Indeks Simpson adalah formula yang digunakan untuk mengukur keragaman komunitas. Biasanya digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati, yaitu keanekaragaman makhluk hidup di suatu tempat. Namun indeks ini juga berguna untuk mengukur keragaman unsur seperti sekolah, tempat, dan lain-lain.
Dalam ekologi, indeks Simpson (di antara indeks lainnya) sering digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati suatu habitat. Ini memperhitungkan jumlah spesies yang ada di habitat, serta kelimpahan masing-masing spesies.
Indeks artikel
Konsep terkait
Sebelum membahas Indeks Keanekaragaman Simpson secara lebih rinci, penting untuk memahami beberapa konsep dasar yang tercantum di bawah ini:
Keanekaragaman Hayati
Keanekaragaman hayati adalah berbagai macam makhluk hidup yang ada di daerah tertentu, itu adalah properti yang dapat diukur dengan berbagai cara. Ada dua faktor utama yang diperhitungkan saat mengukur keragaman: kekayaan dan keadilan.
Kekayaan adalah ukuran jumlah organisme berbeda yang ada di area tertentu; yaitu, jumlah spesies yang ada di suatu habitat.
Namun, keanekaragaman tidak hanya tergantung pada kekayaan spesies, tetapi juga pada kelimpahan masing-masing spesies. Keadilan membandingkan kesamaan antara ukuran populasi masing-masing spesies yang ada.
Kekayaan
Jumlah spesies yang diambil dalam sampel habitat adalah ukuran kekayaan. Semakin banyak spesies hadir dalam sampel, semakin kaya sampelnya.
Kekayaan spesies sebagai ukuran itu sendiri tidak memperhitungkan jumlah individu dalam setiap spesies.
Ini berarti bahwa spesies dengan sedikit individu diberi bobot yang sama dengan spesies yang memiliki banyak individu. Oleh karena itu, bunga aster memiliki pengaruh yang sama besarnya terhadap kekayaan habitat seperti halnya 1000 kupu-kupu yang hidup di tempat yang sama.
Keadilan
Kesetaraan adalah ukuran kelimpahan relatif dari spesies yang berbeda yang membentuk kekayaan suatu daerah; Dengan kata lain, pada suatu habitat tertentu jumlah individu tiap spesies juga akan berpengaruh terhadap keanekaragaman hayati tempat tersebut.
Komunitas yang didominasi oleh satu atau dua spesies dianggap kurang beragam daripada komunitas di mana spesies yang ada memiliki kelimpahan yang sama.
Definisi
Indeks Simpson mengukur keragaman yang ada dalam suatu komunitas
Ketika kekayaan dan keadilan spesies meningkat, keanekaragaman meningkat. Indeks Keanekaragaman Simpson adalah ukuran keragaman yang memperhitungkan kekayaan dan keadilan.
Ahli ekologi, ahli biologi yang mempelajari spesies di lingkungan mereka, tertarik pada keanekaragaman spesies dari habitat yang mereka pelajari. Hal ini karena keanekaragaman biasanya sebanding dengan stabilitas ekosistem : semakin besar keanekaragamannya, semakin besar stabilitasnya.
Komunitas yang paling stabil memiliki sejumlah besar spesies yang cukup merata dalam populasi besar. Polusi sering mengurangi keanekaragaman dengan mendukung beberapa spesies dominan. Oleh karena itu, keanekaragaman merupakan faktor penting dalam keberhasilan pengelolaan konservasi spesies.
Rumus
Yang penting, istilah “indeks keragaman Simpson” sebenarnya digunakan untuk merujuk pada salah satu dari tiga indeks yang terkait erat.
Indeks Simpson (D) mengukur probabilitas bahwa dua individu yang dipilih secara acak dari sampel termasuk dalam spesies yang sama (atau kategori yang sama).
Ada dua versi rumus untuk menghitung D. Salah satunya valid, tetapi Anda harus konsisten.
Di mana:
– n = jumlah total organisme dari spesies tertentu.
– N = jumlah total organisme dari semua spesies.
Nilai D berkisar dari 0 hingga 1:
– Jika nilai D memberikan 0, itu berarti keragaman tak terbatas.
– Jika nilai D memberikan 1, berarti tidak ada keragaman.
Penafsiran
Indeks adalah representasi dari probabilitas bahwa dua individu, dalam wilayah yang sama dan dipilih secara acak, adalah dari spesies yang sama. Indeks Simpson berkisar dari 0 hingga 1, seperti ini:
– Semakin dekat nilai D ke 1, semakin rendah keanekaragaman habitat.
– Semakin mendekati nilai D ke 0, semakin besar keanekaragaman habitatnya.
Artinya, semakin tinggi nilai D, semakin rendah keanekaragamannya. Ini tidak mudah untuk ditafsirkan secara intuitif dan dapat menimbulkan kebingungan, itulah sebabnya konsensus dicapai untuk mengurangi nilai D dari 1, sehingga menjadi sebagai berikut: 1- D
Dalam hal ini, nilai indeks juga berkisar antara 0 hingga 1, tetapi sekarang semakin tinggi nilainya, semakin besar keragaman sampelnya.
Ini lebih masuk akal dan lebih mudah dipahami. Dalam hal ini, indeks mewakili probabilitas bahwa dua individu yang dipilih secara acak dari sampel berasal dari spesies yang berbeda.
Cara lain untuk mengatasi masalah sifat “kontra-intuitif” dari indeks Simpson adalah dengan mengambil kebalikan dari indeks; yaitu 1/D.
Indeks timbal balik Simpson (1 / D)
Nilai indeks ini dimulai dengan 1 sebagai angka serendah mungkin. Kasus ini akan mewakili komunitas yang hanya berisi satu spesies. Semakin tinggi nilainya, semakin besar keragamannya.
Nilai maksimum adalah jumlah spesies dalam sampel. Contoh: jika dalam suatu sampel terdapat lima spesies, maka nilai maksimum indeks resiprokal simpson adalah 5.
Istilah “indeks keragaman Simpson” sering digunakan secara longgar. Ini berarti bahwa tiga indeks yang dijelaskan di atas (indeks Simpson, indeks keragaman Simpson, dan indeks timbal balik Simpson), yang begitu erat hubungannya, telah dikutip dengan istilah yang sama menurut penulis yang berbeda.
Oleh karena itu, penting untuk menentukan indeks mana yang telah digunakan dalam studi tertentu jika perbandingan keanekaragaman akan dibuat.
Bagaimanapun, komunitas yang didominasi oleh satu atau dua spesies dianggap kurang beragam daripada komunitas di mana beberapa spesies berbeda memiliki kelimpahan yang sama.
Contoh perhitungan indeks keanekaragaman Simpson
Bunga-bunga liar yang ada di dua bidang yang berbeda diambil sampelnya dan diperoleh hasil sebagai berikut:
Sampel pertama lebih adil daripada yang kedua. Hal ini karena jumlah individu di lapangan cukup merata di antara ketiga spesies tersebut.
Ketika mengamati nilai-nilai dalam tabel, ketidaksetaraan dalam distribusi individu di setiap bidang dibuktikan. Namun, dari segi kekayaan, kedua bidang itu sama karena masing-masing memiliki 3 spesies; akibatnya, mereka memiliki kekayaan yang sama.
Sebaliknya, pada sampel kedua sebagian besar individu adalah kupu-kupu, spesies yang dominan. Ada beberapa bunga aster dan dandelion di bidang ini; oleh karena itu, bidang 2 dianggap kurang beragam dari bidang 1.
Di atas adalah apa yang diamati dengan mata telanjang. Kemudian dilakukan perhitungan dengan menerapkan rumus:
Kemudian:
D (bidang 1) = 334.450 / 1.000x (999)
D (bidang 1) = 334.450 / 999.000
D (bidang 1) = 0,3 -> indeks Simpson untuk bidang 1
D (bidang 2) = 868.562 / 1.000x (999)
D (bidang 2) = 868.562 / 999.000
D (bidang 2) = 0,9 -> Indeks Simpson untuk bidang 2
Nanti:
1-D (bidang 1) = 1-1,3
1-D (bidang 1) = 0,7 -> Indeks keragaman Simpson untuk bidang 1
1-D (bidang 2) = 1- 0,9
1-D (bidang 2) = 0,1 -> Simpson indeks keanekaragaman untuk bidang 2
Akhirnya:
1 / D (bidang 1) = 1 / 0,3
1 / D (bidang 1) = 3,33 -> indeks Simpson timbal balik untuk bidang 1
1 / D (bidang 2) = 1 / 0,9
1 / D (bidang 2) = 1,11 -> indeks Simpson timbal balik untuk bidang 2
3 nilai yang berbeda ini mewakili keanekaragaman hayati yang sama. Oleh karena itu, penting untuk menentukan indeks mana yang telah digunakan untuk dapat melakukan studi komparatif keanekaragaman.
Nilai indeks Simpson sebesar 0,7 tidak sama dengan nilai 0,7 untuk indeks keanekaragaman Simpson. Indeks Simpson memberikan bobot lebih pada spesies yang paling melimpah dalam sampel, dan penambahan spesies langka ke sampel hanya menyebabkan perubahan kecil pada nilai D.
Referensi
- Dia, F., & Hu, XS (2005). Parameter keanekaragaman hayati dasar Hubbell dan indeks keanekaragaman Simpson. Surat Ekologi , 8 (4), 386–390.
- Bukit, MO (1973). Keanekaragaman dan Kemerataan: Notasi Pemersatu dan Konsekuensinya. Ekologi , 54 (2), 427–432.
- Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Ekologi Statistik: A Primer dalam Metode dan Komputasi (1 st ). John Wiley & Sons.
- Magurran, A. (2013). Mengukur Keanekaragaman Hayati. John Wiley & Sons.
- Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Memilih dan menggunakan indeks keanekaragaman: Wawasan untuk aplikasi ekologis dari German Biodiversity Exploratories. Ekologi dan Evolusi , 4 (18), 3514–3524.
- Simpson, EH (1949). Pengukuran Keanekaragaman. Alam , 163 (1946), 688.
- Van Der Heijden, MGA, Klironomos, JN, Ursic, M., Moutoglis, P., Streitwolf-Engel, R., Boller, T., … Sanders, IR (1998). Keanekaragaman jamur mikoriza menentukan keanekaragaman hayati tanaman, variabilitas ekosistem dan produktivitas. Alam , 396 (6706), 69-72.
