INDEKS SIMPSON: FORMULA, TAFSIRAN DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

The Indeks Simpson adalah formula yang digunakan untuk mengukur kepelbagaian masyarakat. 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, antara lain.

Dalam ekologi, indeks Simpson (antara lain indeks) sering digunakan untuk mengukur kepelbagaian biologi habitat. Ini memperhitungkan jumlah spesies yang ada di habitat, serta banyaknya spesies.

Konsep yang berkaitan

Sebelum membincangkan Indeks Kepelbagaian Simpson dengan lebih terperinci, penting untuk memahami beberapa konsep asas seperti yang diperincikan di bawah:

Kepelbagaian biologi

Kepelbagaian biologi adalah pelbagai makhluk hidup yang ada di kawasan tertentu, ia adalah harta benda yang dapat diukur dengan pelbagai cara. Terdapat dua faktor utama yang diambil kira semasa mengukur kepelbagaian: kekayaan dan keadilan.

Kekayaan adalah ukuran bilangan organisma yang berlainan di kawasan tertentu; iaitu, jumlah spesies yang terdapat di suatu habitat.

Walau bagaimanapun, kepelbagaian tidak hanya bergantung pada kekayaan spesies, tetapi juga pada banyaknya spesies. Kesaksamaan membandingkan persamaan antara ukuran populasi setiap spesies yang ada.

Kekayaan

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

Kekayaan spesies sebagai ukuran dengan sendirinya tidak mengambil kira jumlah individu dalam setiap spesies.

Ini bermaksud bahawa spesies dengan sedikit individu diberi berat yang sama dengan spesies yang mempunyai banyak individu. Oleh itu, daisy mempunyai banyak pengaruh terhadap kekayaan habitat seperti 1000 buttercup yang tinggal di tempat yang sama.

Kewajaran

Kesetaraan adalah ukuran kelimpahan relatif dari pelbagai spesies yang membentuk kekayaan suatu kawasan; Dengan kata lain, di habitat tertentu bilangan individu dari setiap spesies juga akan mempengaruhi keanekaragaman hayati tempat tersebut.

Komuniti yang dikuasai oleh satu atau dua spesies dianggap kurang berbeza daripada komuniti di mana spesies yang ada mempunyai banyak yang serupa.

Definisi

Apabila kekayaan dan keadilan spesies meningkat, kepelbagaian meningkat. Indeks Kepelbagaian Simpson adalah ukuran kepelbagaian yang mengambil kira kekayaan dan keadilan.

Ahli ekologi, ahli biologi yang mengkaji spesies di persekitarannya, berminat dengan kepelbagaian spesies habitat yang mereka kaji. Ini kerana kepelbagaian biasanya sebanding dengan kestabilan ekosistem: semakin besar kepelbagaian, semakin besar kestabilannya.

Komuniti yang paling stabil mempunyai sebilangan besar spesies yang diedarkan secara merata dalam populasi besar. Pencemaran sering mengurangkan kepelbagaian dengan memilih beberapa spesies yang dominan. Oleh itu, kepelbagaian merupakan faktor penting dalam kejayaan pengurusan pemuliharaan spesies.

Formula

Yang penting, istilah "Indeks kepelbagaian Simpson" sebenarnya digunakan untuk merujuk kepada salah satu daripada tiga indeks yang berkait rapat.

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

Terdapat dua versi formula untuk mengira D. Sama ada yang sah, tetapi anda mesti konsisten.

Di mana:

- n = jumlah organisma spesies tertentu.

- N = jumlah organisma semua spesies.

Nilai D berkisar antara 0 hingga 1:

- Sekiranya nilai D memberikan 0, ini bermaksud kepelbagaian yang tidak terhingga.

- Sekiranya nilai D memberikan 1, ini bermaksud bahawa tidak ada kepelbagaian.

Tafsiran

Indeks adalah perwakilan kebarangkalian bahawa dua individu, dalam wilayah yang sama dan dipilih secara rawak, adalah spesies yang sama. Indeks Simpson berkisar antara 0 hingga 1, seperti ini:

- Semakin dekat nilai D dengan 1, semakin rendah kepelbagaian habitat.

- Semakin dekat nilai D ke 0, semakin besar kepelbagaian habitat.

Maksudnya, semakin tinggi nilai D, semakin rendah kepelbagaian. Ini tidak mudah ditafsirkan secara intuitif dan boleh menimbulkan kekeliruan, itulah sebabnya konsensus dicapai untuk mengurangkan nilai D dari 1, meninggalkannya sebagai berikut: 1- D

Dalam kes ini, nilai indeks juga berkisar antara 0 hingga 1, tetapi sekarang, semakin tinggi nilainya, semakin besar kepelbagaian sampel.

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

Cara lain untuk mengatasi masalah sifat "intuitif kontra" indeks Simpson adalah dengan menggunakan timbal balik indeks; iaitu, 1 / D.

Indeks timbal balik Simpson (1 / D)

Nilai indeks ini bermula dengan 1 sebagai angka serendah mungkin. Kes ini akan mewakili komuniti yang hanya mengandungi satu spesies. Semakin tinggi nilainya, semakin besar kepelbagaian.

Nilai maksimum adalah bilangan spesies dalam sampel. Contohnya: jika terdapat lima spesies dalam sampel, maka nilai maksimum indeks Simpson timbal balik adalah 5.

Istilah "Indeks kepelbagaian Simpson" sering digunakan secara longgar. Ini bermaksud bahawa tiga indeks yang dijelaskan di atas (indeks Simpson, indeks kepelbagaian Simpson, dan indeks timbal balik Simpson), yang sangat berkaitan, telah disebut dalam istilah yang sama menurut penulis yang berbeza.

Oleh itu, adalah penting untuk menentukan indeks mana yang telah digunakan dalam kajian tertentu jika perbandingan kepelbagaian akan dibuat.

Walau bagaimanapun, komuniti yang dikuasai oleh satu atau dua spesies dianggap kurang berbeza daripada satu di mana beberapa spesies yang berlainan mempunyai banyak yang serupa.

Contoh pengiraan indeks kepelbagaian Simpson

Bunga liar yang terdapat dalam dua bidang berbeza diambil sampel dan hasil berikut diperoleh:

Sampel pertama lebih adil daripada yang kedua. Ini kerana jumlah individu di ladang diagihkan secara merata di antara ketiga-tiga spesies tersebut.

Semasa memerhatikan nilai-nilai dalam jadual, ketidaksamaan taburan individu dalam setiap bidang dibuktikan. Namun, dari sudut kekayaan, kedua-dua bidang itu sama kerana masing-masing mempunyai 3 spesies; akibatnya, mereka mempunyai kekayaan yang sama.

Sebaliknya, dalam sampel kedua, kebanyakan individu adalah buttercup, spesies yang dominan. Di bidang ini terdapat beberapa bunga aster dan dandelion; oleh itu, medan 2 dianggap kurang pelbagai daripada bidang 1.

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

Jadi:

D (medan 1) = 334.450 / 1.000x (999)

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

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

D (medan 2) = 868.562 / 1.000x (999)

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

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

Kemudian:

1-D (medan 1) = 1- 0.3

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

1-D (medan 2) = 1- 0.9

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

Akhirnya:

1 / D (medan 1) = 1 / 0.3

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

1 / D (medan 2) = 1 / 0.9

1 / D (medan 2) = 1.11 -> indeks Simpson timbal balik untuk medan 2

3 nilai yang berbeza ini mewakili kepelbagaian biologi yang sama. Oleh itu, penting untuk menentukan indeks mana yang telah digunakan untuk membuat kajian perbandingan kepelbagaian.

Nilai untuk 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 terdapat dalam sampel, dan penambahan spesies langka pada sampel hanya menyebabkan perubahan kecil pada nilai D.

Rujukan

1. Dia, F., & Hu, XS (2005). Parameter biodiversiti asas Hubbell dan indeks kepelbagaian Simpson. Surat Ekologi, 8 (4), 386–390.
2. Hill, MO (1973). Kepelbagaian dan Keseronokan: Notasi Penyatuan dan Akibatnya. Ekologi, 54 (2), 427–432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Ekologi Statistik: Primer dalam Kaedah dan Pengkomputeran ( ^1st ). John Wiley & Anak.
4. Magurran, A. (2013). Mengukur Kepelbagaian Biologi. John Wiley & Anak.
5. Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Memilih dan menggunakan indeks kepelbagaian: Wawasan untuk aplikasi ekologi dari German Biodiversity Exploratories. Ekologi dan Evolusi, 4 (18), 3514–3524.
6. Simpson, EH (1949). Pengukuran Kepelbagaian. Alam, 163 (1946), 688.
7. Van Der Heijden, MGA, Klironomos, JN, Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., … Sanders, IR (1998). Kepelbagaian kulat mikoriza menentukan kepelbagaian biologi tumbuhan, kebolehubahan dan produktiviti ekosistem. Alam, 396 (6706), 69-72.