Simpson Index Definition, Formula, Interpretation ed Example

il L'indice di Simpson è una formula che viene utilizzata per misurare la diversità di una comunità. È comunemente usato per misurare la biodiversità, cioè la diversità degli esseri viventi in un dato luogo. Tuttavia, questo indice è utile anche per misurare la diversità di elementi come scuole, luoghi, tra gli altri.

Nell'ecologia, l'indice Simpson viene spesso utilizzato (tra gli altri indici) per quantificare la biodiversità di un habitat. Questo tiene conto della quantità di specie presenti nell'habitat, nonché dell'abbondanza di ogni specie.

indice

• 1 concetti associati
  • 1.1 Diversità biologica
  • 1.2 Ricchezza
  • 1.3 Equità
• 2 Definizione
• 3 Formula
• 4 Interpretazione
  • 4.1 Indice reciproco di Simpson (1 / D)
• 5 Esempio di calcolo dell'indice di diversità Simpson
• 6 riferimenti

Concetti associati

Prima di analizzare più dettagliatamente l'indice di diversità di Simpson, è importante comprendere alcuni concetti di base descritti di seguito:

Diversità biologica

La diversità biologica è la grande varietà di esseri viventi che esistono in una particolare area, è una proprietà che può essere quantificata in molti modi diversi. Ci sono due fattori principali che vengono presi in considerazione quando si misura la diversità: ricchezza ed equità.

La ricchezza è una misura del numero di diversi organismi presenti in una particolare area; cioè, la quantità di specie presenti in un habitat.

Tuttavia, la diversità dipende non solo dalla ricchezza della specie, ma anche dall'abbondanza di ogni specie. L'equità confronta la somiglianza tra le dimensioni della popolazione di ciascuna delle specie presenti.

ricchezza

Il numero di specie prese in un campione di habitat è una misura della ricchezza. Più specie sono presenti in un campione, più ricco sarà il campione.

La ricchezza delle specie come misura in sé non tiene conto del numero di individui in ogni specie.

Quanto sopra significa che lo stesso peso è attribuito alle specie che hanno pochi individui come quelli che hanno molti individui. Pertanto, una margherita ha la stessa influenza sulla ricchezza di un habitat in quanto avrebbe 1000 ranuncoli che vivono nello stesso posto.

uniformità

L'equità è una misura dell'abbondanza relativa delle diverse specie che costituiscono la ricchezza di un'area; cioè, che in un determinato habitat il numero di individui di ogni specie avrà anche un effetto sulla biodiversità del luogo.

Una comunità dominata da una o due specie è considerata meno diversificata di una comunità in cui le specie presenti hanno un'abbondanza simile.

definizione

Con l'aumentare della ricchezza e dell'equità delle specie, la diversità aumenta. L'indice di diversità Simpson è una misura della diversità che prende in considerazione sia la ricchezza che l'equità.

Gli ecologi, i biologi che studiano le specie nel loro ambiente, sono interessati alla diversità delle specie negli habitat che studiano. Questo perché la diversità è solitamente proporzionale alla stabilità dell'ecosistema: maggiore è la diversità, maggiore è la stabilità.

Le comunità più stabili hanno un gran numero di specie che sono equamente distribuite in popolazioni di buone dimensioni. L'inquinamento spesso riduce la diversità favorendo alcune specie dominanti. La diversità è, quindi, un fattore importante nella gestione efficace della conservazione delle specie.

formula

È importante notare che il termine "indice di diversità Simpson" è in realtà utilizzato per riferirsi a uno dei tre indici strettamente correlati.

L'indice Simpson (D) misura la probabilità che due individui selezionati casualmente da un campione appartengano alla stessa specie (o alla stessa categoria).

Ci sono due versioni della formula per calcolare D. Uno dei due è valido, ma devi essere coerente.

dove:

- n = il numero totale di agenzie di una specie particolare

- N = il numero totale di agenzie di tutte le specie.

Il valore di D è compreso tra 0 e 1:

- Se il valore di D dà 0, significa diversità infinita.

- Se il valore di D dà 1, significa che non c'è diversità.

interpretazione

L'indice è una rappresentazione della probabilità che due individui, all'interno della stessa regione e selezionati a caso, siano della stessa specie. L'intervallo dell'indice Simpson va da 0 a 1, come questo:

- Più si avvicina il valore di D a 1 approcci, minore è la diversità dell'habitat.

- Maggiore è il valore degli approcci da D a 0, maggiore è la diversità dell'habitat.

Cioè, maggiore è il valore di D, minore è la diversità. Questo non è facile da interpretare intuitivamente e potrebbe generare confusione, motivo per cui è stato raggiunto il consenso per sottrarre il valore da D a 1, essendo il seguente: 1- D

In questo caso, anche il valore dell'indice oscilla tra 0 e 1, ma ora, maggiore è il valore, maggiore è la diversità del campione.

Questo ha più senso ed è più facile da capire.In questo caso, l'indice rappresenta la probabilità che due individui selezionati casualmente da un campione appartengano a specie diverse.

Un altro modo per superare il problema della natura "contro-intuitiva" dell'indice Simpson è quello di prendere il reciproco dell'indice; cioè, 1 / D.

Reciprocal Simpson Index (1 / D)

Il valore di questo indice inizia con 1 come il numero più basso possibile. Questo caso rappresenterebbe una comunità che contiene solo una specie. Più alto è il valore, maggiore è la diversità.

Il valore massimo è il numero di specie nel campione. Per esempio: se ci sono cinque specie in un campione, allora il valore massimo dell'indice reciproco di Simpson è 5.

Il termine "indice di diversità di Simpson" viene spesso applicato in modo impreciso. Ciò significa che i tre indici sopra descritti (indice Simpson, indice di diversità Simpson e indice reciproco di Simpson), essendo così strettamente correlati, sono stati citati sotto lo stesso termine in base a diversi autori.

Pertanto, è importante determinare quale indice è stato utilizzato in uno studio particolare se si desidera confrontare la diversità.

In ogni caso, una comunità dominata da una o due specie è considerata meno diversificata di una in cui molte specie diverse hanno un'abbondanza simile.

Esempio di calcolo dell'indice di diversità di Simpson

Viene effettuato un campionamento dei fiori selvatici presenti in due diversi campi e si ottengono i seguenti risultati:

Il primo campione ha più equità del secondo. Questo perché il numero totale di individui nel campo è equamente distribuito tra le tre specie.

Osservando i valori nella tabella, la disuguaglianza nella distribuzione degli individui in ciascun campo è evidente. Tuttavia, dal punto di vista della ricchezza, entrambi i campi sono uguali perché hanno 3 specie ciascuno; di conseguenza, hanno la stessa ricchezza.

Al contrario, nel secondo campione la maggior parte degli individui sono ranuncoli, la specie dominante. In questo campo ci sono poche margherite e denti di leone; pertanto, si considera che il campo 2 sia meno diversificato del campo 1.

Quanto sopra è ciò che viene osservato ad occhio nudo. Quindi il calcolo viene eseguito applicando la formula:

allora:

D (campo 1) = 334,450 / 1.000x (999)

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

D (campo 1) = 0.3 -> Indice di Simpson per il campo 1

D (campo 2) = 868,562 / 1.000x (999)

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

D (campo 2) = 0.9 -> Indice di Simpson per il campo 2

allora:

1-D (campo 1) = 1- 0.3

1-D (campo 1) = 0,7 -> Indice di diversità Simpson per il campo 1

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

1-D (campo 2) = 0,1 -> Indice di diversità Simpson per il campo 2

infine:

1 / D (campo 1) = 1 / 0,3

1 / D (campo 1) = 3.33 -> Indice reciproco di Simpson per il campo 1

1 / D (campo 2) = 1 / 0,9

1 / D (campo 2) = 1,11 -> Indice reciproco di Simpson per il campo 2

Questi 3 valori diversi rappresentano la stessa biodiversità. Pertanto, è importante determinare quale degli indici è stato utilizzato per effettuare uno studio comparativo della diversità.

Un valore dell'indice Simpson di 0,7 non è lo stesso di un valore di 0,7 per l'indice di diversità Simpson. L'indice Simpson dà più peso alle specie più abbondanti in un campione e l'aggiunta di specie rare a un campione causa solo piccole variazioni nel valore di D.

riferimenti

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