The Shannon indeks , juga dikenali dalam kesusasteraan sebagai Shannon-Weaver, digunakan untuk mengukur biodiversiti tertentu. Simbol H 'digunakan untuk melambangkannya, dan nilainya berkisar antara nombor positif, umumnya antara 2, 3 dan 4. Dalam literatur, indeks ini adalah salah satu yang paling popular untuk pengukuran keanekaragaman hayati.
Indeks tersebut mengambil kira bilangan spesies yang ada dalam sampel dan jumlah relatif individu untuk setiap spesies tersebut. Artinya, ia mempertimbangkan kekayaan dan kelimpahan spesies.
Sumber: pixabay.com
Oleh kerana formula yang terlibat dalam pengiraannya melibatkan logaritma, tidak ada nilai maksimum untuk indeks. Walau bagaimanapun, nilai minimum adalah sifar, menunjukkan ketiadaan kepelbagaian - keadaan yang ada dalam monokultur, misalnya, di mana hanya ada satu spesies.
Nilai kurang dari 2 ditafsirkan sebagai ekosistem dengan kepelbagaian spesies yang agak rendah, sementara nilai yang lebih besar dari 3 adalah tinggi. Kawasan gurun adalah contoh ekosistem yang tidak begitu pelbagai.
Hutan tropika dan terumbu, sebaliknya, adalah ekosistem dengan spesies biodiversiti yang cukup tinggi.
Perspektif bersejarah
Indeks Shannon diusulkan oleh Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), dengan tujuan untuk mencari ukuran yang dapat mengukur entropi. Penyelidik ini adalah seorang ahli matematik dan jurutera elektrik, yang berasal dari Amerika Syarikat.
Terdapat beberapa kekeliruan dengan nama sebenar indeks. Nama penuh adalah indeks Shannon-Weiner. Namun, dalam banyak kesempatan penulis menyebutnya sebagai indeks Shannon-Weaver.
Kesalahan ini berlaku, sebahagiannya, kerana Claude Shannon bekerjasama dengan ahli matematik Warren Weaver dalam beberapa kesempatan.
Definisi
Kepelbagaian adalah salah satu parameter terpenting yang digunakan untuk menggambarkan ekosistem.
Indeks Shannon adalah indeks yang bertujuan untuk mengukur kepelbagaian spesies, mengingat keseragamannya. Ini adalah penerapan teori maklumat, dan didasarkan pada gagasan bahawa kepelbagaian yang lebih besar sesuai dengan ketidakpastian yang lebih besar dalam memilih spesies tertentu secara rawak.
Dengan kata lain, indeks merumuskan keseragaman nilai kepentingan di semua spesies dalam sampel.
Ia boleh mengambil nilai minimum dan maksimum berikut: sifar menunjukkan bahawa hanya ada satu spesies, sedangkan logaritma S (jumlah spesies dalam sampel) bermaksud bahawa semua spesies diwakili oleh jumlah individu yang sama.
Andaikan kita mempunyai ekosistem hipotesis dengan hanya dua spesies. Mari juga berfikir bahawa mereka berada dalam frekuensi yang sama (mereka sama). Oleh itu, ketidakpastian adalah 50%, kerana kedua-dua alternatif itu sama.
Pengenalan yang memberikan kepastian adalah unit maklumat, yang disebut "bit". Sekiranya kita mempunyai, misalnya, empat spesies yang sama, kepelbagaian akan menjadi dua bit.
Formula
Secara matematik, kami mengira indeks Shannon dengan ungkapan berikut:
Dalam ungkapan indeks, pi pemboleh ubah mewakili kelimpahan spesies i, dikira sebagai berat kering spesies, dibahagikan, seterusnya, dengan jumlah berat kering dalam sampel.
Dengan cara ini, indeks mengukur ketidakpastian dalam ramalan identiti spesies individu yang diambil secara rawak dari sampel.
Selanjutnya, asas logaritma yang digunakan dalam ungkapan dapat dipilih secara bebas oleh penyelidik. Shannon sendiri membincangkan logaritma di pangkalan 2, 10 dan e, di mana masing-masing sesuai dengan unit pengukuran yang berbeza.
Oleh itu, unit adalah digit binari atau bit, digit perpuluhan, dan digit semula jadi, untuk asas 2, 10, dan e, masing-masing.
Kelebihan
Indeks Shannon adalah salah satu yang paling banyak digunakan dalam penyelidikan ekologi, kerana aplikasinya membawa kelebihan tertentu, dibandingkan dengan indeks kepelbagaian lain yang relatif popular.
Pertama, indeks tidak dipengaruhi secara signifikan oleh ukuran sampel. Beberapa kajian berusaha untuk mencari kesan ukuran sampel dan telah menyimpulkan bahawa, sesungguhnya, ukuran sampel mempunyai pengaruh yang sangat kecil terhadap pengukuran kepelbagaian spesies.
Kedua, penerapan indeks membawa kepada menangkap sejumlah besar maklumat, hanya dalam satu ungkapan matematik. Ini adalah ciri yang sangat berguna jika anda ingin menyampaikan sejumlah besar maklumat kepada khalayak yang luas.
Selanjutnya, meletakkan indeks "dalam konteks" sangat penting untuk tafsirannya. Bahagian pertama adalah mengenali nilai maksimum dan minimum yang dikembalikannya. Dalam indeks Shannon, mudah dilihat bahawa maksimum sesuai dengan Log S, di mana S adalah kekayaan dan minimum adalah 0.
Keseragaman
Indeks Shannon didasarkan pada konsep yang sangat relevan dalam ekologi: keseragaman. Parameter ini merujuk kepada sejauh mana spesies tersebut diwakili di seluruh sampel.
Ekstremnya merangkumi spesies dominan tunggal dan spesies lain yang terdapat dalam bilangan yang sangat rendah (nilai keseragaman dekat dengan 0), untuk semua spesies yang diwakili oleh bilangan yang sama (nilai keseragaman dekat dengan 1).
Keseragaman memainkan peranan penting dalam analisis ekologi kepelbagaian. Sebagai contoh, dalam komuniti yang lebih seragam, indeks Shannon menjadi lebih sensitif terhadap kekayaan.
Kebolehlaksanaan
Indeks kepelbagaian banyak digunakan dalam pemantauan, dari sudut ekologi dan pemuliharaan spesies yang terancam punah.
Indeks kepelbagaian spesies mempunyai kekhususan merangkum sejumlah besar dan penting data yang dapat digunakan untuk menyimpulkan ciri populasi.
Indeks ini telah digunakan untuk mengkaji berbagai kesan gangguan dan tekanan terhadap kepelbagaian masyarakat, baik haiwan dan tumbuhan, kerana ia memberikan maklumat yang kompleks berdasarkan jumlah spesies dan keseragaman.
Akhirnya, hubungan antara kepelbagaian ekosistem dan ketahanannya telah menjadi topik perbahasan yang luas. Beberapa kajian dapat membuktikan pendekatan ini.
Rujukan
- Gliessman, SR (2002). Agroekologi: proses ekologi dalam pertanian lestari. CATIE.
- Núñez, EF (2008). Sistem silvopastoral ditubuhkan dengan Pinus radiata D. Don dan Betula alba L. di Galicia. Universiti Santiago de Compostela.
- Jorgensen, SE (2008). Ensiklopedia ekologi, disunting oleh Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
- Kelly, A. (2016). Membangunkan Metrik untuk Ekuiti, Kepelbagaian dan Persaingan: Langkah baru untuk sekolah dan universiti. Laluan Laluan.
- Pal, R., & Choudhury, AK (2014). Pengenalan kepada fitoplanktons: kepelbagaian dan ekologi. Pemecut.
- Pla, L. (2006). Keanekaragaman hayati: Kesimpulan berdasarkan indeks dan kekayaan Shannon. Interciencia, 31 (8), 583-590.
- Pyron, M. (2010) Mencirikan Komuniti. Pengetahuan Pendidikan Alam 3 (10): 39