Diversidad de especies - Species diversity

La diversidad de especies es el número de especies diferentes que están representadas en una comunidad determinada (un conjunto de datos). El número efectivo de especies se refiere al número de especies igualmente abundantes necesarias para obtener la misma abundancia proporcional media de especies que la observada en el conjunto de datos de interés (donde es posible que no todas las especies sean igualmente abundantes). Los significados de diversidad de especies pueden incluir riqueza de especies , diversidad taxonómica o filogenética y / o uniformidad de especies . La riqueza de especies es un simple recuento de especies. La diversidad taxonómica o filogenética es la relación genética entre diferentes grupos de especies. La uniformidad de las especies cuantifica cuán iguales son las abundancias de las especies.

Cálculo de diversidad

La diversidad de especies en un conjunto de datos se puede calcular tomando primero el promedio ponderado de abundancias proporcionales de especies en el conjunto de datos y luego tomando la inversa de esto. La ecuación es:

El denominador es igual a la abundancia proporcional media de especies en el conjunto de datos calculado con la media generalizada ponderada con exponente q - 1. En la ecuación, S es el número total de especies (riqueza de especies) en el conjunto de datos y la abundancia proporcional de la i- ésima especie es . Las abundancias proporcionales en sí mismas se utilizan como pesos. La ecuación a menudo se escribe en forma equivalente:

El valor de q determina qué media se utiliza. q = 0 corresponde a la ponderada media armónica , que es 1 / S debido a que los valores se anulan, con el resultado de que 0 D es igual al número de especies o riqueza de especies, S . q = 1 no está definido, excepto que el límite cuando q se acerca a 1 está bien definido:

que es el exponencial de la entropía de Shannon .

q = 2 corresponde a la media aritmética . Cuando q se acerca al infinito , la media generalizada se acerca al valor máximo . En la práctica, q modifica la ponderación de las especies, de modo que aumentar q aumenta el peso asignado a las especies más abundantes y, por tanto, se necesitan menos especies igualmente abundantes para alcanzar la abundancia proporcional media. En consecuencia, los valores grandes de q conducen a una diversidad de especies más pequeña que los valores pequeños de q para el mismo conjunto de datos. Si todas las especies son igualmente abundantes en el conjunto de datos, cambiar el valor de q no tiene ningún efecto, pero la diversidad de especies en cualquier valor de q es igual a la riqueza de especies.

No se utilizan valores negativos de q , porque entonces el número efectivo de especies (diversidad) excedería el número real de especies (riqueza). A medida que q se acerca al infinito negativo, la media generalizada se acerca al valor mínimo . En muchos conjuntos de datos reales, la especie menos abundante está representada por un solo individuo, y luego el número efectivo de especies sería igual al número de individuos en el conjunto de datos.

La misma ecuación se puede utilizar para calcular la diversidad en relación con cualquier clasificación, no solo con las especies. Si los individuos se clasifican en géneros o tipos funcionales, representa la abundancia proporcional del i- ésimo género o tipo funcional, y q D es igual a diversidad de género o diversidad de tipo funcional, respectivamente.

Índices de diversidad

A menudo, los investigadores han utilizado los valores dados por uno o más índices de diversidad para cuantificar la diversidad de especies. Dichos índices incluyen la riqueza de especies , el índice de Shannon , el índice de Simpson y el complemento del índice de Simpson (también conocido como índice de Gini-Simpson).

Cuando se interpretan en términos ecológicos, cada uno de estos índices corresponde a algo diferente y, por tanto, sus valores no son directamente comparables. La riqueza de especies cuantifica el número real más que efectivo de especies. El índice de Shannon es igual a log ( 1 D ), es decir, q se acerca a 1, y en la práctica cuantifica la incertidumbre en la identidad de especie de un individuo que se toma al azar del conjunto de datos. El índice de Simpson es igual a 1/ 2 D , q = 2, y cuantifica la probabilidad de que dos individuos tomados al azar del conjunto de datos (con la sustitución de la primera persona antes de tomar la segunda) representan la misma especie. El índice de Gini-Simpson es igual a 1 - 1/2 D y cuantifica la probabilidad de que los dos individuos tomados al azar representen especies diferentes.

Consideraciones de muestreo

Dependiendo de los propósitos de cuantificar la diversidad de especies, el conjunto de datos utilizado para los cálculos se puede obtener de diferentes formas. Aunque la diversidad de especies se puede calcular para cualquier conjunto de datos en el que se hayan identificado individuos como especie, las interpretaciones ecológicas significativas requieren que el conjunto de datos sea apropiado para las preguntas en cuestión. En la práctica, el interés suele estar en la diversidad de especies de áreas tan grandes que no todos los individuos en ellas pueden ser observados e identificados por especies, pero debe obtenerse una muestra de los individuos relevantes. La extrapolación de la muestra a la población subyacente de interés no es sencilla, porque la diversidad de especies de la muestra disponible generalmente da una subestimación de la diversidad de especies en toda la población. La aplicación de diferentes métodos de muestreo conducirá a que se observen diferentes conjuntos de individuos para la misma área de interés, y la diversidad de especies de cada conjunto puede ser diferente. Cuando se agrega un nuevo individuo a un conjunto de datos, puede introducir una especie que aún no estaba representada. Cuánto aumenta esto la diversidad de especies depende del valor de q : cuando q = 0, cada nueva especie real hace que la diversidad de especies aumente en una especie efectiva, pero cuando q es grande, agregar una especie rara a un conjunto de datos tiene poco efecto en su diversidad de especies.

En general, se puede esperar que los lances con muchos individuos tengan una mayor diversidad de especies que los lances con menos individuos. Cuando se comparan los valores de diversidad de especies entre conjuntos, los esfuerzos de muestreo deben estandarizarse de una manera adecuada para que las comparaciones produzcan resultados ecológicamente significativos. Los métodos de remuestreo se pueden utilizar para llevar muestras de diferentes tamaños a una base común. Las curvas de descubrimiento de especies y el número de especies representadas solo por uno o unos pocos individuos pueden utilizarse para ayudar a estimar qué tan representativa es la muestra disponible de la población de la que se extrajo.

Tendencias

La diversidad de especies observada se ve afectada no solo por el número de individuos sino también por la heterogeneidad de la muestra. Si los individuos provienen de diferentes condiciones ambientales (o hábitats diferentes ), se puede esperar que la diversidad de especies del conjunto resultante sea mayor que si todos los individuos provienen de un ambiente similar. El aumento del área muestreada aumenta la diversidad de especies observada, tanto porque se incluyen más individuos en la muestra como porque las áreas grandes son ambientalmente más heterogéneas que las áreas pequeñas.

Ver también

Notas

enlaces externos

  • Harrison, Ian; Laverty, Melina; Sterling, Eleanor. "Diversidad de especies" . Conexiones (cnx.org) . William and Flora Hewlett Foundation, Maxfield Foundation y Connexions Consortium . Consultado el 1 de febrero de 2011 .(Licencia bajo Creative Commons 1.0 Attribution Generic ).