O que é o índice Shannon e para que serve?

O Índice de Shannon , também conhecido na literatura como Shannon-Weaver, é usado para quantificar biodiversidade específica. O símbolo H ‘é usado para representá-lo, e seus valores variam de números positivos, geralmente entre 2, 3 e 4. Na literatura, esse índice é um dos mais populares para medir a biodiversidade.

O índice leva em consideração o número de espécies que existem na amostra e o número relativo de indivíduos que existem para cada uma das espécies. Ou seja, contempla a riqueza e a abundância de espécies.

O que é o índice Shannon e para que serve? 1

Fonte: pixabay.com

Como a fórmula envolvida em seu cálculo envolve um logaritmo, não há valor máximo para o índice. No entanto, o valor mínimo é zero, indicando a ausência de diversidade – a condição existente em uma monocultura, por exemplo, onde existe apenas uma espécie.

É interpretado que valores menores que 2 são ecossistemas com uma diversidade de espécies relativamente baixa, enquanto aqueles maiores que 3 são altos. As regiões desérticas são exemplos de ecossistemas pouco diversificados.

As florestas tropicais e recifes, por outro lado, são ecossistemas com uma biodiversidade de espécies bastante alta.

Perspectiva histórica

O índice de Shannon foi proposto por Claude Elwood Shannon (1916 – 2001), com o objetivo de encontrar uma medida que quantificasse a entropia. Este pesquisador era matemático e engenheiro elétrico, natural dos Estados Unidos.

Há alguma confusão com o nome real do índice. O nome completo é índice de Shannon-Weiner. No entanto, em muitas ocasiões, os autores se referem a ele como um índice de Shannon-Weaver.

Esse erro ocorreu, em parte, porque Claude Shannon trabalhou em colaboração com o matemático Warren Weaver em várias ocasiões.

Definição de

A diversidade é um dos parâmetros mais importantes usados ​​para descrever os ecossistemas.

Relacionado:  Flora e Fauna de Puebla: Destaques

O índice de Shannon é um índice que busca medir a diversidade de espécies, considerando sua uniformidade. É uma aplicação da teoria da informação e baseia-se na ideia de que uma maior diversidade corresponde a uma maior incerteza na escolha aleatória de uma espécie específica.

Em outras palavras, o índice formula a uniformidade dos valores de importância por meio de todas as espécies da amostra.

Ele pode assumir os seguintes valores mínimos e máximos: zero indica que há apenas uma espécie, enquanto o logaritmo de S (número total de espécies na amostra) significa que todas as espécies são representadas pelo mesmo número de indivíduos.

Suponha que tenhamos um ecossistema hipotético com apenas duas espécies. Pensemos também que eles estão na mesma frequência (são equifrequentes). Assim, a incerteza é de 50%, uma vez que as duas alternativas são igualmente possíveis.

A identificação que garante segurança é a unidade de informação, chamada “bit”. Se tivermos, por exemplo, quatro espécies equivalentes, a diversidade será de dois bits.

Formula

Matematicamente, calculamos o índice de Shannon por meio da seguinte expressão:

H ‘ = – Σ pi ln pi

Na expressão do índice, a variável pi representa a abundância proporcional da espécie i, calculada como o peso seco da espécie, dividido, por sua vez, pelo peso seco total da amostra.

Dessa maneira, o índice quantifica a incerteza na previsão da identidade da espécie de um indivíduo, que é retirada aleatoriamente de uma amostra.

Além disso, a base do logaritmo utilizado na expressão pode ser livremente escolhida pelo pesquisador. O próprio Shannon discutiu os logaritmos nas bases 2, 10 e e, onde cada um correspondia a diferentes unidades de medida.

Relacionado:  Pangolim: características, taxonomia, alimentação, reprodução

Assim, as unidades são dígitos ou bits binários, dígitos decimais e dígitos naturais, para as bases 2, 10 e e, respectivamente.

Vantagens

O índice de Shannon é um dos mais utilizados na pesquisa ecológica, uma vez que sua aplicação traz certas vantagens em relação aos demais índices de diversidade que são relativamente populares.

Primeiro, o índice não é afetado significativamente pelo tamanho da amostra. Vários estudos procuraram encontrar o efeito do tamanho da amostra e concluíram que, realmente, o tamanho da amostra tem um efeito muito pequeno em termos de medidas da diversidade de espécies.

Segundo, a aplicação do índice leva à captura de uma grande quantidade de informações, em apenas uma expressão matemática. Esse é um recurso muito útil se você deseja comunicar uma quantidade significativa de informações a um amplo público.

Além disso, colocar um índice “em contexto” é crucial para sua interpretação. A primeira parte é reconhecer os valores máximo e mínimo que ele lança. No índice de Shannon, é fácil visualizar que o máximo corresponde ao Log S , onde S é a riqueza e o mínimo é 0.

Uniformidade

O índice de Shannon é baseado em um conceito muito relevante em ecologia: uniformidade. Este parâmetro refere-se ao grau em que as espécies são representadas ao longo da amostra.

Os extremos abrangem uma única espécie dominante e outras espécies presentes em números muito baixos (valores de uniformidade próximos de 0), para todas as espécies representadas por números iguais (valores de uniformidade próximos de 1).

A uniformidade desempenha um papel fundamental na análise ecológica da diversidade. Por exemplo, em comunidades mais uniformes, o índice de Shannon se torna mais sensível à riqueza.

Relacionado:  Hexactinélidos: classificação, características, habitat, espécies

Aplicabilidade

Os índices de diversidade são amplamente utilizados no monitoramento, do ponto de vista da ecologia e da conservação de espécies ameaçadas.

Os índices de diversidade de espécies têm a particularidade de resumir uma quantidade grande e importante de dados que podem ser usados ​​para inferir características da população.

Este índice foi utilizado para estudar os diferentes efeitos de distúrbios e estresse na diversidade de comunidades, animais e plantas, pois fornece informações complexas com base no número de espécies e na uniformidade.

Finalmente, o vínculo entre a diversidade dos ecossistemas e sua resiliência tem sido objeto de amplo debate. Alguns estudos corroboram essa abordagem.

Referências

  1. Gliessman, SR (2002).Agroecologia: processos ecológicos na agricultura sustentável . CATIE
  2. Núñez, EF (2008).Sistemas silvipastoris estabelecidos com Pinus radiata D. Don e Betula alba L. na Galiza . Universidade de Santiago de Compostela.
  3. Jorgensen, SE (2008). Enciclopédia da ecologia, editada por Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
  4. Kelly, A. (2016).Desenvolvimento de métricas para equidade, diversidade e competição: novas medidas para escolas e universidades . Routledge
  5. Pal, R. e Choudhury, AK (2014).Uma introdução aos fitoplânctons: diversidade e ecologia . Springer
  6. Pla, L. (2006). Biodiversidade: Inferência baseada no índice e na riqueza de Shannon.Interciencia , 31 (8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010) Caracterizando Comunidades. Nature Education Knowledge 3 (10): 39

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies