מדד שאנון , הידוע גם בספרות שאנון-ויבר, משמש לכמת המגוון הביולוגי הספציפי. הסמל H 'משמש לייצוגו, וערכיו מתנדנדים בין מספרים חיוביים, בדרך כלל בין 2, 3 ו -4. בספרות, מדד זה הוא אחד הפופולריים ביותר למדידת המגוון הביולוגי.
המדד לוקח בחשבון את מספר המינים הקיימים במדגם ואת המספר היחסי של הפרטים לכל אחד מהזן. כלומר, הוא מהרהר בעושר ובשפע של המין.
מקור: pixabay.com
מכיוון שהנוסחה המעורבת בחישובה כוללת לוגריתם, אין ערך מקסימלי לאינדקס. עם זאת, הערך המינימלי הוא אפס, מה שמצביע על היעדר המגוון - התנאי הקיים במונוקולטורה, למשל, שם יש רק מין אחד.
ערכים פחות מ- 2 מתפרשים כמערכות אקולוגיות עם מגוון מינים נמוך יחסית, ואילו ערכים הגבוהים מ -3 הם גבוהים. אזורי מדבר הם דוגמאות למערכות אקולוגיות לא מגוונות במיוחד.
לעומת זאת יערות ושוניות טרופיות הן מערכות אקולוגיות עם מגוון ביולוגי גבוה למדי של מינים.
פרספקטיבה היסטורית
את מדד שאנון הוצע על ידי קלוד אלווד שאנון (1916 - 2001), במטרה למצוא מדד שיכול לכמת אנטרופיה. חוקר זה היה מתמטיקאי ומהנדס חשמל, במקור מארצות הברית.
יש קצת בלבול עם שם האינדקס בפועל. השם המלא הוא מדד שאנון-וויינר. עם זאת, בהזדמנויות רבות הכותבים מתייחסים אליו כאל מדד שאנון-ויבר.
שגיאה זו התרחשה, בין השאר, מכיוון שקלוד שאנון עבד בשיתוף פעולה עם המתמטיקאי וורן וויבר בכמה הזדמנויות.
הַגדָרָה
גיוון הוא אחד הפרמטרים החשובים ביותר המשמשים לתיאור מערכות אקולוגיות.
מדד שאנון הוא מדד המבקש למדוד את מגוון המינים, בהתחשב באחידותם. זהו יישום של תורת המידע, ומבוסס על הרעיון שגיוון רב יותר תואם אי וודאות רבה יותר בבחירה אקראית של מין ספציפי.
במילים אחרות, המדד מנסח את האחידות של ערכי החשיבות בכל המינים שבמדגם.
זה יכול לקחת את ערכי המינימום והמקסימום הבאים: אפס מציין שיש רק מין אחד, ואילו הלוגריתם של S (המספר הכולל של המינים במדגם) פירושו שכל המינים מיוצגים על ידי אותו מספר פרטים.
נניח שיש לנו מערכת אקולוגית היפותטית עם שני מינים בלבד. בואו נחשוב שהם נמצאים באותה תדר (הם שווים במידה שווה). לפיכך, אי הוודאות היא 50%, מכיוון ששתי החלופות אפשריות באותה מידה.
הזיהוי שנותן את הוודאות הוא יחידת המידע, המכונה "ביט". אם יש לנו, למשל, ארבעה מינים שווי-ערך, הגיוון יהיה שני חלקים.
נוּסחָה
מבחינה מתמטית אנו מחשבים את מדד שאנון באמצעות הביטוי הבא:
בביטוי המדד, המשתנה pi מייצג את השפע היחסי של המינים i, המחושב כמשקל היבש של המין, מחולק, בתורו, בסך כל המשקל היבש במדגם.
בדרך זו המדד מכמת את אי הוודאות בחיזוי זהות המין של אדם הנלקח באופן אקראי מדגימה.
יתרה מזאת, את בסיס הלוגריתם המשמש בביטוי ניתן לבחור בחופשיות על ידי החוקר. שאנון עצמו דן בלוגריתמים בבסיס 2, 10 ו- e, כאשר כל אחד מהם תואם יחידות מדידה שונות.
לפיכך, היחידות הן ספרות או ביטים בינאריים, ספרות עשרוניות וספרות טבעיות, עבור בסיסים 2, 10 ו- e, בהתאמה.
יתרון
מדד שאנון הוא מהמשתמשים ביותר במחקר אקולוגי שכן היישום שלו טומן בחובו יתרונות מסוימים, לעומת מדדי הגיוון האחרים הפופולריים יחסית.
ראשית, המדד אינו מושפע משמעותית מגודל המדגם. מחקרים שונים ביקשו למצוא את השפעת גודל המדגם והגיעו למסקנה כי אכן לגודל המדגם השפעה קלה מאוד על מדידות המגוון של המין.
שנית, יישום המדד מוביל ללכידת כמות גדולה של מידע, בביטוי מתמטי אחד בלבד. זוהי תכונה שימושית מאוד אם ברצונכם להעביר כמות משמעותית של מידע לקהל רחב.
יתר על כן, הצבת אינדקס "בהקשר" היא קריטית לפרשנותו. החלק הראשון הוא להכיר בערכי המקסימום והמינימום שהוא מחזיר. במדד שאנון קל לראות שהמקסימום מתאים ללוג S, שם S הוא עושר והמינימום הוא 0.
אֲחִידוּת
מדד שאנון מבוסס על מושג מאוד רלוונטי באקולוגיה: אחידות. פרמטר זה מתייחס למידת הייצוג של המינים לאורך הדגימה.
הקצוות כוללים מין דומיננטי יחיד ומינים אחרים המצויים במספרים נמוכים מאוד (ערכי אחידות קרובים ל -0), לכל המינים המיוצגים על ידי מספרים שווים (ערכי אחידות קרובים ל -1).
האחידות ממלאת תפקיד מהותי בניתוח האקולוגי של המגוון. לדוגמה, ביישובים אחידים יותר, מדד שאנון הופך רגיש יותר לעושר.
יָשִׂימוּת
מדדי גיוון נמצאים בשימוש נרחב במעקב, מנקודת מבט של אקולוגיה ושימור מינים בסכנת הכחדה.
במדדי הגיוון של המינים יש ייחוד של סיכום כמות גדולה וחשובה של נתונים שניתן להשתמש בהם כדי להסיק מאפייני אוכלוסייה.
מדד זה שימש כדי לחקור את ההשפעות השונות של הפרעות ולחץ על מגוון היישובים, הן של בעלי חיים וצמחים, מכיוון שהוא מספק מידע מורכב על בסיס מספר המינים ואחידות.
לבסוף, הקשר בין מגוון המערכות האקולוגיות לבין עמידותן היה נושא לוויכוח רחב. כמה מחקרים הצליחו לאשש גישה זו.
הפניות
- Gliessman, SR (2002). אגרואקולוגיה: תהליכים אקולוגיים בחקלאות בת-קיימא. קטי.
- Núñez, EF (2008). מערכות סילווופסטורליות שהוקמו עם Pinus radiata D. Don ו- Betula alba L. בגליציה. אוניברסיטת סנטיאגו דה קומפוסטלה.
- Jorgensen, SE (2008). אנציקלופדיה של אקולוגיה, בעריכת סוון אריק יורגנסן, בריאן ד. פת '.
- קלי, א '(2016). פיתוח מדדים לשיוויון, גיוון ותחרות: אמצעים חדשים לבתי ספר ואוניברסיטאות. נתיב.
- Pal, R., and Choudhury, AK (2014). מבוא לפיטופלנקטונים: גיוון ואקולוגיה. שפרינגר.
- פלא, ל '(2006). המגוון הביולוגי: הסקה על בסיס מדד שאנון ועושר. אינטרסינסיה, 31 (8), 583-590.
- Pyron, M. (2010) מאפיין קהילות. ידע חינוך לטבע 3 (10): 39