SIMPSON INDEKSI: FORMÜL, YORUMLAMA VE ÖRNEK - BIYOLOJI - 2025

Simpson indeksi bir topluluğun çeşitliliği ölçmek için kullanılan bir formüldür. Genellikle biyoçeşitliliği, yani belirli bir yerdeki canlıların çeşitliliğini ölçmek için kullanılır. Bununla birlikte, bu indeks, diğerleri arasında okullar, yerler gibi öğelerin çeşitliliğini ölçmek için de yararlıdır.

Ekolojide, Simpson indeksi (diğer indekslerin yanı sıra) genellikle bir habitatın biyolojik çeşitliliğini ölçmek için kullanılır. Bu, habitatta bulunan türlerin sayısını ve her bir türün bolluğunu hesaba katar.

İlişkili kavramlar

Simpson Çeşitlilik Endeksi'ni daha ayrıntılı olarak tartışmadan önce, aşağıda ayrıntıları verilen birkaç temel kavramı anlamak önemlidir:

Biyolojik çeşitlilik

Biyolojik çeşitlilik, belirli bir bölgede var olan çok çeşitli canlılardır, birçok farklı şekilde ölçülebilen bir özelliktir. Çeşitliliği ölçerken dikkate alınan iki ana faktör vardır: zenginlik ve adalet.

Zenginlik, belirli bir alanda bulunan farklı organizmaların sayısının bir ölçüsüdür; yani, bir habitatta bulunan türlerin sayısı.

Bununla birlikte, çeşitlilik yalnızca tür zenginliğine değil, aynı zamanda her türün bolluğuna da bağlıdır. Adalet, mevcut türlerin her birinin popülasyon büyüklükleri arasındaki benzerliği karşılaştırır.

zenginlik

Bir habitat örneğinde alınan türlerin sayısı, zenginliğin bir ölçüsüdür. Bir numunede ne kadar çok tür varsa, numune o kadar zengin olacaktır.

Tür zenginliği kendi başına bir ölçü olarak, her türdeki birey sayısını hesaba katmaz.

Bu, az bireye sahip türlere, birçok bireye sahip olanlarla aynı ağırlığın verildiği anlamına gelir. Bu nedenle, bir papatya, bir habitatın zenginliği üzerinde, aynı yerde yaşayan 1000 düğün çiçeği kadar etkiye sahiptir.

adalet

Eşitlik, bir bölgenin zenginliğini oluşturan farklı türlerin göreli bolluğunun bir ölçüsüdür; Başka bir deyişle, belirli bir habitatta her bir türün birey sayısı, o yerin biyolojik çeşitliliği üzerinde de bir etkiye sahip olacaktır.

Bir veya iki türün egemen olduğu bir topluluk, mevcut türlerin benzer bolluğa sahip olduğu bir topluluktan daha az çeşitli olarak kabul edilir.

Tanım

Türlerin zenginliği ve adaleti arttıkça çeşitlilik artar. Simpson Çeşitlilik Endeksi, hem zenginliği hem de adaleti hesaba katan bir çeşitlilik ölçüsüdür.

Çevrelerindeki türleri inceleyen biyologlar olan ekologlar, inceledikleri habitatların tür çeşitliliği ile ilgileniyorlar. Bunun nedeni, çeşitliliğin genellikle ekosistemin istikrarıyla orantılı olmasıdır: Çeşitlilik ne kadar büyükse, istikrar da o kadar büyük olur.

En istikrarlı topluluklar, büyük popülasyonlarda oldukça eşit dağılmış çok sayıda türe sahiptir. Kirlilik genellikle birkaç baskın türü tercih ederek çeşitliliği azaltır. Bu nedenle çeşitlilik, türlerin korunmasının başarılı bir şekilde yönetilmesinde önemli bir faktördür.

formül

Daha da önemlisi, "Simpson çeşitlilik endeksi" terimi aslında birbiriyle yakından ilişkili üç endekse atıfta bulunmak için kullanılır.

Simpson indeksi (D), bir örnekten rastgele seçilen iki bireyin aynı türe (veya aynı kategoriye) ait olma olasılığını ölçer.

D'yi hesaplamak için formülün iki versiyonu vardır. Her ikisi de geçerlidir, ancak tutarlı olmanız gerekir.

Nerede:

- n = belirli bir türün toplam organizma sayısı.

- N = tüm türlerin toplam organizma sayısı.

D'nin değeri 0 ile 1 arasındadır:

- D'nin değeri 0 ise sonsuz çeşitlilik anlamına gelir.

- D'nin değeri 1 ise çeşitlilik yok demektir.

yorumlama

Endeks, aynı bölgede bulunan ve rastgele seçilen iki bireyin aynı türe ait olma olasılığının bir temsilidir. Simpson endeksi 0 ile 1 arasında değişiyor, şöyle:

- D değeri 1'e ne kadar yakınsa habitat çeşitliliği o kadar düşüktür.

- D değeri 0'a ne kadar yakınsa, habitat çeşitliliği o kadar fazla olur.

Yani, D'nin değeri ne kadar yüksekse, çeşitlilik o kadar düşüktür. Bunu sezgisel olarak yorumlamak kolay değildir ve kafa karışıklığı yaratabilir, bu nedenle D'nin değerini 1'den çıkarmak için fikir birliğine varıldı ve aşağıdaki gibi bırakıldı: 1- D

Bu durumda, endeks değeri de 0 ile 1 arasında değişir, ancak şimdi değer ne kadar yüksekse, örneklemin çeşitliliği o kadar büyük olur.

Bu daha mantıklı ve anlaşılması daha kolay. Bu durumda indeks, bir örnekten rastgele seçilen iki bireyin farklı türlere ait olma olasılığını temsil eder.

Simpson endeksinin "karşı-sezgisel" doğası sorununun üstesinden gelmenin bir başka yolu, endeksin karşılığını almaktır; yani 1 / D

Simpson'ın karşılıklı indeksi (1 / D)

Bu endeksin değeri, mümkün olan en düşük rakam olarak 1 ile başlar. Bu vaka, yalnızca bir tür içeren bir topluluğu temsil eder. Değer ne kadar yüksekse çeşitlilik o kadar büyüktür.

Maksimum değer, numunedeki tür sayısıdır. Örneğin: Bir örnekte beş tür varsa, o zaman karşılıklı Simpson endeksinin maksimum değeri 5'tir.

"Simpson çeşitlilik endeksi" terimi genellikle gevşek bir şekilde uygulanır. Bu, yukarıda açıklanan üç indeksin (Simpson indeksi, Simpson çeşitlilik indeksi ve Simpson'ın karşılıklı indeksi) çok yakından ilişkili olduğu anlamına gelir ve farklı yazarlara göre aynı terim altında alıntılanmıştır.

Bu nedenle, çeşitlilik karşılaştırmaları yapılacaksa, belirli bir çalışmada hangi indeksin kullanıldığını belirlemek önemlidir.

Her durumda, bir veya iki türün egemen olduğu bir topluluk, birkaç farklı türün benzer bolluklara sahip olduğu bir topluluktan daha az çeşitli olarak kabul edilir.

Simpson çeşitlilik endeksinin hesaplanması örneği

İki farklı alanda bulunan kır çiçekleri örneklenmiş ve aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir:

İlk örnek, ikinciden daha adildir. Bunun nedeni, tarladaki toplam birey sayısının üç tür arasında oldukça eşit bir şekilde dağılmış olmasıdır.

Tablodaki değerler incelendiğinde, her bir alandaki bireylerin dağılımındaki eşitsizlik ortaya çıkmaktadır. Bununla birlikte, zenginlik açısından, her iki alan da eşittir çünkü her birinin 3 türü vardır; sonuç olarak, aynı servete sahipler.

Buna karşılık, ikinci örnekte, bireylerin çoğu, baskın tür olan düğün çiçeği. Bu tarlada çok az papatya ve karahindiba vardır; bu nedenle, alan 2, alan 1'den daha az çeşitli olarak kabul edilir.

Yukarıdakiler çıplak gözle görülen şeydir. Daha sonra hesaplama aşağıdaki formül uygulanarak gerçekleştirilir:

Yani:

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

D (alan 1) = 334.450 / 999.000

D (alan 1) = 0.3 -> 1. alan için Simpson dizini

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

D (alan 2) = 868,562 / 999.000

D (alan 2) = 0.9 -> 2. alan için Simpson dizini

Sonra:

1-D (alan 1) = 1- 0.3

1-D (alan 1) = 0.7 -> 1. alan için Simpson çeşitlilik indeksi

1-D (alan 2) = 1- 0.9

1-D (alan 2) = 0.1 -> 2. alan için Simpson çeşitlilik indeksi

En sonunda:

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

1 / D (alan 1) = 3,33 -> alan 1 için karşılıklı Simpson dizini

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

1 / D (alan 2) = 1.11 -> 2. alan için karşılıklı Simpson dizini

Bu 3 farklı değer aynı biyolojik çeşitliliği temsil etmektedir. Bu nedenle, herhangi bir karşılaştırmalı çeşitlilik çalışması yapmak için indekslerden hangisinin kullanıldığını belirlemek önemlidir.

Simpson endeksi için 0.7 olan bir değer, Simpson çeşitlilik endeksinin 0.7 değeri ile aynı değildir. Simpson indeksi, bir örnekte en bol bulunan türe daha fazla ağırlık verir ve bir örneğe nadir türlerin eklenmesi, D'nin değerinde yalnızca küçük değişikliklere neden olur.

Referanslar

1. He, F. ve Hu, XS (2005). Hubbell'in temel biyolojik çeşitlilik parametresi ve Simpson çeşitlilik endeksi. Ekoloji Mektupları, 8 (4), 386–390.
2. Hill, MO (1973). Çeşitlilik ve Düzgünlük: Birleştirici Bir Gösterim ve Sonuçları. Ekoloji, 54 (2), 427–432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). İstatistiksel Ekoloji: Yöntemler A Primer ve Bilgisayar (1 ^st ). John Wiley & Sons.
4. Magurran, A. (2013). Biyolojik Çeşitliliğin Ölçülmesi. John Wiley & Sons.
5. Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Çeşitlilik endekslerini seçme ve kullanma: Alman Biyoçeşitlilik Araştırmalarından ekolojik uygulamalar için içgörüler. Ekoloji ve Evrim, 4 (18), 3514–3524.
6. Simpson, EH (1949). Çeşitliliğin Ölçülmesi. Nature, 163 (1946), 688.
7. Van Der Heijden, MGA, Klironomos, JN, Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., … Sanders, IR (1998). Mikorizal mantar çeşitliliği, bitki biyoçeşitliliğini, ekosistem değişkenliğini ve üretkenliği belirler. Nature, 396 (6706), 69-72.