ما هو مؤشر شانون ولماذا؟

ال مؤشر شانون, المعروف أيضًا في الأدب باسم Shannon-Weaver ، وهو يستخدم لقياس التنوع البيولوجي المحدد. يتم استخدام الرمز H 'لتمثيله ، وتتذبذب قيمه بين الأعداد الموجبة ، بشكل عام بين 2 و 3 و 4. في هذا الكتاب ، يعد هذا المؤشر أحد أكثر المؤشرات شعبية لقياس التنوع البيولوجي.

يأخذ المؤشر في الاعتبار كمية الأنواع الموجودة في العينة والكمية النسبية للأفراد الموجودين لكل نوع من الأنواع. وهذا هو ، التفكير في ثراء وفرة من الأنواع.

نظرًا لأن الصيغة المتضمنة في حسابها تتضمن لوغاريتم ، فلا توجد قيمة قصوى للفهرس. ومع ذلك ، فإن القيمة الدنيا هي صفر ، مما يشير إلى عدم وجود تنوع - الحالة الحالية في زراعة أحادية ، على سبيل المثال ، حيث يوجد نوع واحد فقط.

يتم تفسير القيم الأقل من 2 على أنها أنظمة بيئية ذات تنوع منخفض نسبيًا من الأنواع ، في حين أن القيم الأعلى من 3 عالية. المناطق الصحراوية هي أمثلة على النظم الإيكولوجية المتنوعة.

على النقيض من ذلك ، فإن غابات المناطق الاستوائية والشعاب المرجانية هي أنظمة بيئية ذات تنوع بيولوجي مرتفع إلى حد ما من الأنواع.

مؤشر

• 1 منظور تاريخي
• 2 التعريف
• 3 الصيغة
• 4 مزايا
• 5 التوحيد
• 6 قابلية التطبيق
• 7 المراجع

المنظور التاريخي

تم اقتراح مؤشر شانون بواسطة كلود إلوود شانون (1916 - 2001) ، بهدف إيجاد مقياس يمكن أن يحدد الإنتروبيا. كان هذا الباحث عالم رياضيات ومهندس كهرباء ، من مواليد الولايات المتحدة.

هناك بعض الالتباس مع الاسم الحقيقي للمؤشر. الاسم الكامل هو مؤشر شانون وينر. ومع ذلك ، في العديد من المناسبات يشير المؤلفون إليه كمؤشر شانون ويفر.

حدث هذا الخطأ ، جزئيًا ، لأن كلود شانون عمل بالتعاون مع عالم الرياضيات وارن ويفر في عدة مناسبات.

تعريف

التنوع هو أحد أهم المعايير المستخدمة لوصف النظم الإيكولوجية.

مؤشر شانون هو مؤشر يسعى لقياس تنوع الأنواع ، بالنظر إلى توحيدها. إنه تطبيق لنظرية المعلومات ، ويستند إلى فكرة أن التنوع الأكبر يتوافق مع قدر أكبر من عدم اليقين في اختيار نوع معين عشوائياً..

بمعنى آخر ، يصوغ الفهرس توحيد القيم المهمة عن طريق جميع الأنواع في العينة.

قد يستغرق الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم التالية: يشير الصفر إلى وجود نوع واحد فقط ، في حين أن لوغاريتم S (العدد الإجمالي للأنواع في العينة) يعني أن جميع الأنواع يتم تمثيلها بنفس العدد من الأفراد.

لنفترض أن لدينا نظامًا إيكولوجيًا افتراضيًا به نوعان فقط. لنفكر أيضًا في أنها على نفس التردد (إنها شائعة على قدم المساواة). وبالتالي ، فإن عدم اليقين هو 50 ٪ ، لأن البديلين ممكنان على حد سواء.

التعريف الذي يعطي اليقين هو وحدة المعلومات ، وتسمى "بت". إذا كان لدينا ، على سبيل المثال ، أربعة أنواع متكافئة ، فإن التنوع سيكون بتين.

صيغة

رياضيا ، نحسب مؤشر شانون عن طريق التعبير التالي:

H ' = - Σ متزمت قانون الجنسية متزمت

في تعبير الفهرس ، المتغير متزمت يمثل الوفرة النسبية للأنواع أنا, يتم حسابها كوزن جاف للجنس ، مقسومًا بدوره على إجمالي الوزن الجاف في العينة.

وبهذه الطريقة ، يحدد المؤشر مقدار عدم اليقين في التنبؤ بهوية نوع الفرد التي يتم أخذها عشوائيًا من عينة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للباحث اختيار قاعدة اللوغاريتم المستخدمة في التعبير. شانون نفسه ناقش اللوغاريتمات في القواعد 2 و 10 و و, حيث تقابل كل وحدة مختلفة من التدابير.

وبالتالي ، فإن الوحدات هي أرقام ثنائية أو بتات وأرقام عشرية وأرقام طبيعية للقواعد 2 و 10 و و, على التوالي.

مصلحة

يعد مؤشر شانون أحد أكثر المؤشرات استخدامًا في البحوث البيئية ، حيث أن تطبيقه يحمل مزايا معينة ، مقارنة بمؤشرات التنوع الأخرى الشائعة نسبياً.

أولاً ، لا يتأثر المؤشر بشكل كبير بحجم العينة. سعت العديد من الدراسات إلى إيجاد تأثير حجم العينة وخلصت إلى أن حجم العينة له تأثير بسيط جدًا من حيث قياسات تنوع الأنواع..

ثانياً ، يؤدي تطبيق الفهرس إلى التقاط كمية كبيرة من المعلومات ، بتعبير رياضي واحد فقط. هذه ميزة مفيدة للغاية إذا كنت ترغب في توصيل قدر كبير من المعلومات إلى جمهور واسع.

بالإضافة إلى ذلك ، وضع مؤشر "في السياق" أمر بالغ الأهمية لتفسيره. يتكون الجزء الأول من التعرف على القيم القصوى والدنيا التي يلقيها. في فهرس شانون ، من السهل تصور أن الحد الأقصى يتوافق مع السجل S, حيث S هي الثروة والحد الأدنى هو 0.

انتظام

يعتمد مؤشر شانون على مفهوم مهم للغاية في علم البيئة: التوحيد. تشير هذه المعلمة إلى درجة تمثيل الأنواع في العينة.

تغطي الحدود القصوى نوعًا واحدًا مهيمنًا وأنواعًا أخرى موجودة بأعداد منخفضة جدًا (قيم التوحيد قريبة من 0) ، لجميع الأنواع الممثلة بأعداد متساوية (قيم التوحيد قريبة من 1).

يلعب التوحيد دورًا أساسيًا في التحليل البيئي للتنوع. على سبيل المثال ، في المجتمعات الأكثر اتساقًا ، يصبح مؤشر شانون أكثر حساسية للثروة.

تطبيق

تستخدم مؤشرات التنوع على نطاق واسع في المراقبة ، من وجهة نظر البيئة والحفاظ على الأنواع المهددة بالانقراض.

تتميز فهارس تنوع الأنواع بخصوصية تلخيص كمية كبيرة وهامة من البيانات التي يمكن استخدامها لاستنتاج خصائص السكان.

تم استخدام هذا المؤشر لدراسة التأثيرات المختلفة للاضطرابات والضغط على تنوع المجتمعات ، سواء الحيوانات والنباتات ، حيث أنه يوفر معلومات معقدة على أساس عدد الأنواع والتوحيد.

أخيرًا ، كانت العلاقة بين تنوع الأنظمة الإيكولوجية ومرونة النظم الإيكولوجية موضوع نقاش واسع. وقد أكدت بعض الدراسات هذا النهج.

مراجع

1. جليسمان ، س. ر. (2002). علم البيئة الزراعية: العمليات البيئية في الزراعة المستدامة. CATIE.
2. نونيز ، إ. ف. (2008). تم إنشاء أنظمة سيلفاستورال مع Pinus radiata D. Don و Betula alba L. في غاليسيا. جامعة سانتياغو دي كومبوستيلا.
3. جورجنسن ، س. (2008). موسوعة علم البيئة ، تحرير سفين إريك جورجنسن ، براين د.
4. كيلي ، أ. (2016). تطوير مقاييس للإنصاف والتنوع والمنافسة: تدابير جديدة للمدارس والجامعات. روتليدج.
5. Pal، R.، & Choudhury، A. K. (2014). مقدمة إلى العوالق النباتية: التنوع والبيئة. عارضة خشبية.
6. Pla، L. (2006). التنوع البيولوجي: الاستدلال على أساس مؤشر شانون والثروة. INTERSCIENCE, 31(8) ، 583-590.
7. Pyron، M. (2010) توصيف المجتمعات. معرفة التربية الطبيعية 3 (10): 39