Índice Simpson: Fórmula, Interpretação e Exemplo

O índice Simpson é uma fórmula usada para medir a diversidade de uma comunidade. É comumente usado para medir a biodiversidade, ou seja, a diversidade de seres vivos em um determinado local. No entanto, esse índice também é útil para medir a diversidade de elementos como escolas, locais, entre outros.

Em ecologia, o índice Simpson (entre outros índices) é frequentemente usado para quantificar a biodiversidade de um habitat. Isso leva em consideração a quantidade de espécies presentes no habitat, bem como a abundância de cada espécie.

Índice Simpson: Fórmula, Interpretação e Exemplo 1

Conceitos associados

Antes de analisar o índice de diversidade de Simpson com mais detalhes, é importante entender alguns conceitos básicos detalhados abaixo:

Diversidade biológica

A diversidade biológica é a grande variedade de seres vivos em uma área específica, é uma propriedade que pode ser quantificada de muitas maneiras diferentes. Existem dois fatores principais que são levados em consideração ao medir a diversidade: riqueza e justiça.

Riqueza é uma medida do número de diferentes organismos presentes em uma área específica; isto é, a quantidade de espécies presentes em um habitat.

No entanto, a diversidade depende não apenas da riqueza das espécies, mas também da abundância de cada espécie. A equidade compara a similaridade entre os tamanhos populacionais de cada uma das espécies presentes.

Riqueza

O número de espécies coletadas em uma amostra de habitat é uma medida de riqueza. Quanto mais espécies estiverem presentes em uma amostra, mais riqueza ela terá.

A riqueza de espécies, como medida em si, não leva em consideração o número de indivíduos em cada espécie.

Isso significa que o mesmo peso é dado às espécies que têm poucos indivíduos e às que têm muitos indivíduos. Portanto, uma margarida tem tanta influência sobre a riqueza de um habitat quanto mil botões de ouro que viveriam no mesmo lugar.

Equidade

A equidade é uma medida da abundância relativa das diferentes espécies que compõem a riqueza de uma área; isto é, em um determinado habitat, o número de indivíduos de cada espécie também afetará a biodiversidade do local.

Uma comunidade dominada por uma ou duas espécies é considerada menos diversa do que uma comunidade na qual as espécies presentes têm uma abundância semelhante.

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Definição de

À medida que a riqueza e a justiça das espécies aumentam, a diversidade aumenta. O índice de diversidade de Simpson é uma medida de diversidade que leva em consideração tanto a riqueza quanto a justiça.

Ecologistas, biólogos que estudam as espécies em seu ambiente, estão interessados ​​na diversidade de espécies nos habitats que estudam. Isso ocorre porque a diversidade geralmente é proporcional à estabilidade do ecossistema : quanto maior a diversidade, maior a estabilidade.

As comunidades mais estáveis ​​têm um grande número de espécies que são distribuídas de maneira bastante uniforme em populações de bom tamanho. A poluição geralmente reduz a diversidade, favorecendo algumas espécies dominantes. A diversidade é, portanto, um fator importante no gerenciamento bem-sucedido da conservação de espécies.

Formula

É importante ressaltar que o termo “índice de diversidade Simpson” é realmente usado para se referir a qualquer um dos três índices intimamente relacionados.

O Índice Simpson (D) mede a probabilidade de dois indivíduos selecionados aleatoriamente de uma amostra pertencerem à mesma espécie (ou à mesma categoria).

Existem duas versões da fórmula para calcular D. Qualquer uma é válida, mas você precisa ser consistente.

Índice Simpson: Fórmula, Interpretação e Exemplo 2

Onde:

– n = número total de organismos de uma espécie específica.

– N = número total de organismos de todas as espécies.

O valor de D varia de 0 a 1:

– Se o valor de D der 0, significa diversidade infinita.

– Se o valor de D der 1, significa que não há diversidade.

Interpretação

O índice é uma representação da probabilidade de que dois indivíduos, dentro da mesma região e selecionados aleatoriamente, sejam da mesma espécie. O intervalo de índice do Simpson varia de 0 a 1, assim:

– Quanto mais próximo o valor de D de 1 se aproxima, menor a diversidade do habitat.

– Quanto mais próximo o valor de D de 0 se aproxima, maior a diversidade do habitat.

Ou seja, quanto maior o valor de D, menor a diversidade. Isso não é fácil de interpretar intuitivamente e pode gerar confusão, razão pela qual foi alcançado um consenso para subtrair o valor de D para 1, da seguinte forma: 1- D

Nesse caso, o valor do índice também varia de 0 a 1, mas agora, quanto maior o valor, maior a diversidade da amostra.

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Isso faz mais sentido e é mais fácil de entender. Nesse caso, o índice representa a probabilidade de dois indivíduos selecionados aleatoriamente de uma amostra pertencerem a espécies diferentes.

Outra maneira de superar o problema da natureza “contra-intuitiva” do índice de Simpson é assumir o recíproco do índice; isto é, 1 / D.

Índice recíproco de Simpson (1 / D)

O valor desse índice começa com 1 como o valor mais baixo possível. Este caso representaria uma comunidade que contém apenas uma espécie. Quanto maior o valor, maior a diversidade.

O valor máximo é o número de espécies na amostra. Por exemplo: se houver cinco espécies em uma amostra, o valor máximo do índice recíproco de Simpson é 5.

O termo “índice de diversidade de Simpson” é frequentemente aplicado de maneira não precisa. Isso significa que os três índices descritos acima (índice de Simpson, índice de diversidade de Simpson e índice recíproco de Simpson), estando tão intimamente relacionados, foram citados sob o mesmo termo, de acordo com autores diferentes.

Portanto, é importante determinar qual índice foi usado em um estudo específico se você quiser fazer comparações de diversidade.

De qualquer forma, uma comunidade dominada por uma ou duas espécies é considerada menos diversa do que aquela em que várias espécies diferentes têm abundância semelhante.

Exemplo de cálculo do índice de diversidade Simpson

Amostras de flores silvestres presentes em dois campos diferentes são amostradas e os seguintes resultados são obtidos:

Índice Simpson: Fórmula, Interpretação e Exemplo 3

A primeira amostra tem mais justiça do que a segunda. Isso ocorre porque o número total de indivíduos no campo é distribuído de maneira bastante uniforme entre as três espécies.

A observação dos valores na tabela mostra a desigualdade na distribuição dos indivíduos em cada campo. No entanto, do ponto de vista da riqueza, ambos os campos são iguais porque possuem 3 espécies cada; Consequentemente, eles têm a mesma riqueza.

Em contraste, na segunda amostra, a maioria dos indivíduos são botões de ouro, a espécie dominante. Nesse campo, existem poucas margaridas e dentes de leão; portanto, o campo 2 é considerado menos diversificado que 1.

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O acima é o que é observado a olho nu. Em seguida, o cálculo é feito aplicando a fórmula:

Índice Simpson: Fórmula, Interpretação e Exemplo 3

Então:

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

D (campo 1) = 334.450 / 999.000

D (campo 1) = 0,3 -> índice de Simpson para o campo 1

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

D (campo 2) = 868.562 / 999.000

D (campo 2) = 0,9 -> índice de Simpson para o campo 2

Então:

1-D (campo 1) = 1- 0,3

1-D (campo 1) = 0,7 -> índice de diversidade de Simpson para o campo 1

1-D (campo 2) = 1- 0,9

1-D (campo 2) = 0,1 -> índice de diversidade de Simpson para o campo 2

Finalmente:

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

1 / D (campo 1) = 3,33 -> índice recíproco de Simpson para o campo 1

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

1 / D (campo 2) = 1,11 -> índice recíproco de Simpson para o campo 2

Esses três valores diferentes representam a mesma biodiversidade. Portanto, é importante determinar qual índice foi usado para poder fazer qualquer estudo comparativo da diversidade.

Um valor do índice Simpson de 0,7 não é o mesmo que 0,7 para o índice de diversidade Simpson. O índice de Simpson dá mais peso às espécies mais abundantes em uma amostra, e a adição de espécies raras a uma amostra causa apenas pequenas alterações no valor de D.

Referências

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