

Kitas būdas išspręsti „priešintuityvios“ Simpsono rodyklės problemą yra rodyklės abipusė analizė; tai yra 1 / D.

Simpsono abipusis indeksas (1 / D)

Šio indekso reikšmė prasideda 1 kaip mažiausias įmanomas skaičius. Šis atvejis atstovautų bendruomenei, kurioje yra tik viena rūšis. Kuo didesnė vertė, tuo didesnė įvairovė.

Didžiausia vertė yra rūšių skaičius mėginyje. Pvz .: jei mėginyje yra penkios rūšys, tada didžiausia abipusio Simpsono indekso vertė yra 5.

Sąvoka „Simpson įvairovės indeksas“ dažnai naudojama laisvai. Tai reiškia, kad trys aukščiau aprašyti indeksai (Simpsono indeksas, Simpsono įvairovės indeksas ir Simpsono abipusis indeksas), kurie yra taip artimai susiję, buvo paminėti tuo pačiu terminu, pasak skirtingų autorių.

Todėl svarbu nustatyti, kuris indeksas buvo naudojamas konkrečiame tyrime, jei norite palyginti įvairovę.

Bet kokiu atveju, bendruomenė, kurioje dominuoja viena ar dvi rūšys, yra laikoma mažiau skirtinga nei ta, kurioje kelių skirtingų rūšių gausa yra panaši.

„Simpson“ įvairovės indekso apskaičiavimo pavyzdys

Iš dviejų skirtingų laukų esančių laukinių gėlių mėginiai imami ir gaunami šie rezultatai:

Pirmasis pavyzdys yra teisingesnis nei antrasis. Taip yra todėl, kad bendras individų skaičius lauke yra gana tolygiai pasiskirstęs tarp trijų rūšių.

Stebint lentelėje pateiktas vertes, išryškėja nevienodas asmenų pasiskirstymas kiekvienoje srityje. Tačiau turtingumo požiūriu abu laukai yra lygūs, nes kiekviename jų yra 3 rūšys; todėl jie turi tą patį turtą.

Antrame pavyzdyje, priešingai, dauguma individų yra drugeliai, dominuojanti rūšis. Šioje srityje yra nedaug ramunėlių ir kiaulpienių; todėl 2 laukas laikomas mažiau įvairiu nei 1 laukas.

Aukščiau yra tai, kas stebima plika akimi. Tada skaičiavimas atliekamas pagal formulę:

Taigi:

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

D (1 laukas) = ​​334,450 / 999,000

D (1 laukas) = ​​0,3 -> 1 lauko „Simpson“ rodyklė

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

D (2 laukas) = ​​868 562/999 000

D (2 laukas) = ​​0,9 -> 2 lauko „Simpson“ rodyklė

Tada:

1-D (1 laukas) = ​​1 - 0,3

1-D (1 laukas) = ​​0,7 -> 1 lauko „Simpson“ įvairovės indeksas

1-D (2 laukas) = ​​1 - 0,9

1-D (2 laukas) = ​​0,1 -> 2 lauko „Simpson“ įvairovės indeksas

Pagaliau:

1 / D (1 laukas) = ​​1 / 0,3

1 / D (1 laukas) = ​​3,33 -> abipusis Simpson indeksas 1 laukeliui

1 / D (2 laukas) = ​​1 / 0,9

1 / D (2 laukas) = ​​1,11 -> abipusis Simpson indeksas 2 laukeliui

Šios 3 skirtingos vertės atspindi tą pačią biologinę įvairovę. Todėl svarbu nustatyti, kuris iš indeksų buvo naudojamas norint atlikti bet kokį palyginamąjį įvairovės tyrimą.

„Simpson“ indekso vertė 0,7 nėra tokia pati kaip „Simpson“ įvairovės indekso 0,7 vertė. Simpsono indeksas suteikia daugiau svorio gausiausiai mėginio rūšims, o retų rūšių pridėjimas prie mėginio sukelia tik nedidelius D vertės pokyčius.

Nuorodos

1. Jis, F., ir Hu, XS (2005). Pagrindinis „Hubbell“ biologinės įvairovės parametras ir „Simpson“ įvairovės indeksas. Ekologijos laiškai, 8 (4), 386–390.
2. Hill, MO (1973). Įvairovė ir vakaras: vienijanti pastaba ir jos padariniai. Ekologija, 54 (2), 427–432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistinė ekologija: metodų ir skaičiavimo pradmenys (1 ^-asis ). Johnas Wiley ir sūnūs.
4. Magurran, A. (2013). Biologinės įvairovės matavimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
5. Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Įvairovės indeksų pasirinkimas ir naudojimas: Vokietijos biologinės įvairovės tyrimų centro ekologinio pritaikymo įžvalgos. Ekologija ir evoliucija, 4 (18), 3514–3524.
6. Simpsonas, EH (1949). Įvairovės matavimas. Gamta, 163 (1946), 688.
7. Van Der Heijden, MGA, Klironomos, JN, Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., … Sanders, IR (1998). Mikorizės grybelių įvairovė lemia augalų biologinę įvairovę, ekosistemų kintamumą ir produktyvumą. „Nature“, 396 (6706), 69–72.