SIMPSON INDEX: FORMULA, INTERPRETASYON AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang indeks ng Simpson ay isang pormula na ginamit upang masukat ang pagkakaiba-iba ng isang komunidad. Karaniwang ginagamit ito upang masukat ang biodiversity, iyon ay, ang pagkakaiba-iba ng mga bagay na nabubuhay sa isang na lugar. Gayunpaman, ang index na ito ay kapaki-pakinabang din upang masukat ang pagkakaiba-iba ng mga elemento tulad ng mga paaralan, lugar, bukod sa iba pa.

Sa ekolohiya, ang indeks ng Simpson (bukod sa iba pang mga indeks) ay madalas na ginagamit upang mabuo ang biodiversity ng isang tirahan. Isinasaalang-alang nito ang bilang ng mga species na naroroon sa tirahan, pati na rin ang kasaganaan ng bawat species.

Kaugnay na konsepto

Bago talakayin ang Simpson Diversity Index nang mas detalyado, mahalagang maunawaan ang ilang pangunahing mga konsepto tulad ng detalyado sa ibaba:

Pagkakaiba-iba ng biyolohikal

Ang pagkakaiba-iba ng biyolohikal ay ang mahusay na iba't ibang mga bagay na may buhay na umiiral sa isang partikular na lugar, ito ay isang pag-aari na maaaring masukat sa maraming iba't ibang paraan. Mayroong dalawang pangunahing mga kadahilanan na isinasaalang-alang kapag pagsukat ng pagkakaiba-iba: kayamanan at pagiging patas.

Ang kayamanan ay isang sukatan ng bilang ng iba't ibang mga organismo na naroroon sa isang partikular na lugar; iyon ay, ang bilang ng mga species na naroroon sa isang tirahan.

Gayunpaman, ang pagkakaiba-iba ay hindi lamang nakasalalay sa kayamanan ng mga species, kundi pati na rin sa kasaganaan ng bawat species. Inihahambing ng pagiging patas ang pagkakapareho sa pagitan ng mga laki ng populasyon ng bawat isa sa mga species na naroroon.

Kayamanan

Ang bilang ng mga species na kinuha sa isang sample ng tirahan ay isang sukatan ng kayamanan. Ang mas maraming mga species ay naroroon sa isang sample, mas mayaman ang sample.

Ang mga species ng kayamanan bilang isang sukatan sa sarili ay hindi isinasaalang-alang ang bilang ng mga indibidwal sa bawat species.

Nangangahulugan ito na ang mga species na may kaunting mga indibidwal ay bibigyan ng parehong timbang tulad ng mga may maraming mga indibidwal. Samakatuwid, ang isang daisy ay may labis na impluwensya sa kayamanan ng isang tirahan tulad ng 1000 buttercups na naninirahan sa parehong lugar.

Pagkamakatarungan

Ang pagiging karapat-dapat ay isang sukatan ng kamag-anak na kasaganaan ng iba't ibang mga species na bumubuo sa kayamanan ng isang lugar; Sa madaling salita, sa isang naibigay na tirahan ang bilang ng mga indibidwal ng bawat species ay magkakaroon din ng epekto sa biodiversity ng lugar.

Ang isang pamayanan na pinangungunahan ng isa o dalawang species ay itinuturing na hindi gaanong magkakaibang kaysa sa isang komunidad kung saan ang mga species na naroroon ay may katulad na kasaganaan.

Kahulugan

Tulad ng pagtaas ng kayamanan at pagiging patas ng mga species, tataas ang pagkakaiba-iba. Ang Simpson Diversity Index ay isang sukatan ng pagkakaiba-iba na isinasaalang-alang ang parehong kayamanan at pagiging patas.

Ang mga ekologo, mga biologist na nag-aaral ng mga species sa kanilang kapaligiran, ay interesado sa pagkakaiba-iba ng mga species ng mga tirahan na kanilang pinag-aaralan. Ito ay dahil ang pagkakaiba-iba ay karaniwang proporsyonal sa katatagan ng ekosistema: mas malaki ang pagkakaiba-iba, mas malaki ang katatagan.

Ang mga pinaka-matatag na komunidad ay may malaking bilang ng mga species na pantay na pantay na ipinamamahagi sa malalaking populasyon. Ang polusyon ay madalas na binabawasan ang pagkakaiba-iba sa pamamagitan ng pag-pabor sa ilang mga nangingibabaw na species. Samakatuwid, ang pagkakaiba-iba ay isang mahalagang kadahilanan sa matagumpay na pamamahala ng pag-iingat ng species.

Pormula

Mahalaga, ang salitang "Simpson pagkakaiba-iba index" ay talagang ginagamit upang sumangguni sa alinman sa tatlong malapit na nauugnay na mga indeks.

Sinusukat ng Simpson index (D) ang posibilidad na ang dalawang random na napiling mga indibidwal mula sa isang sample ay nabibilang sa parehong species (o sa parehong kategorya).

Mayroong dalawang bersyon ng formula upang makalkula ang D. Alinman ang isa ay may bisa, ngunit kailangan mong maging pare-pareho.

Kung saan:

- n = ang kabuuang bilang ng mga organismo ng isang partikular na species.

- N = ang kabuuang bilang ng mga organismo ng lahat ng mga species.

Ang halaga ng D ay mula sa 0 hanggang 1:

- Kung ang halaga ng D ay nagbibigay sa 0, nangangahulugan ito ng walang katapusang pagkakaiba-iba.

- Kung ang halaga ng D ay nagbibigay ng 1, nangangahulugan ito na walang pagkakaiba-iba.

Pagbibigay kahulugan

Ang index ay isang representasyon ng posibilidad na ang dalawang indibidwal, sa loob ng parehong rehiyon at napili nang random, ay pareho ng mga species. Ang index ng Simpson ay saklaw mula 0 hanggang 1, tulad nito:

- Ang mas malapit sa halaga ng D ay sa 1, mas mababa ang pagkakaiba-iba ng tirahan.

- Ang mas malapit sa halaga ng D ay sa 0, mas malaki ang pagkakaiba-iba ng tirahan.

Iyon ay, mas mataas ang halaga ng D, mas mababa ang pagkakaiba-iba. Ito ay hindi madaling i-interpret ang intuitively at maaaring makabuo ng pagkalito, kung kaya't naabot ang pinagkasunduan upang maibawas ang halaga ng D mula sa 1, na iniwan ito tulad ng sumusunod: 1- D

Sa kasong ito, ang halaga ng index ay saklaw din mula 0 hanggang 1, ngunit ngayon, mas mataas ang halaga, mas malaki ang pagkakaiba-iba ng sample.

Ito ay gumagawa ng higit na kahulugan at mas madaling maunawaan. Sa kasong ito, ang index ay kumakatawan sa posibilidad na ang dalawang random na napiling mga indibidwal mula sa isang sample ay nabibilang sa iba't ibang mga species.

Ang isa pang paraan upang malampasan ang problema ng "counter-intuitive" na katangian ng indeks ng Simpson ay ang pagkuha ng katumbas ng index; iyon ay, 1 / D.

Ang index index ng gantimpala (1 / D)

Ang halaga ng index na ito ay nagsisimula sa 1 bilang pinakamababang posibleng pigura. Ang kasong ito ay kumakatawan sa isang pamayanan na naglalaman lamang ng isang species. Ang mas mataas na halaga, mas malaki ang pagkakaiba-iba.

Ang maximum na halaga ay ang bilang ng mga species sa sample. Halimbawa: kung mayroong limang species sa isang sample, kung gayon ang maximum na halaga ng kabaligtaran na Simpson index ay 5.

Ang salitang "Simpson diversity index" ay madalas na maluwag na inilalapat. Nangangahulugan ito na ang tatlong indeks na inilarawan sa itaas (index ng Simpson, pagkakaiba-iba ng index ng pagkakaiba-iba ni Simpson, at index ng gantihan ng Simpson), na malapit na nauugnay, ay nabanggit sa ilalim ng parehong termino ayon sa iba't ibang mga may-akda.

Samakatuwid, mahalagang matukoy kung aling index ang ginamit sa isang partikular na pag-aaral kung ang pagkakaiba-iba ng mga paghahambing ay gagawin.

Sa anumang kaso, ang isang pamayanan na pinangungunahan ng isa o dalawang species ay itinuturing na hindi gaanong magkakaibang kaysa sa isa kung saan maraming magkakaibang mga species ay may katulad na kasaganaan.

Halimbawa ng pagkalkula ng indeks ng pagkakaiba-iba ng Simpson

Ang mga wildflowers na naroroon sa dalawang magkakaibang larangan ay na-sample at ang mga sumusunod na resulta ay nakuha:

Ang unang sample ay mas pantay kaysa sa pangalawa. Ito ay dahil ang kabuuang bilang ng mga indibidwal sa larangan ay pantay na pantay na ipinamamahagi sa tatlong species.

Kapag sinusunod ang mga halaga sa talahanayan, ang hindi pagkakapantay-pantay sa pamamahagi ng mga indibidwal sa bawat larangan ay napatunayan. Gayunpaman, mula sa pananaw ng kayamanan, ang parehong mga patlang ay pantay dahil mayroon silang 3 species bawat isa; dahil dito, mayroon silang parehong kayamanan.

Sa kaibahan, sa pangalawang sample, karamihan sa mga indibidwal ay mga buttercups, ang nangingibabaw na species. Sa larangang ito ay may ilang mga daisy at dandelion; samakatuwid, ang patlang 2 ay itinuturing na hindi gaanong magkakaibang kaysa sa larangan 1.

Ang nasa itaas ay kung ano ang sinusunod sa hubad na mata. Pagkatapos ang pagkalkula ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-aaplay ng formula:

Kaya:

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

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

D (patlang 1) = 0.3 -> Indeks ng Simpson para sa patlang 1

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

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

D (patlang 2) = 0.9 -> Indeks ng Simpson para sa patlang 2

Pagkatapos:

1-D (patlang 1) = 1- 0.3

1-D (patlang 1) = 0.7 -> indeks ng pagkakaiba-iba ng Simpson para sa patlang 1

1-D (patlang 2) = 1- 0.9

1-D (patlang 2) = 0.1 -> indeks ng pagkakaiba-iba ng Simpson para sa larangan 2

Sa wakas:

1 / D (patlang 1) = 1 / 0.3

1 / D (patlang 1) = 3.33 -> index ng Simpson index para sa patlang 1

1 / D (patlang 2) = 1 / 0.9

1 / D (patlang 2) = 1.11 -> index ng Simpson para sa patlang 2

Ang 3 magkakaibang mga halaga ay kumakatawan sa parehong biodiversity. Samakatuwid, mahalaga na matukoy kung alin sa mga indeks ang ginamit upang makagawa ng anumang paghahambing na pag-aaral ng pagkakaiba-iba.

Ang isang halaga para sa Simpson index na 0.7 ay hindi pareho sa isang halaga ng 0.7 para sa indeks ng pagkakaiba-iba ng Simpson. Ang index ng Simpson ay nagbibigay ng mas maraming timbang sa pinaka-masaganang species sa isang sample, at ang pagdaragdag ng mga bihirang species sa isang sample ay nagdudulot lamang ng maliit na pagbabago sa halaga ng D.

Mga Sanggunian

1. Siya, F., & Hu, XS (2005). Ang pangunahing parameter ng biodiversity ng Hubbell at ang index ng pagkakaiba-iba ng Simpson. Mga Sulat ng Ekolohiya, 8 (4), 386–390.
2. Hill, MO (1973). Pagkakaiba-iba at Kaayahan: Isang Pinagsamang Pag-unawa at Ang mga Resulta nito. Ecology, 54 (2), 427–432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Statistical Ecology: Isang Pangunahin sa Mga Pamamaraan at Computing (1 ^st ). John Wiley at Mga Anak.
4. Magurran, A. (2013). Pagsukat ng Pagkakaiba-iba ng biyolohikal. John Wiley at Mga Anak.
5. Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Pagpili at paggamit ng mga indeks ng pagkakaiba-iba: Mga pananaw para sa mga aplikasyon sa ekolohiya mula sa Aleman ng Biodiversity Exploratories. Ecology at Ebolusyon, 4 (18), 3514–3524.
6. Simpson, EH (1949). Pagsukat ng Pagkakaiba-iba. Kalikasan, 163 (1946), 688.
7. Van Der Heijden, MGA, Klironomos, JN, Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., … Sanders, IR (1998). Ang pagkakaiba-iba ng fclaal ng fccalhizal ay tumutukoy sa biodiversity ng halaman, pagkakaiba-iba ng ecosystem at pagiging produktibo. Kalikasan, 396 (6706), 69-72.