Apa indeks Shannon dan untuk apa?

Indeks Shannon , juga dikenal di literatur sebagai Shannon-Weaver, digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati tertentu. Simbol H’ digunakan untuk mewakilinya, dan nilainya berkisar antara angka positif, umumnya antara 2, 3 dan 4. Dalam literatur, indeks ini adalah salah satu yang paling populer untuk mengukur keanekaragaman hayati.

Indeks memperhitungkan jumlah spesies yang ada dalam sampel dan jumlah relatif individu yang ada untuk masing-masing spesies. Artinya, ia merenungkan kekayaan dan kelimpahan spesies.

Sumber: pixabay.com

Karena rumus yang terlibat dalam perhitungannya melibatkan logaritma, tidak ada nilai maksimum untuk indeks. Namun, nilai minimumnya adalah nol, menunjukkan tidak adanya keanekaragaman – kondisi yang ada dalam monokultur, misalnya, di mana hanya ada satu spesies.

Nilai kurang dari 2 diartikan sebagai ekosistem dengan keanekaragaman spesies yang relatif rendah, sedangkan nilai lebih besar dari 3 tergolong tinggi. Daerah gurun adalah contoh ekosistem yang tidak terlalu beragam.

Hutan tropis dan terumbu karang, sebaliknya, merupakan ekosistem dengan keanekaragaman hayati spesies yang cukup tinggi.

Indeks artikel

Perspektif sejarah

Indeks Shannon diusulkan oleh Claude Elwood Shannon (1916 – 2001), dengan tujuan menemukan ukuran yang dapat mengukur entropi. Peneliti ini adalah seorang matematikawan dan insinyur listrik, berasal dari Amerika Serikat.

Ada beberapa kebingungan dengan nama sebenarnya dari index. Nama lengkapnya adalah indeks Shannon-Weiner. Namun, dalam banyak kesempatan penulis menyebutnya sebagai indeks Shannon-Weaver.

Kesalahan ini terjadi, sebagian, karena Claude Shannon bekerja sama dengan ahli matematika Warren Weaver pada beberapa kesempatan.

Definisi

Keanekaragaman merupakan salah satu parameter terpenting yang digunakan untuk menggambarkan ekosistem.

Indeks Shannon adalah indeks yang berusaha mengukur keanekaragaman spesies, dengan mempertimbangkan keseragamannya. Ini adalah penerapan teori informasi, dan didasarkan pada gagasan bahwa keragaman yang lebih besar sesuai dengan ketidakpastian yang lebih besar dalam memilih spesies tertentu secara acak.

Dengan kata lain, indeks merumuskan keseragaman nilai kepentingan di semua spesies dalam sampel.

Ini dapat mengambil nilai minimum dan maksimum berikut: nol menunjukkan bahwa hanya ada satu spesies, sedangkan logaritma S (jumlah total spesies dalam sampel) berarti bahwa semua spesies diwakili oleh jumlah individu yang sama.

Misalkan kita memiliki ekosistem hipotetis dengan hanya dua spesies. Mari kita juga berpikir bahwa mereka berada dalam frekuensi yang sama (mereka adalah frekuensi yang sama). Jadi, ketidakpastiannya adalah 50%, karena dua alternatif sama-sama mungkin.

Identifikasi yang memberikan kepastian adalah satuan informasi yang disebut “bit”. Jika kita memiliki, misalnya, empat spesies yang sama frekuensinya, keragamannya akan menjadi dua bit.

Rumus

Secara matematis, kita menghitung indeks Shannon dengan menggunakan ekspresi berikut:

H ‘ = – pi ln pi

Dalam ekspresi indeks, variabel pi mewakili kelimpahan proporsional spesies i, dihitung sebagai berat kering spesies, dibagi, pada gilirannya, dengan berat kering total dalam sampel.

Dengan cara ini, indeks mengkuantifikasi ketidakpastian dalam prediksi identitas spesies individu yang diambil secara acak dari sampel.

Selanjutnya, basis logaritma yang digunakan dalam ekspresi dapat dipilih secara bebas oleh peneliti. Shannon sendiri membahas logaritma di basis 2, 10, dan e, di mana masing-masing berhubungan dengan satuan ukuran yang berbeda.

Jadi, satuannya adalah angka atau bit biner, angka desimal, dan angka asli, masing-masing untuk basis 2, 10, dan e .

Keuntungan

Indeks Shannon adalah salah satu yang paling banyak digunakan dalam penelitian ekologi, karena penerapannya membawa keunggulan tertentu, dibandingkan dengan indeks keanekaragaman lain yang relatif populer.

Pertama, indeks tidak dipengaruhi secara signifikan oleh ukuran sampel. Berbagai penelitian telah berusaha untuk menemukan pengaruh ukuran sampel dan telah menyimpulkan bahwa ukuran sampel sebenarnya memiliki pengaruh yang sangat kecil pada pengukuran keanekaragaman spesies.

Kedua, penerapan indeks mengarah pada penangkapan sejumlah besar informasi, hanya dalam satu ekspresi matematika. Ini adalah fitur yang sangat berguna jika Anda ingin mengomunikasikan sejumlah besar informasi kepada khalayak luas.

Selanjutnya, menempatkan indeks “dalam konteks” sangat penting untuk interpretasinya. Bagian pertama adalah mengenali nilai maksimum dan minimum yang dikembalikannya. Dalam indeks Shannon mudah untuk memvisualisasikan bahwa maksimum sesuai dengan Log S , di mana S adalah kekayaan dan minimum adalah 0.

Keseragaman

Indeks Shannon didasarkan pada konsep yang sangat relevan dalam ekologi: keseragaman. Parameter ini mengacu pada sejauh mana spesies terwakili di seluruh sampel.

Ekstremnya mencakup satu spesies dominan dan spesies lain yang hadir dalam jumlah yang sangat rendah (nilai keseragaman mendekati 0), hingga semua spesies diwakili oleh jumlah yang sama (nilai keseragaman mendekati 1).

Keseragaman memainkan peran mendasar dalam analisis ekologi keanekaragaman. Misalnya, di komunitas yang lebih seragam, indeks Shannon menjadi lebih sensitif terhadap kekayaan.

Penerapan

Indeks keanekaragaman banyak digunakan dalam pemantauan, dari sudut pandang ekologi dan konservasi spesies yang terancam punah.

Indeks keanekaragaman spesies memiliki kekhasan dalam meringkas sejumlah besar data penting yang dapat digunakan untuk menyimpulkan karakteristik populasi.

Indeks ini telah digunakan untuk mempelajari pengaruh yang berbeda dari gangguan dan stres pada keanekaragaman komunitas, baik hewan dan tumbuhan , karena memberikan informasi yang kompleks berdasarkan jumlah spesies dan keseragaman.

Akhirnya, hubungan antara keanekaragaman ekosistem dan ketahanannya telah menjadi bahan perdebatan luas. Beberapa penelitian telah mampu menguatkan pendekatan ini.

Referensi

  1. Gliessman, SR (2002). Agroekologi: proses ekologi dalam pertanian berkelanjutan . CATIE.
  2. Nez, EF (2008). Sistem silvopastoral didirikan dengan Pinus radiata D. Don dan Betula alba L. di Galicia . Universitas Santiago de Compostela.
  3. Jorgensen, SE (2008). Ensiklopedia ekologi, diedit oleh Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
  4. Kelly, A. (2016). Mengembangkan Metrik untuk Kesetaraan, Keanekaragaman dan Persaingan: Langkah-langkah baru untuk sekolah dan universitas . Routledge.
  5. Pal, R., & Choudhury, AK (2014). Pengantar fitoplankton: keanekaragaman dan ekologi . Peloncat.
  6. Pla, L. (2006). Keanekaragaman Hayati: Inferensi berdasarkan indeks Shannon dan kekayaan. Interciencia , 31 (8), 583-590.
  7. Pyron, M. (2010) Karakterisasi Komunitas. Pengetahuan Pendidikan Alam 3 (10): 39