Indeks różnorodności shannona: definicja i przykłady

Indeks różnorodności Shannona (czasami nazywany indeksem Shannona-Wienera) to sposób pomiaru różnorodności gatunków w obrębie zbiorowiska.

Oznaczone H , wskaźnik ten oblicza się w następujący sposób:

H = -Σ p _ja * ln(p _ja )

Złoto:

• Σ: grecki symbol oznaczający „sumę”
• ln : Log naturalny
• p _i : Proporcja całej społeczności złożonej z gatunków i

Im wyższa wartość H , tym większe zróżnicowanie gatunkowe w danym zbiorowisku. Im niższa wartość H , tym mniejsze zróżnicowanie. Wartość H = 0 oznacza zbiorowisko składające się z tylko jednego gatunku.

Wskaźnik równości Shannona to sposób pomiaru równości gatunków w społeczności. Termin „jednolitość” odnosi się po prostu do podobieństwa liczebności różnych gatunków w obrębie społeczności.

Oznaczono jako _EH , wskaźnik ten oblicza się w następujący sposób:

mi _H. = H. / ln ( S )

Złoto:

• H : Wskaźnik różnorodności Shannona
• S : Całkowita liczba unikalnych gatunków

Wartość ta mieści się w zakresie od 0 do 1, gdzie 1 oznacza całkowitą równość.

Poniższy przykład pokazuje krok po kroku jak obliczyć Indeks Różnorodności Shannon i Indeks Kapitału Shannon dla danej społeczności.

Krok 1: Zbierz dane

Załóżmy, że biolog chce zmierzyć różnorodność gatunkową w lokalnym lesie. Gromadzi następujące dane:

Krok 2: Oblicz proporcje

Następnie biolog może obliczyć odsetek społeczności składającej się z każdego gatunku.

Na przykład łącznie jest 105 osobników, a 40 jest sklasyfikowanych jako gatunek A. Zatem gatunek A reprezentuje 40/105 = 0,38 całej społeczności.

Może wykonać podobne obliczenia dla każdego gatunku:

Krok 3: Oblicz logarytm naturalny proporcji

Następnie może obliczyć logarytm naturalny każdej proporcji:

Krok 4: Pomnóż proporcje przez logarytm naturalny proporcji

Następnie może pomnożyć proporcje przez logarytm naturalny proporcji:

Krok 5: Oblicz wskaźnik różnorodności Shannona

Na koniec może zastosować następujący wzór do obliczenia wskaźnika różnorodności Shannona:

H = -Σ p _ja * ln(p _ja )

W tym przykładzie może wziąć sumę z ostatniej kolumny i pomnożyć przez ujemną:

Indeks różnorodności Shannona dla tej społeczności wynosi 1,49 .

Może również skorzystać z poniższego wzoru do obliczenia Indeksu Shannon Equity Index:

mi _H. = H. / ln ( S )

W tym przykładzie jest łącznie S = 5 gatunków, więc możemy obliczyć ten wskaźnik w następujący sposób:

_EH = 1,49 / ln (5) = 0,92 .

Dodatkowe zasoby

Możesz skorzystać z kalkulatora Indeksu Różnorodności Shannona, aby automatycznie obliczyć Indeks Różnorodności Shannona dla dowolnego zbioru danych.