Simpsonův index diverzity

Autor: MIROSLAV

Simpsonův index diverzity je statistický nástroj používaný v ekologii k měření biodiverzity v populaci nebo společenstvu. Základní idea za tímto indexem spočívá v měření pravděpodobnosti, že dva jedinci náhodně vybraní z populace patří do stejné skupiny (nebo druhu).

Matematicky je Simpsonův index diverzity definován jako:

D = Σ(n/N)^2,

kde:

• "n" je počet jedinců daného druhu,
• "N" je celkový počet jedinců všech druhů,
• a symbol "Σ" znamená sumu přes všechny druhy.

Hodnota "D" je v rozsahu od 0 do 1. Čím bližší je hodnota 1, tím nižší je diverzita, což znamená, že populace je dominována několika málo druhy. Naopak, čím blíže je hodnota 0, tím větší je diverzita, což znamená, že žádný druh nepřevažuje nad ostatními.

Je důležité poznamenat, že výpočet Simpsonova indexu diverzity předpokládá, že jedinci jsou náhodně vybráni z populace, a také, že všechny druhy jsou rovnoměrně rozděleny v prostředí. Někdy se používá i komplementární index, který se nazývá Simpsonův index diverzity nebo také Simpsonův index rovnosti (1-D). Tento index dává větší hodnoty pro vyšší diverzitu, což může být intuitivně snazší k porozumění.

Použití Simpsonova indexu diverzity vyžaduje data o počtu jedinců jednotlivých druhů v dané populaci nebo společenstvu. Například, pokud zkoumáte různorodost ptáků v určitém lesním prostředí, potřebovali byste údaje o počtu jedinců každého druhu ptáka, který v tomto prostředí žije. Tato data byste měli získat z terénního průzkumu nebo studia. Pokud máte údaje, můžete začít s výpočtem Simpsonova indexu. Nejprve spočítáte celkový počet jedinců (N). Pak pro každý druh spočítáte počet jedinců (n) a vypočítáte (n/N)^2. Tyto hodnoty sečtete pro všechny druhy, což vám dá hodnotu D.

Jako příklad si vezměme prostředí se třemi druhy ptáků: vrabci (50 jedinců), kosy (30 jedinců) a sovy (20 jedinců). Celkový počet ptáků (N) je 100.

Výpočet pro vrabce: (50/100)^2 = 0,25 Výpočet pro kosy: (30/100)^2 = 0,09 Výpočet pro sovy: (20/100)^2 = 0,04 Sečtete tedy 0,25 + 0,09 + 0,04, což vám dá D = 0,38. To naznačuje určitou míru diverzity mezi druhy ptáků v daném prostředí. Pokud byste chtěli vypočítat komplementární index (1-D), jednoduše odečtete D od 1, což vám dá 1 - 0,38 = 0,62. Tento index dává větší hodnotu pro vyšší diverzitu, což může být intuitivnější.

Simpsonův index diverzity lze využít v řadě ekologických studií, jako je sledování změn v biodiverzitě v čase nebo porovnání biodiverzity mezi různými prostředími. Je důležitý pro pochopení struktury a zdraví ekosystémů.