تبلیغات
تنوع زیستی و طبیعت - شاخص های محاسبه تنوع گونه ای
 
تنوع زیستی و طبیعت
Biodiversity and Nature
درباره وبلاگ


تنوع زیستی به معنای قابلیت تمایز بین ارگانیسم های زنده از هر منبع شامل اکوسیستم های زمینی، دریایی و اکوسیستم های آبزی، همچنین شامل ترکیبات اکولوژی که بخشی از اکوسیستم ها را تشکیل می دهند، می باشد. تنوع زیستی علاوه بر آنکه نیازهای ضروری و اولیه انسان ها را نظیر خوراک، پوشاک و مسکن فراهم می آورد، سلامت و شادابی روح و جسم، رونق اقتصادی و پیشرفت روزافزون و همه جانبه ما را نیز تضمین می کند. روند رو به رشد تهدید این گنجینه حیات سیاست مداران و متفکران را به توجه بیش از پیش به این مقوله معطوف داشته است.

مدیر وبلاگ : شهرام صمدی خادم
نظرسنجی
چقدر با مبحث " تنوع زیستی " آشنایی دارید؟






در ادامه مطلب "روش های اندازه گیری تنوع زیستی" در این پست به بررسی سه شاخص سیمپسون، شانون-وینر و بریلوین می پردازیم.

1- شاخص تنوع گونه ای سیمپسون (Simpson's Index):
شاخص سیمسون یکی از مهمترین شاخص های اندازه گیری ناهمگونی و اولین شاخص ناپارامتری تنوع است. (اجتهادی و همکاران، 1388). این شاخص تنوع به شدت متوجه گونه های غالب در نمونه بوده ولی به غنای گونه ای حساسیت اندکی دارد.
(Simpson 1949) عنوان نمود تنوع با این احتمال که دو فرد جمع آوری شده به طور تصادفی متعلق به یک گونه باشد، ارتباط معکوس دارد. برای تبدیل این احتمال به شاخص تنوع سیمسون که بیان کننده ی احتمال جمع آوری دو فرد به صورت تصادفی که متعلق به گونه های متفاوت باشند، باید مقدار اولیه سیمسون (D) را از عدد یک کم کرد. بنابراین خواهیم داشت:
(one-D)= شاخص تنوع سیمسون.
 شاخص سیمسون (one-D) از صفر (تنوع پایین) تا تقریبا یک (تنوع بالا) تغییر نموده و با استفاده ی شاخص عکس سیمسون نیز میتوان به میزان یکنواختی پی برد. یعنی اعداد نزدیک به صفر نمایانگر کمترین یکنواختی و اعداد نزدیک به یک، بیشترین یکنواختی را نشان میدهند (1988,Magurran,1999; Krebs). شاخص های اندازه گیری غالبیت نظیر سیمسون و برگر پارکر شدیدا تحت تأثیر فراوانی نسبی گونه های غالب قرار میگیرند (Magurran, 2004).
لذا سیمپسون پیشنهاد کرد تنوع با احتمال اینکه دو فرد به طور تصادفی انتخاب شده، به دو گونه مختلف تعلق داشته باشند، رابطه مستقیم دارد:
این فرمول برای برآورد شاخص تنوع، فقط در جمعیت نامحدود مورد استفاده قرار میگیرد. ویلیامز و مک آرتور در سال 1972 میلادی فرمول اولیه سیمپسون را به صورت زیر به کار بردند:

 شاخص سیمپسون (one-D) دامنه ای از صفر (تنوع کم) تا تقریباً یک (one-one/s) و شاخص دو طرفه سیمپسون (one/D) دامنه ای از یک تا S (تعداد گونه ها در پلات ها) دارد. 
در این لینک می توان نمونه ای از محاسبه شاخص سیمپسون و نحوه محاسبه و فرمول آن را مشاهده نمود. 

2- شاخص تنوع گونه ای شانون-وینر (Shanon,Weiner,(1948
این شاخص توسط شانن و واینر و بر اساس تئوری اطلاعات مطرح 
شد و به عنوان شاخص تنوع شانن شناخته شد. 
فرض مهم در این شاخص این است که نمونه گیری تصادفی از افراد 
یک جامعه بینهایت بزرگ انجام شده است. همچنین فرض شده 
است که تمام گونه های موجود در جامعه در نمونه نیز آمده اند. این 
شاخص نشان دهنده ی تخمینی از میانگین درجه عدم اطمینان، در 
پیشگویی تعلق یک فرد میباشد که به طور تصادفی از مجموعه ای با s گونه و N فرد انتخاب شده است (
اجتهادی و همکاران، 1388). 
هر پایه لگاریتمی را میتوان برای اندازه گیری این شاخص مورد 
استفاده قرار داد، زیرا قابل تبدیل به یکدیگر هستند. مقدار این شاخص بین 1.5 تا حدود 4.5 
متغیر بوده و افزایش تعداد گونه های 
جامعه سبب افزایش این شاخص میگردند.
با وجود تنها یک گونه در نمونه و یا جامعه ای که تحت 
استرس (نظیر تخریب) باشد، مقدار این شاخص برابر صفر 
خواهد شد. حداکثر مقدار این شاخص نیز زمانی به دست می 
آید 
که همه ی گونه ها (S) 
تعداد افراد یکسانی داشته باشند (
اجتهادی و همکاران،1388).
این تابع متداولترین شاخص اندازه گیری تنوع گونه ای است که در سال 1948 معرفی شد. برای استفاده از این 
تابع دو فرض وجود دارد:
1- افراد اجتماع بزرگ به صورت تصادفی نمونه برداری شده اند.
2- تمامی گونه های حاضر در اجتماع، در نمونه آمده اند؛ این فرض زمانی تحقق مییابد که از ترکیب کامل گونه 
های اجتماع اطلاع دقیقی وجود داشته باشد که البته مسئله دشواری است.
مقدار H با افزایش تعداد گونه ها در اجتماع فزونی می یابد و از نظر تئوری میتواند به مقادیر بسیار 
زیادی برسد، 
اما در عمل از 5.4 تجاوز نمی کند. 
مقادیر حداکثر و حداقل شاخص تنوع گونه ای به ترتیب (
log(s و (
log(N/N-S است.
در این لینک می توان نمونه ای از محاسبه شاخص شانن-وینر و نحوه محاسبه و فرمول آن را مشاهده نمود. 

3- 
شاخص بریلوین (1962,
Brillouin)
به عقیده پیلو اکثر نمونه های برداشت شده از اجتماعات گیاهی را باید مجموعه ها و نه نمونه های تصادفی از 
اجتماعات بزرگ در نظر گرفت. در مواردی که داده ها به مجموعه محدودی مربوط باشند، برای اندازه گیری تنوع 
گونه ای از فرمول بریلوین استفاده میشود.
زمانی که معیارهای بیوماس، پوشش یا تولید به عنوان برآورد اهمیت گونه ای در اجتماع مورد استفاده 
قرار میگیرند، شاخص بریلوین نمیتواند به کار رود. شاخص بریلوین مانند تابع شانون-وینر به فراوانی 
گونه های نادر در اجتماع حساس تر است. پیت در سال 1974 شاخص های تنوع را به دو گروه تقسیم 
کرد. 
نوع اول شاخص هایی هستند که به تغییرات گونه های نادر در نمونه اجتماع حساس ترند. مانند 
بریلوین و شانون-وینر؛ 
نوع دوم شاخص هایی هستند که به تغییرات گونه های فراوانتر حساسند مانند 
سیمپسون. 
انتخاب نوع روش اندازه گیری ناهمگنی به این موضوع بستگی دارد که تأکید برکدامیک از 
گونه های نادر یا چیره اجتماع وجود دارد.

شاخص های یکنواختی
یکنواختی، چگونگی توزیع فراوانی افراد را در بین گونه های 
موجود نشان میدهد. به عبارت دیگر، یکنواختی بیانگر میزان 
تعادل در فراوانی گونه ها است. بر اساس محاسبه یکنواختی به 
دو نوع جامعه خواهیم رسید. جوامع همگون(تعداد افراد در 
بین گونه های جامعه به صورت یکنواخت توزیع شده اند) و 
جوامع ناهمگون (تعداد افراد در بین گونه های جامعه به 
صورت یکنواخت توزیع نشده اند). یکنواختی با این هدف 
طراحی شده است که نوع توزیع مساوی یا غیرمساوی گونه ها 
را در مقایسه با جوامع فرضی که تمام گونه ها غالبیت یکسان 
دارند، نشان دهد (اجتهادی و همکاران، 1388).
اگر اجتماعی دارای 10 گونه درختی با فراوانی یکسان 
باشد، تنوع گونه ای آن با اجتماع دیگری که 10 گونه درختی 
دارد، ولی یکی از گونه ها 99 درصد کل افراد را تشکیل میدهد 
مشابه است. در اجتماع اول در صورتی که دو درخت به طور تصادفی انتخاب شوند، احتمالا مربوط به دو گونه مختلف خواهند بود، اما در اجتماع دوم بعید است دو درخت انتخاب شده به گونه های مختلفی تعلق داشته باشند. به این ترتیب مفهوم دیگری از تنوع تحت عنوان ناهمگن پیشنهاد گردید که در مجموع ترکیب دو مفهوم غنا و یکنواختی است. (Krebs, 1999; Magurran,2004).
شاخص
های گوناگونی برای محاسبه ی میزان یکنواختی وجود دارند 
(Heip,1974). 
در حال حاضر یکی از ساده ترین روش های 
محاسبه ی یکنواختی این است که نسبت شاخص هتروژنیتی 
بر مقدار حداکثری (ماگزیمم) 
خودش تقسیم گردد.( 
Krebs,
1999). یکنواختی به عنوان یک معیار اندازه گیری برای تعیین 
میزان یکسان بودن یا نبودن فراوانی هر یک از گونه ها در یک 
دسته از نمونه ها و یا در یک جامعه ی مشخص محسوب می 
گردد. 
(Stirling andWilsey,2001). 
جدول زیر عملکرد و مشخصات برخی از شاخص های مهم 
مورد استفاده در اندازه گیری تنوع را نشان میدهد.

عملکرد و ویژگی های تعدادی از شاخص های اندازه گیری تنوع گونه ای (
اقتباس از اجتهادی و همکاران، 1388)
تنوع شانن به گونه ها وزن داده و فراوانی آنها را هم مد نظر 
قرار میدهد. در حالیکه شاخص سیمپسون متوجه گونه های 
غالب بوده و مجموع مربعات فراوانی گونه ها را اندازه می گیرد.
 
به عنوان مثال ریشه دوم عدد 0.01  می شود 0.0001 که 
عدد خیلی کوچکی است.
 لذا گونه های نادر کمتر مورد توجه 
قرار گرفته و به این دلیل است که تعداد گونه مؤثر سیمپسون از 
تعداد گونه ی مؤثر شانن کمتر محاسبه خواهد شد، لذا تنوع 
شانن نسبت به سیمپسون ارجح تر است. تنوع شانن متأثر از 
گونه های نادر نبوده و تمامی گونه ها را با فراوانی شان مورد 
محاسبه قرار میدهد (
Magurran, 2004; Jost,2006).

فهرست منابع:
1 اجتهادی، ح.؛ سپهری، ع. و عکافی، ح. ر. 1388 . روشهای اندازه گیری تنوع زیستی. 
انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 228 ص.
2- زرگران،م؛ اکبریان،ج. 1395 . 
اهمیت تنوع آلفا و بتا در اکوسیستم. فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی، سال سیزدهم/ شماره 5/ صص 27
Krebs, C. J. 1999. Ecological Methodology. Second ed. Addison Wesley Publishing, USA 620 pp.
16-Magurran, A. E. 2004.Measuring Biological Diversity. Blackwell Publishing. Oxford, UK




نوع مطلب : تنوع زیستی، 
برچسب ها : روش های اندازه گیری تنوع زیستی، شاخص های تنوع گونه ای، سیمپسون، شانن-وینر، بریلوین،
لینک های مرتبط :
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی
تماس با ما
 
 
بالای صفحه