INDICE SIMPSON: FORMULA, INTERPRETAZIONE ED ESEMPIO - BIOLOGIA - 2025

L' indice Simpson è una formula utilizzata per misurare la diversità di una comunità. È comunemente usato per misurare la biodiversità, cioè la diversità degli esseri viventi in un dato luogo. Tuttavia, questo indice è utile anche per misurare la diversità di elementi come scuole, luoghi, tra gli altri.

In ecologia, l'indice Simpson (tra gli altri indici) viene spesso utilizzato per quantificare la biodiversità di un habitat. Ciò tiene conto del numero di specie presenti nell'habitat, nonché dell'abbondanza di ciascuna specie.

Concetti associati

Prima di discutere il Simpson Diversity Index in modo più dettagliato, è importante comprendere alcuni concetti di base come descritto di seguito:

Diversità biologica

La diversità biologica è la grande varietà di esseri viventi che esistono in una particolare area, è una proprietà che può essere quantificata in molti modi diversi. Ci sono due fattori principali che vengono presi in considerazione quando si misura la diversità: ricchezza ed equità.

La ricchezza è una misura del numero di diversi organismi presenti in una particolare area; cioè il numero di specie presenti in un habitat.

Tuttavia, la diversità non dipende solo dalla ricchezza delle specie, ma anche dall'abbondanza di ciascuna specie. L'equità confronta la somiglianza tra le dimensioni della popolazione di ciascuna delle specie presenti.

Ricchezza

Il numero di specie prese in un campione di habitat è una misura della ricchezza. Più specie sono presenti in un campione, più ricco sarà il campione.

La ricchezza di specie come misura di per sé non tiene conto del numero di individui in ciascuna specie.

Ciò significa che alle specie con pochi individui viene assegnato lo stesso peso di quelle con molti individui. Pertanto, una margherita ha la stessa influenza sulla ricchezza di un habitat di 1000 ranuncoli che vivono nello stesso luogo.

Equità

L'equità è una misura dell'abbondanza relativa delle diverse specie che compongono la ricchezza di un'area; In altre parole, in un dato habitat il numero di individui di ogni specie avrà anche un effetto sulla biodiversità del luogo.

Una comunità dominata da una o due specie è considerata meno diversificata di una comunità in cui le specie presenti hanno un'abbondanza simile.

Definizione

Man mano che la ricchezza e l'equità delle specie aumentano, la diversità aumenta. Il Simpson Diversity Index è una misura della diversità che tiene conto sia della ricchezza che dell'equità.

Gli ecologi, i biologi che studiano le specie nel loro ambiente, sono interessati alla diversità delle specie degli habitat che studiano. Questo perché la diversità è solitamente proporzionale alla stabilità dell'ecosistema: maggiore è la diversità, maggiore è la stabilità.

Le comunità più stabili hanno un gran numero di specie che sono distribuite in modo abbastanza uniforme in grandi popolazioni. L'inquinamento spesso riduce la diversità favorendo alcune specie dominanti. La diversità è, quindi, un fattore importante nella gestione di successo della conservazione delle specie.

Formula

È importante sottolineare che il termine "indice di diversità Simpson" viene effettivamente utilizzato per fare riferimento a uno qualsiasi dei tre indici strettamente correlati.

L'indice Simpson (D) misura la probabilità che due individui selezionati casualmente da un campione appartengano alla stessa specie (o alla stessa categoria).

Esistono due versioni della formula per calcolare D. Ognuna è valida, ma devi essere coerente.

Dove:

- n = il numero totale di organismi di una particolare specie.

- N = il numero totale di organismi di tutte le specie.

Il valore di D varia da 0 a 1:

- Se il valore di D dà 0, significa diversità infinita.

- Se il valore di D dà 1, significa che non c'è diversità.

Interpretazione

L'indice è una rappresentazione della probabilità che due individui, all'interno della stessa regione e selezionati a caso, siano della stessa specie. L'indice Simpson varia da 0 a 1, in questo modo:

- Più il valore D è vicino a 1, minore è la diversità dell'habitat.

- Più il valore D è vicino a 0, maggiore è la diversità dell'habitat.

Cioè, maggiore è il valore di D, minore è la diversità. Questo non è di facile interpretazione intuitiva e potrebbe generare confusione, motivo per cui è stato raggiunto il consenso di sottrarre il valore di D da 1, lasciandolo come segue: 1- D

In questo caso, anche il valore dell'indice varia da 0 a 1, ma ora, maggiore è il valore, maggiore è la diversità del campione.

Questo ha più senso ed è più facile da capire. In questo caso, l'indice rappresenta la probabilità che due individui selezionati casualmente da un campione appartengano a specie diverse.

Un altro modo per superare il problema della natura "controintuitiva" dell'indice Simpson è prendere il reciproco dell'indice; cioè 1 / D.

Indice reciproco di Simpson (1 / D)

Il valore di questo indice inizia con 1 come cifra più bassa possibile. Questo caso rappresenterebbe una comunità che contiene solo una specie. Maggiore è il valore, maggiore è la diversità.

Il valore massimo è il numero di specie nel campione. Ad esempio: se ci sono cinque specie in un campione, il valore massimo dell'indice Simpson reciproco è 5.

Il termine "indice di diversità Simpson" è spesso applicato in modo approssimativo. Ciò significa che i tre indici sopra descritti (indice di Simpson, indice di diversità di Simpson e indice di reciprocità di Simpson), essendo così strettamente correlati, sono stati citati con lo stesso termine secondo diversi autori.

Pertanto, è importante determinare quale indice è stato utilizzato in uno studio particolare se si devono effettuare confronti sulla diversità.

In ogni caso, una comunità dominata da una o due specie è considerata meno diversificata di una in cui più specie diverse hanno abbondanze simili.

Esempio di calcolo dell'indice di diversità Simpson

Vengono campionati fiori di campo presenti in due diversi campi e si ottengono i seguenti risultati:

Il primo campione è più equo del secondo. Questo perché il numero totale di individui nel campo è distribuito abbastanza equamente tra le tre specie.

Osservando i valori nella tabella, si evidenzia la disuguaglianza nella distribuzione degli individui in ciascun campo. Tuttavia, dal punto di vista della ricchezza, entrambi i campi sono uguali perché hanno 3 specie ciascuno; di conseguenza, hanno la stessa ricchezza.

Al contrario, nel secondo campione, la maggior parte degli individui sono ranuncoli, la specie dominante. In questo campo ci sono poche margherite e denti di leone; pertanto, il campo 2 è considerato meno diverso del campo 1.

Quanto sopra è ciò che si osserva ad occhio nudo. Quindi il calcolo viene eseguito applicando la formula:

Così:

D (campo 1) = 334,450 / 1.000x (999)

D (campo 1) = 334.450 / 999.000

D (campo 1) = 0,3 -> Indice Simpson per il campo 1

D (campo 2) = 868,562 / 1.000x (999)

D (campo 2) = 868.562 / 999.000

D (campo 2) = 0,9 -> Indice Simpson per il campo 2

Poi:

1-D (campo 1) = 1- 0,3

1-D (campo 1) = 0,7 -> Indice di diversità Simpson per il campo 1

1-D (campo 2) = 1 - 0,9

1-D (campo 2) = 0,1 -> Indice di diversità Simpson per il campo 2

Finalmente:

1 / D (campo 1) = 1 / 0,3

1 / D (campo 1) = 3,33 -> indice Simpson reciproco per il campo 1

1 / D (campo 2) = 1 / 0,9

1 / D (campo 2) = 1,11 -> indice Simpson reciproco per il campo 2

Questi 3 diversi valori rappresentano la stessa biodiversità. Pertanto, è importante determinare quale degli indici è stato utilizzato per effettuare uno studio comparativo della diversità.

Un valore per l'indice Simpson di 0,7 non è uguale a un valore di 0,7 per l'indice di diversità Simpson. L'indice Simpson dà più peso alle specie più abbondanti in un campione e l'aggiunta di specie rare a un campione causa solo piccole variazioni nel valore di D.

Riferimenti

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