シンプソン指数の定義、式、解釈および例



の シンプソンの索引 それはコミュニティの多様性を測定するために使用される式です。生物多様性、つまり特定の場所における生物の多様性を測定するためによく使用されます。ただし、この指数は学校、場所などの要素の多様性を測定するのにも役立ちます。.

生態学では、生息地の生物多様性を定量化するために（他の指標の中でも）シンプソン指標がよく使用されます。これは生息地に存在する種の量、ならびに各種の豊富さを考慮に入れます.

索引

  • 1関連概念
    • 1.1生物多様性
    • 1.2富
    • 1.3公平性
  • 2定義
  • 3式
  • 4解釈
    • 4.1シンプソンの相反指数（1 / D）
  • 5シンプソン多様性指数の計算例
  • 6参考文献

関連する概念

シンプソンの多様性指数をより詳細に分析する前に、以下に詳述されているいくつかの基本概念を理解することが重要です。

生物多様性

生物多様性は特定の地域に存在する非常に多様な生物であり、それは多くの異なる方法で定量化することができる特性です。多様性を測定するときに考慮に入れられる2つの主な要因があります：富と公平性.

富は、特定の地域に存在するさまざまな生物の数の尺度です。つまり、生息地に存在する種の量.

しかし、多様性は種の豊富さだけでなく、各種の豊富さにも左右されます。公平性は、存在する各種の個体群サイズ間の類似性を比較します。.

富

生息地サンプルから採取された種の数は、富の尺度です。サンプルに含まれる種が多いほど、サンプルは豊富になります。.

指標としての種の豊富さ自体は、各種の個体数を考慮に入れていません.

上記のことは、個体数が少ない種と個体数が多い種とで同じ重みが与えられることを意味します。したがって、デイジーはそれが同じ場所に住んでいる1000匹のキンポウゲを持つことになるのと同じくらい多くの生息地の豊かさに影響を与えます.

公平性

公平性は、地域の豊かさを構成するさまざまな種の相対的な豊富さの尺度です。つまり、与えられた生息地では、それぞれの種の個体数もその場所の生物多様性に影響を与えます。.

1つか2つの種が優勢なコミュニティは、存在する種が同程度の豊富さを持つコミュニティよりも多様性が低いと見なされます。.

定義

種の富と公平性が増すにつれて、多様性も増します。シンプソンの多様性指数は、富と公平性の両方を考慮に入れた多様性の尺度です。.

生態学者、彼らの環境で種を研究する生物学者は、彼らが研究する生息地の種の多様性に興味があります。これは、多様性は通常、生態系の安定性に比例するためです。多様性が大きいほど、安定性も大きくなります。.

最も安定したコミュニティには、かなりの規模の人口でかなり均等に分布している多数の種があります。汚染は、少数の優占種を優先することによって多様性を減少させることがよくあります。したがって、多様性は種保全の管理を成功させるための重要な要素です。.

式

「シンプソンの多様性指数」という用語は、実際には3つの密接に関連した指数のいずれかを指すために使用されていることに注意することが重要です。.

シンプソン指数（D）は、サンプルから無作為に選択された2人の個人が同じ種（または同じカテゴリー）に属する確率を測定します。.

Dを計算する式には2つのバージョンがあります。どちらも有効ですが、一貫性を保つ必要があります。.

どこで：

- n =の総数 生物 特定の種の.

- N =の総数 生物 すべての種の.

Dの値は0から1の範囲です。

- Dの値が0を与える場合、それは無限の多様性を意味します.

- Dの値が1を与える場合、それは多様性がないことを意味します.

解釈

指数は、同じ地域内で無作為に選択された2人の個体が同じ種である確率を表したものです。シンプソン指数の範囲は、0から1の範囲です。

- Dの値が1に近づくほど、生息地の多様性は低くなります。.

- Dの値が0に近づくほど、生息地の多様性は大きくなります。.

つまり、Dの値が大きいほど、多様性は低くなります。直感的に解釈するのは容易ではなく、混乱を招く可能性があります。そのため、Dから1までの値を差し引くというコンセンサスが得られました。

この場合、インデックス値も0から1の間で変動しますが、現在では、値が高いほどサンプルの多様性が大きくなります。.

これはより理にかなっており、理解しやすいです。この場合、指数は、サンプルから無作為に選択された2人の個体が異なる種に属する確率を表します。.

シンプソン指数の「直感に反する」性質の問題を克服するもう1つの方法は、指数の逆数をとることです。つまり、1 / D.

相反シンプソン指数（1 / D）

このインデックスの値は、1から始まる最小の数値です。この場合は、1つの種しか含まれていないコミュニティです。値が高いほど、多様性が大きい.

最大値は、サンプル内の種の数です。たとえば、サンプルに5つの種がある場合、シンプソン指数の逆数の最大値は5です。.

「シンプソンの多様性指数」という用語はしばしば不正確に適用されます。これは、上記の3つの指標（シンプソン指標、シンプソン多様性指標、シンプソン逆数指標）は非常に密接に関連しているため、異なる著者によると同じ用語で引用されていることを意味します。.

したがって、多様性を比較したい場合は、特定の研究でどの指数が使用されたかを判断することが重要です。.

いずれにせよ、1つか2つの種によって支配されているコミュニティは、いくつかの異なる種が同程度の豊富さを持つコミュニティよりも多様性が低いと見なされます.

シンプソンダイバーシティ指数算出例

２つの異なる畑に存在する野生の花のサンプリングが行われ、そして以下の結果が得られる。

最初のサンプルは2番目のサンプルよりも公平性があります。これは、野外にいる個体の総数が3つの種にかなり均等に分布しているためです。.

表の値を観察すると、各分野における個人の分布の不等式は明らかです。しかし、富の観点から見ると、両方の分野は3つの種をそれぞれ持っているので等しいです。その結果、彼らは同じ富を持っています.

対照的に、2番目のサンプルでは、​​ほとんどの個体がキンポウゲ、優占種です。この分野では、ヒナギクやタンポポはほとんどありません。したがって、フィールド2はフィールド1よりも多様性が低いと見なされます。.

上記は肉眼で観察されるものです。その後、次の式を適用して計算が実行されます。

その後：

D（フィールド1）= 334,450 / 1,000×（999）

D（フィールド1）= 334,450 / 999,000

D（フィールド1）= 0.3 - >フィールド1のシンプソン指数

D（フィールド2）= 868,562 / 1,000×（999）

D（フィールド2）= 868,562 / 999,000

D（field 2）= 0.9 - > field 2のシンプソン指数

その後：

1-D（フィールド1）= 1- 0.3

1-D（フィールド1）= 0.7 - >フィールド1のシンプソン多様性指数

1-D（フィールド2）= 1- 0.9

1-D（フィールド2）= 0.1 - >フィールド2のシンプソン多様性指数

最後に：

1 / D（フィールド1）= 1 / 0.3

1 / D（フィールド1）= 3.33 - >フィールド1に対するシンプソンの逆数指数

1 / D（フィールド2）= 1 / 0.9

1 / D（フィールド2）= 1,11 - >フィールド2の逆シンプソン指数

これら3つの異なる値は同じ生物多様性を表しています。したがって、多様性の比較研究を行うためにどのインデックスが使用されたかを判断することが重要です。.

シンプソン指数0.7の値は、シンプソン多様性指数0.7の値と同じではありません。シンプソン指数は、サンプル中の最も豊富な種により大きな重みを与え、サンプルへの希少種の追加はDの値に小さな変化を引き起こすだけです。.

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