섀넌 인덱스 도 섀넌 - 버와 같은 문헌에 공지는 특정 생물학적 다양성을 정량화하는데 사용된다. 기호 H '는 그것을 나타내는 데 사용되며 그 값은 일반적으로 2, 3 및 4 사이의 양수 사이의 범위입니다. 문헌 에서이 지수는 생물 다양성 측정에 가장 인기있는 지표 중 하나입니다.
이 색인은 표본에 존재하는 종의 수와 각 종에 대한 개체의 상대적인 수를 고려합니다. 즉, 종의 풍부함과 풍부함을 고려합니다.
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계산에 포함 된 공식에는 로그가 포함되므로 인덱스에 대한 최대 값이 없습니다. 그러나 최소값은 0이며 다양성이 없음을 나타냅니다. 예를 들어, 단일 종만있는 단일 문화에 존재하는 조건입니다.
2보다 작은 값은 상대적으로 종 다양성이 낮은 생태계로 해석되고 3보다 큰 값은 높습니다. 사막 지역은 그다지 다양하지 않은 생태계의 예입니다.
대조적으로 열대 우림과 암초는 생물 다양성이 상당히 높은 생태계입니다.
역사적 관점
섀넌 지수는 엔트로피를 정량화 할 수있는 측정 값을 찾기 위해 Claude Elwood Shannon (1916-2001)에 의해 제안되었습니다. 이 연구원은 원래 미국 출신의 수학자이자 전기 엔지니어였습니다.
인덱스의 실제 이름과 약간의 혼동이 있습니다. 전체 이름은 Shannon-Weiner 인덱스입니다. 그러나 많은 경우 저자는이를 Shannon-Weaver 지수라고합니다.
이 오류는 부분적으로 Claude Shannon이 수학자 Warren Weaver와 여러 차례 공동 작업을했기 때문에 발생했습니다.
정의
다양성은 생태계를 설명하는 데 사용되는 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다.
Shannon 지수는 종의 균일 성을 고려하여 종의 다양성을 측정하려는 지수입니다. 이것은 정보 이론의 적용이며, 다양성이 클수록 특정 종을 무작위로 선택할 때 불확실성이 커진다는 생각에 기반합니다.
즉, 인덱스는 샘플의 모든 종에 대한 중요도 값의 균일 성을 공식화합니다.
다음과 같은 최소값과 최대 값을 사용할 수 있습니다. 0은 종이 하나만 있음을 나타내고 S (샘플의 총 종 수)의 로그는 모든 종이 동일한 수의 개체로 표시됨을 의미합니다.
두 종만있는 가상 생태계가 있다고 가정합니다. 또한 동일한 빈도 (동등한 빈도)에 있다고 생각해 봅시다. 따라서 두 가지 대안이 똑같이 가능하기 때문에 불확실성은 50 %입니다.
확실성을 제공하는 식별은 "비트"라고하는 정보 단위입니다. 예를 들어 등가 4 종이 있다면 다양성은 2 비트가 될 것입니다.
공식
수학적으로 다음 식을 사용하여 Shannon 지수를 계산합니다.
지수의 표현에서 변수 pi는 종의 건조 중량으로 계산 된 종 i의 비례 적 풍부도를 나타내고, 차례로 샘플의 총 건조 중량으로 나눈 값입니다.
이러한 방식으로 지수는 표본에서 무작위로 추출한 개체 종의 정체를 예측할 때 불확실성을 정량화합니다.
또한, 식에 사용되는 로그의 밑은 연구원이 자유롭게 선택할 수 있습니다. Shannon은 2, 10, e를 밑으로하는 로그에 대해 논의했습니다. 여기서 각각은 측정 단위가 서로 다릅니다.
따라서 단위는 각각 2, 10 및 e를 기준으로하는 이진 숫자 또는 비트, 10 진수 및 자연 숫자입니다.
이점
Shannon 지수는 상대적으로 인기있는 다른 다양성 지수에 비해 적용이 특정 장점을 가지고 있기 때문에 생태 연구에서 가장 많이 사용되는 지수 중 하나입니다.
첫째, 지수는 표본의 크기에 크게 영향을받지 않습니다. 다양한 연구에서 표본 크기의 효과를 찾으려고 노력했으며 실제로 표본 크기가 종의 다양성 측정에 매우 미미한 영향을 미친다는 결론을 내 렸습니다.
둘째, 색인을 적용하면 하나의 수학적 표현으로 많은 양의 정보를 캡처 할 수 있습니다. 이것은 많은 청중에게 상당한 양의 정보를 전달하려는 경우 매우 유용한 기능입니다.
또한 색인을 "상황에 맞게"해석하는 것이 중요합니다. 첫 번째 부분은 반환되는 최대 및 최소 값을 인식하는 것입니다. Shannon 지수에서 최대 값이 Log S에 해당한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 여기서 S는 부이고 최소값은 0입니다.
일률
Shannon 지수는 생태학에서 매우 관련성이 높은 개념 인 균일성에 기반합니다. 이 매개 변수는 종이 샘플 전체에 표시되는 정도를 나타냅니다.
극단에는 단일 우성 종 및 매우 낮은 수 (0에 가까운 균일 성 값)로 존재하는 기타 종, 동일한 수 (1에 가까운 균일 성 값)로 표시되는 모든 종이 포함됩니다.
균일 성은 다양성의 생태 학적 분석에서 근본적인 역할을합니다. 예를 들어, 더 균일 한 커뮤니티에서 Shannon 지수는 부에 더 민감 해집니다.
적용 가능성
다양성 지수는 생태 학적 관점과 멸종 위기에 처한 종의 보전 관점에서 모니터링에 널리 사용됩니다.
종 다양성 지수는 개체군 특성을 추론하는 데 사용할 수있는 크고 중요한 데이터를 요약하는 특수성을 가지고 있습니다.
이 지수는 종의 수와 균일성에 따라 복잡한 정보를 제공하기 때문에 동식물의 다양성에 대한 교란과 스트레스의 다양한 영향을 연구하는 데 사용되었습니다.
마지막으로 생태계의 다양성과 탄력성 사이의 연관성은 광범위한 논쟁의 대상이었습니다. 일부 연구는이 접근 방식을 확증 할 수있었습니다.
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