Das Shannon-Index, In der Literatur auch als Shannon-Weaver bekannt, wird es zur Quantifizierung der spezifischen Biodiversität verwendet. Das Symbol H 'wird verwendet, um es darzustellen, und seine Werte liegen zwischen positiven Zahlen, im Allgemeinen zwischen 2, 3 und 4. In der Literatur ist dieser Index einer der beliebtesten zur Messung der biologischen Vielfalt.
Der Index berücksichtigt die Anzahl der Arten, die in der Stichprobe vorhanden sind, und die relative Anzahl der Individuen, die es für jede der Arten gibt. Das heißt, es betrachtet den Reichtum und die Fülle der Arten.
Da die in die Berechnung einbezogene Formel einen Logarithmus enthält, gibt es keinen Maximalwert für den Index. Der Mindestwert ist jedoch Null, was auf das Fehlen von Diversität hinweist - die Bedingung, die beispielsweise in einer Monokultur besteht, in der es nur eine Art gibt..
Werte unter 2 werden als Ökosysteme mit relativ geringer Artenvielfalt interpretiert, während Werte über 3 hoch sind. Wüstenregionen sind Beispiele für nicht sehr unterschiedliche Ökosysteme.
Tropenwälder und Riffe sind dagegen Ökosysteme mit einer relativ hohen Artenvielfalt.
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Der Shannon-Index wurde von Claude Elwood Shannon (1916 - 2001) vorgeschlagen, um ein Maß zu finden, mit dem die Entropie quantifiziert werden kann. Dieser Forscher war ein Mathematiker und Elektrotechniker, der ursprünglich aus den USA stammte.
Es gibt einige Verwechslungen mit dem tatsächlichen Namen des Index. Der vollständige Name lautet Shannon-Weiner-Index. In vielen Fällen wird es jedoch von den Autoren als Shannon-Weaver-Index bezeichnet..
Dieser Fehler trat teilweise auf, weil Claude Shannon mehrmals mit dem Mathematiker Warren Weaver zusammenarbeitete.
Vielfalt ist einer der wichtigsten Parameter zur Beschreibung von Ökosystemen.
Der Shannon-Index ist ein Index, der versucht, die Artenvielfalt unter Berücksichtigung ihrer Einheitlichkeit zu messen. Es ist eine Anwendung der Informationstheorie und basiert auf der Idee, dass eine größere Vielfalt einer größeren Unsicherheit bei der zufälligen Auswahl einer bestimmten Art entspricht.
Mit anderen Worten, der Index formuliert die Einheitlichkeit der Wichtigkeitswerte für alle Arten in der Stichprobe..
Es kann die folgenden Minimal- und Maximalwerte annehmen: Null gibt an, dass es nur eine Art gibt, während der Logarithmus von S. (Gesamtzahl der Arten in der Stichprobe) bedeutet, dass alle Arten durch die gleiche Anzahl von Individuen dargestellt werden.
Angenommen, wir haben ein hypothetisches Ökosystem mit nur zwei Arten. Denken wir auch, dass sie auf der gleichen Frequenz sind (sie sind gleich häufig). Somit beträgt die Unsicherheit 50%, da die beiden Alternativen gleichermaßen möglich sind.
Die Identifikation, die die Sicherheit gibt, ist die Informationseinheit, die als "Bit" bezeichnet wird. Wenn wir zum Beispiel vier gleichwertige Arten haben, beträgt die Diversität zwei Bits.
Mathematisch berechnen wir den Shannon-Index mit dem folgenden Ausdruck:
H ' = - Σ Pi ln Pi
Im Indexausdruck die Variable Pi repräsentiert die proportionale Häufigkeit der Arten ich, berechnet als Trockengewicht der Art, geteilt durch das Gesamttrockengewicht in der Probe.
Auf diese Weise quantifiziert der Index die Unsicherheit bei der Vorhersage der Identität der Spezies eines Individuums, die zufällig aus einer Stichprobe entnommen wird..
Darüber hinaus kann die Basis des im Ausdruck verwendeten Logarithmus vom Forscher frei gewählt werden. Shannon selbst diskutierte Logarithmen in Basis 2, 10 und und, wobei jede verschiedenen Maßeinheiten entsprach.
Somit sind die Einheiten Binärziffern oder Bits, Dezimalziffern und natürliche Ziffern für die Basen 2, 10 und und, beziehungsweise.
Der Shannon-Index ist einer der am häufigsten verwendeten in der ökologischen Forschung, da seine Anwendung im Vergleich zu den anderen relativ beliebten Diversity-Indizes gewisse Vorteile mit sich bringt..
Erstens wird der Index durch die Stichprobengröße nicht wesentlich beeinflusst. Verschiedene Studien haben versucht, die Auswirkung der Stichprobengröße zu ermitteln, und sind zu dem Schluss gekommen, dass die Stichprobengröße tatsächlich einen sehr geringen Einfluss auf die Messung der Artenvielfalt hat.
Zweitens führt die Anwendung des Index dazu, dass eine große Menge an Informationen in nur einem mathematischen Ausdruck erfasst wird. Dies ist eine sehr nützliche Funktion, wenn Sie einem breiten Publikum eine erhebliche Menge an Informationen übermitteln möchten..
Darüber hinaus ist es für die Interpretation von entscheidender Bedeutung, einen Index "in einen Kontext" zu stellen. Der erste Teil besteht darin, die zurückgegebenen Maximal- und Minimalwerte zu erkennen. Im Shannon-Index ist leicht zu erkennen, dass das Maximum dem Protokoll entspricht S., wo S. ist Reichtum und das Minimum ist 0.
Der Shannon-Index basiert auf einem sehr relevanten Konzept in der Ökologie: Einheitlichkeit. Dieser Parameter bezieht sich auf den Grad, in dem die Arten in der gesamten Stichprobe vertreten sind..
Die Extreme umfassen eine einzelne dominante Art und andere Arten, die in sehr geringer Anzahl (Gleichförmigkeitswerte nahe 0) vorhanden sind, für alle Arten, die durch gleiche Zahlen dargestellt werden (Gleichförmigkeitswerte nahe 1)..
Die Einheitlichkeit spielt eine grundlegende Rolle bei der ökologischen Analyse der Vielfalt. In einheitlicheren Gemeinschaften wird der Shannon-Index beispielsweise empfindlicher für Wohlstand.
Diversitätsindizes werden unter dem Gesichtspunkt der Ökologie und des Schutzes gefährdeter Arten häufig zur Überwachung verwendet..
Artenvielfaltindizes haben die Besonderheit, eine große und wichtige Datenmenge zusammenzufassen, aus der auf Populationsmerkmale geschlossen werden kann..
Dieser Index wurde verwendet, um die unterschiedlichen Auswirkungen von Störungen und Stress auf die Vielfalt von Gemeinschaften, sowohl von Tieren als auch von Pflanzen, zu untersuchen, da er komplexe Informationen basierend auf der Anzahl der Arten und der Einheitlichkeit liefert..
Schließlich war die Verbindung zwischen der Vielfalt der Ökosysteme und ihrer Widerstandsfähigkeit Gegenstand einer breiten Debatte. Einige Studien konnten diesen Ansatz bestätigen.
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