หุ้น:
คำนิยามดัชนี Simpson สูตรการตีความและตัวอย่าง
ดัชนีของ Simpson มันเป็นสูตรที่ใช้วัดความหลากหลายของชุมชน มันถูกใช้เพื่อวัดความหลากหลายทางชีวภาพนั่นคือความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในสถานที่ที่กำหนด อย่างไรก็ตามดัชนีนี้ยังมีประโยชน์ในการวัดความหลากหลายขององค์ประกอบเช่นโรงเรียนสถานที่และอื่น ๆ.
ในระบบนิเวศน์ดัชนี Simpson มักใช้ (ในดัชนีอื่น ๆ ) เพื่อวัดความหลากหลายทางชีวภาพของแหล่งที่อยู่อาศัย สิ่งนี้คำนึงถึงปริมาณของสายพันธุ์ที่มีอยู่ในแหล่งอาศัยรวมถึงความอุดมสมบูรณ์ของแต่ละสายพันธุ์.
ดัชนี
- 1 แนวคิดที่เกี่ยวข้อง
- 1.1 ความหลากหลายทางชีวภาพ
- 1.2 ความมั่งคั่ง
- 1.3 ความเท่าเทียมกัน
- 2 คำจำกัดความ
- 3 สูตร
- 4 การตีความ
- 4.1 ดัชนีซึ่งกันและกันของ Simpson (1 / D)
- 5 ตัวอย่างการคำนวณดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน
- 6 อ้างอิง
แนวคิดที่เกี่ยวข้อง
ก่อนที่จะวิเคราะห์ดัชนีความหลากหลายของ Simpson อย่างละเอียดยิ่งขึ้นสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานบางอย่างที่มีรายละเอียดด้านล่าง:
ความหลากหลายทางชีวภาพ
ความหลากหลายทางชีวภาพเป็นสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายที่มีอยู่ในพื้นที่เฉพาะมันเป็นคุณสมบัติที่สามารถวัดปริมาณได้ในหลากหลายวิธี มีสองปัจจัยหลักที่นำมาพิจารณาเมื่อวัดความหลากหลาย: ความมั่งคั่งและความเป็นธรรม.
ความมั่งคั่งเป็นตัวชี้วัดจำนวนของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันที่มีอยู่ในพื้นที่เฉพาะ นั่นคือจำนวนของสายพันธุ์ที่มีอยู่ในที่อยู่อาศัย.
อย่างไรก็ตามความหลากหลายขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของสายพันธุ์ แต่ยังขึ้นอยู่กับความอุดมสมบูรณ์ของแต่ละสายพันธุ์ด้วย ความเท่าเทียมกันจะเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันระหว่างขนาดประชากรของแต่ละสายพันธุ์ที่มีอยู่.
ความมั่งคั่ง
จำนวนสปีชีส์ที่ถ่ายในตัวอย่างถิ่นที่อยู่เป็นตัวชี้วัดความมั่งคั่ง ยิ่งสปีชีส์ที่มีอยู่ในตัวอย่างมากเท่าไรก็ยิ่งมีตัวอย่างมากขึ้นเท่านั้น.
ความร่ำรวยของสปีชีส์เป็นมาตรการในตัวมันเองนั้นไม่ได้คำนึงถึงจำนวนบุคคลในแต่ละสปีชีส์.
ข้างต้นหมายความว่าน้ำหนักเดียวกันให้กับสายพันธุ์ที่มีบุคคลเพียงไม่กี่คนที่มีจำนวนมาก ดังนั้นเดซี่จึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อความร่ำรวยของถิ่นที่อยู่เพราะมันจะมีบัตเตอร์ 1,000 ใบที่อาศัยอยู่ในที่เดียวกัน.
สมดุล
ความเป็นธรรมเป็นตัวชี้วัดของความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์ที่แตกต่างกันที่ทำขึ้นความร่ำรวยของพื้นที่; นั่นคือในที่อยู่อาศัยที่กำหนดจำนวนของแต่ละชนิดจะมีผลต่อความหลากหลายทางชีวภาพของสถานที่.
ชุมชนที่ถูกครอบครองโดยหนึ่งหรือสองสปีชีส์ถือว่ามีความหลากหลายน้อยกว่าชุมชนที่สปีชีส์ปัจจุบันมีความอุดมสมบูรณ์คล้ายกัน.
คำนิยาม
เมื่อความมั่งคั่งและความยุติธรรมของสายพันธุ์เพิ่มขึ้นความหลากหลายก็เพิ่มขึ้น ดัชนีความหลากหลายของซิมป์สันเป็นตัวชี้วัดความหลากหลายที่คำนึงถึงความมั่งคั่งและความเป็นธรรม.
นักนิเวศวิทยานักชีววิทยาที่ศึกษาสปีชีส์ในสภาพแวดล้อมของพวกเขาสนใจในความหลากหลายของสปีชีส์ในแหล่งอาศัย เนื่องจากความหลากหลายมักจะเป็นสัดส่วนกับความเสถียรของระบบนิเวศ: ยิ่งมีความหลากหลายมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น.
ชุมชนที่มั่นคงที่สุดมีเผ่าพันธุ์จำนวนมากที่กระจายอย่างเท่าเทียมกันในประชากรขนาดใหญ่ มลพิษมักจะลดความหลากหลายโดยนิยมสัตว์สองสามสายพันธุ์ ดังนั้นความหลากหลายจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการจัดการอนุรักษ์สายพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จ.
สูตร
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าคำว่า "ดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน" นั้นใช้เพื่ออ้างถึงดัชนีที่เกี่ยวข้องอย่างใดอย่างหนึ่งในสาม.
ดัชนี Simpson (D) วัดความน่าจะเป็นที่บุคคลสองคนสุ่มเลือกจากตัวอย่างเป็นของสปีชีส์เดียวกัน (หรือหมวดหมู่เดียวกัน).
มีสูตรสองรุ่นในการคำนวณ D. ทั้งสองสูตรนั้นถูกต้อง แต่คุณต้องสอดคล้องกัน.
ที่อยู่:
- n = จำนวนทั้งหมดของ หน่วยงาน ของสายพันธุ์โดยเฉพาะ.
- N = จำนวนทั้งหมด หน่วยงาน ของทุกสายพันธุ์.
ค่าของ D อยู่ระหว่าง 0 ถึง 1:
- ถ้าค่าของ D ให้ 0 หมายถึงความหลากหลายที่ไม่มีที่สิ้นสุด.
- ถ้าค่าของ D ให้ 1 นั่นหมายความว่าไม่มีความหลากหลาย.
การตีความ
ดัชนีเป็นตัวแทนของความน่าจะเป็นที่บุคคลสองคนในภูมิภาคเดียวกันและเลือกโดยการสุ่มมีสปีชีส์เดียวกัน ช่วงของดัชนี Simpson เริ่มจาก 0 ถึง 1 ดังนี้:
- ยิ่งค่าของ D ใกล้ถึง 1 มากเท่าใดความหลากหลายของที่อยู่อาศัยก็จะยิ่งลดลง.
- ยิ่งค่าของ D เข้าใกล้ 0 มากเท่าใดความหลากหลายของที่อยู่อาศัยก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น.
นั่นคือยิ่งค่าของ D มากขึ้นเท่าใดความหลากหลายก็ยิ่งน้อยลงเท่านั้น นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตีความอย่างสังหรณ์ใจและอาจสร้างความสับสนซึ่งเป็นสาเหตุที่ถึงฉันทามติที่จะลบค่าจาก D ถึง 1 เป็นดังนี้: 1- D
ในกรณีนี้ค่าดัชนีจะแกว่งระหว่าง 0 และ 1 แต่ตอนนี้ยิ่งค่ายิ่งสูงความหลากหลายของตัวอย่างก็จะยิ่งมากขึ้น.
ทำให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นและเข้าใจได้ง่ายขึ้น ในกรณีนี้ดัชนีแสดงถึงความน่าจะเป็นที่บุคคลสองคนสุ่มเลือกจากตัวอย่างเป็นของสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน.
อีกวิธีหนึ่งในการเอาชนะปัญหาของลักษณะ "ตอบโต้" ของดัชนี Simpson ก็คือการใช้ส่วนกลับของดัชนี นั่นคือ 1 / D.
ดัชนีซิมป์สันซึ่งกันและกัน (1 / D)
ค่าของดัชนีนี้เริ่มต้นด้วย 1 เป็นจำนวนที่น้อยที่สุด กรณีนี้จะเป็นตัวแทนชุมชนที่มีเพียงสปีชีส์เดียว ยิ่งมูลค่ายิ่งสูงยิ่งมีความหลากหลาย.
ค่าสูงสุดคือจำนวนชนิดในตัวอย่าง ตัวอย่างเช่น: หากมีห้าสปีชีส์ในตัวอย่างค่าสูงสุดของดัชนี Simpson ซึ่งกันและกันคือ 5.
คำว่า "ดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน" มักใช้ไม่ถูกต้อง ซึ่งหมายความว่าดัชนีทั้งสามที่อธิบายไว้ข้างต้น (ดัชนีซิมป์สันดัชนีความหลากหลายของซิมป์สันและดัชนีซึ่งกันและกันของซิมป์สัน) ซึ่งเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดนั้นได้รับการอ้างถึงภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน.
ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะตรวจสอบว่ามีการใช้ดัชนีใดในการศึกษาโดยเฉพาะหากคุณต้องการเปรียบเทียบความหลากหลาย.
ไม่ว่าในกรณีใดชุมชนที่มีสปีชีส์หนึ่งหรือสองจะมีความหลากหลายน้อยกว่าที่สปีชีส์ต่าง ๆ มีความคล้ายคลึงกันมากมาย.
ตัวอย่างการคำนวณดัชนีความหลากหลายของซิมป์สัน
มีการสุ่มตัวอย่างดอกไม้ป่าในสองสาขาที่แตกต่างกันและได้รับผลลัพธ์ต่อไปนี้:
ตัวอย่างแรกมีความยุติธรรมมากกว่าตัวอย่างที่สอง นี่เป็นเพราะจำนวนรวมของบุคคลในสนามมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันในหมู่สามสายพันธุ์.
เมื่อสังเกตค่าในตารางความไม่เท่าเทียมกันในการกระจายตัวของบุคคลในแต่ละสาขาจะเห็นได้ชัด อย่างไรก็ตามจากมุมมองของความมั่งคั่งทั้งสองเขตข้อมูลเท่ากันเพราะมี 3 สายพันธุ์แต่ละสายพันธุ์ ดังนั้นพวกเขามีความมั่งคั่งเหมือนกัน.
ในทางตรงกันข้ามในตัวอย่างที่สองบุคคลส่วนใหญ่เป็นบัตเตอร์คัพสายพันธุ์ที่โดดเด่น ในสาขานี้มีดอกเดซี่และดอกแดนดิไลอันน้อย ดังนั้นฟิลด์ 2 จึงถือว่ามีความหลากหลายน้อยกว่าฟิลด์ 1.
ด้านบนเป็นสิ่งที่สังเกตได้ด้วยตาเปล่า จากนั้นการคำนวณจะดำเนินการโดยใช้สูตร:
แล้ว:
D (ฟิลด์ 1) = 334,450 / 1,000x (999)
D (ฟิลด์ 1) = 334,450 / 999,000
D (ฟิลด์ 1) = 0.3 -> ดัชนีของ Simpson สำหรับฟิลด์ 1
D (ฟิลด์ 2) = 868,562 / 1,000x (999)
D (ฟิลด์ 2) = 868,562 / 999,000
D (ฟิลด์ 2) = 0.9 -> ดัชนีของ Simpson สำหรับฟิลด์ 2
แล้ว:
1-D (ฟิลด์ 1) = 1- 0.3
1-D (ฟิลด์ 1) = 0.7 -> ดัชนีความหลากหลายของ Simpson สำหรับฟิลด์ 1
1-D (ฟิลด์ 2) = 1- 0.9
1-D (ฟิลด์ 2) = 0.1 -> ดัชนีความหลากหลายของ Simpson สำหรับฟิลด์ 2
ในที่สุด:
1 / D (ฟิลด์ 1) = 1 / 0.3
1 / D (ฟิลด์ 1) = 3.33 -> ดัชนีซึ่งกันและกันของ Simpson สำหรับฟิลด์ 1
1 / D (ฟิลด์ 2) = 1 / 0.9
1 / D (ฟิลด์ 2) = 1,11 -> ดัชนี Simpson ซึ่งกันและกันสำหรับฟิลด์ 2
3 ค่าที่แตกต่างเหล่านี้แสดงถึงความหลากหลายทางชีวภาพที่เหมือนกัน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะตรวจสอบว่าดัชนีใดที่ถูกนำมาใช้เพื่อทำการศึกษาเปรียบเทียบความหลากหลาย.
ค่าของดัชนี Simpson 0.7 นั้นไม่เหมือนกับค่า 0.7 สำหรับดัชนีความหลากหลายของ Simpson ดัชนีซิมป์สันให้น้ำหนักมากขึ้นสำหรับสายพันธุ์ที่มีมากที่สุดในตัวอย่างและการเพิ่มสายพันธุ์ที่หายากให้กับกลุ่มตัวอย่างทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในค่าของ D.
การอ้างอิง
- เขา, F. , & Hu, X. S. (2005) พารามิเตอร์ความหลากหลายทางชีวภาพพื้นฐานของ Hubbell และดัชนีความหลากหลายของ Simpson. จดหมายนิเวศวิทยา, 8(4), 386-390.
- Hill, M. O. (1973) ความหลากหลายและความเท่าเทียม: สัญกรณ์ที่รวมเป็นหนึ่งและผลที่ตามมา. นิเวศวิทยา, 54(2), 427-432.
- ลุดวิก, เจ & เรย์โนลด์ส, เจ (1988). นิเวศวิทยาเชิงสถิติ: ไพรเมอร์ในวิธีการและการคำนวณ (1เซนต์) John Wiley & Sons.
- Magurran, A. (2013). การวัดความหลากหลายทางชีวภาพ. John Wiley & Sons.
- Morris, E. K. , Caruso, T. , Buscot, F. , Fischer, M. , Hancock, C. , Maier, T. S. , ... Rillig, M. C. (2014) การเลือกและการใช้ดัชนีความหลากหลาย: ข้อมูลเชิงลึกสำหรับการประยุกต์ใช้ในระบบนิเวศจากหอสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพของเยอรมัน. นิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ, 4(18), 3514-3524.
- Simpson, E. H. (1949) การวัดความหลากหลาย. ธรรมชาติ, 163(1946), 688.
- Van Der Heijden, M. G. A. , Klironomos, J. N. , Ursic, M. , Moutoglis, P. , Streitwolf-Engel, R. , Boller, T. , ... แซนเดอร์, I. R. (1998) ความหลากหลายของเชื้อราไมคอไรซาเป็นตัวกำหนดความหลากหลายทางชีวภาพของพืชความแปรปรวนของระบบนิเวศและผลผลิต. ธรรมชาติ, 396(6706), 69-72.