INDICE SIMPSON: FORMULE, INTERPRÉTATION ET EXEMPLE - LA BIOLOGIE - 2024

L' indice Simpson est une formule utilisée pour mesurer la diversité d'une communauté. Il est couramment utilisé pour mesurer la biodiversité, c'est-à-dire la diversité des êtres vivants dans un lieu donné. Cependant, cet indice est également utile pour mesurer la diversité d'éléments tels que les écoles, les lieux, entre autres.

En écologie, l'indice de Simpson (entre autres indices) est souvent utilisé pour quantifier la biodiversité d'un habitat. Cela prend en compte le nombre d'espèces présentes dans l'habitat, ainsi que l'abondance de chaque espèce.

Concepts associés

Avant de discuter plus en détail de l'indice de diversité Simpson, il est important de comprendre quelques concepts de base détaillés ci-dessous:

Biodiversité

La diversité biologique est la grande variété d'êtres vivants qui existent dans une zone particulière, c'est une propriété qui peut être quantifiée de différentes manières. Deux facteurs principaux sont pris en compte lors de la mesure de la diversité: la richesse et l'équité.

La richesse est une mesure du nombre d'organismes différents présents dans une zone particulière; c'est-à-dire le nombre d'espèces présentes dans un habitat.

Cependant, la diversité dépend non seulement de la richesse spécifique, mais aussi de l'abondance de chaque espèce. L'équité compare la similitude entre les tailles de population de chacune des espèces présentes.

Richesse

Le nombre d'espèces prélevées dans un échantillon d'habitat est une mesure de la richesse. Plus il y a d'espèces présentes dans un échantillon, plus l'échantillon sera riche.

La richesse spécifique en tant que mesure en elle-même ne prend pas en compte le nombre d'individus dans chaque espèce.

Cela signifie que les espèces avec peu d'individus ont le même poids que celles avec de nombreux individus. Ainsi, une marguerite a autant d'influence sur la richesse d'un habitat que 1000 renoncules vivant au même endroit.

Justice

L'équitabilité est une mesure de l'abondance relative des différentes espèces qui composent la richesse d'une région; En d'autres termes, dans un habitat donné, le nombre d'individus de chaque espèce aura également un effet sur la biodiversité du lieu.

Une communauté dominée par une ou deux espèces est considérée comme moins diversifiée qu'une communauté dans laquelle les espèces présentes ont une abondance similaire.

Définition

À mesure que la richesse et l'équité des espèces augmentent, la diversité augmente. L'indice de diversité Simpson est une mesure de la diversité qui tient compte à la fois de la richesse et de l'équité.

Les écologistes, biologistes qui étudient les espèces dans leur environnement, s'intéressent à la diversité des espèces des habitats qu'ils étudient. En effet, la diversité est généralement proportionnelle à la stabilité de l'écosystème: plus la diversité est grande, plus la stabilité est grande.

Les communautés les plus stables ont un grand nombre d'espèces qui sont réparties assez uniformément en grandes populations. La pollution réduit souvent la diversité en favorisant quelques espèces dominantes. La diversité est donc un facteur important dans la gestion réussie de la conservation des espèces.

Formule

Surtout, le terme «indice de diversité Simpson» est en fait utilisé pour désigner l'un des trois indices étroitement liés.

L'indice de Simpson (D) mesure la probabilité que deux individus sélectionnés au hasard dans un échantillon appartiennent à la même espèce (ou à la même catégorie).

Il existe deux versions de la formule pour calculer D. L'une ou l'autre est valide, mais vous devez être cohérent.

Où:

- n = le nombre total d'organismes d'une espèce particulière.

- N = le nombre total d'organismes de toutes les espèces.

La valeur de D varie de 0 à 1:

- Si la valeur de D donne 0, cela signifie une diversité infinie.

- Si la valeur de D donne 1, cela signifie qu'il n'y a pas de diversité.

Interprétation

L'indice est une représentation de la probabilité que deux individus, dans la même région et sélectionnés au hasard, soient de la même espèce. L'indice Simpson va de 0 à 1, comme ceci:

- Plus la valeur D est proche de 1, plus la diversité de l'habitat est faible.

- Plus la valeur D est proche de 0, plus la diversité de l'habitat est grande.

Autrement dit, plus la valeur de D est élevée, plus la diversité est faible. Ce n'est pas facile à interpréter intuitivement et pourrait prêter à confusion, c'est pourquoi le consensus a été atteint pour soustraire la valeur de D de 1, en la laissant comme suit: 1- D

Dans ce cas, la valeur de l'indice va également de 0 à 1, mais maintenant, plus la valeur est élevée, plus la diversité de l'échantillon est grande.

Cela a plus de sens et est plus facile à comprendre. Dans ce cas, l'indice représente la probabilité que deux individus sélectionnés au hasard dans un échantillon appartiennent à des espèces différentes.

Une autre façon de surmonter le problème de la nature «contre-intuitive» de l'indice de Simpson est de prendre l'inverse de l'indice; c'est-à-dire 1 / D.

Indice réciproque de Simpson (1 / D)

La valeur de cet indice commence par 1 comme chiffre le plus bas possible. Ce cas représenterait une communauté ne contenant qu'une seule espèce. Plus la valeur est élevée, plus la diversité est grande.

La valeur maximale est le nombre d'espèces dans l'échantillon. Par exemple: s'il y a cinq espèces dans un échantillon, alors la valeur maximale de l'indice de Simpson réciproque est 5.

Le terme «indice de diversité Simpson» est souvent appliqué de manière vague. Cela signifie que les trois indices décrits ci-dessus (l'indice de Simpson, l'indice de diversité de Simpson et l'indice réciproque de Simpson), étant si étroitement liés, ont été cités sous le même terme selon différents auteurs.

Par conséquent, il est important de déterminer quel indice a été utilisé dans une étude particulière si des comparaisons de diversité doivent être faites.

Dans tous les cas, une communauté dominée par une ou deux espèces est considérée comme moins diversifiée qu'une communauté dans laquelle plusieurs espèces différentes ont des abondances similaires.

Exemple de calcul de l'indice de diversité Simpson

Les fleurs sauvages présentes dans deux champs différents sont échantillonnées et les résultats suivants sont obtenus:

Le premier échantillon est plus équitable que le second. En effet, le nombre total d'individus sur le terrain est réparti assez uniformément entre les trois espèces.

En observant les valeurs du tableau, l'inégalité dans la distribution des individus dans chaque champ est mise en évidence. Cependant, du point de vue de la richesse, les deux domaines sont égaux car ils ont 3 espèces chacun; par conséquent, ils ont la même richesse.

En revanche, dans le deuxième échantillon, la plupart des individus sont des renoncules, l'espèce dominante. Dans ce domaine, il y a peu de marguerites et de pissenlits; par conséquent, le champ 2 est considéré comme moins diversifié que le champ 1.

Ce qui précède est ce qui est observé à l'œil nu. Ensuite, le calcul est effectué en appliquant la formule:

Ensuite:

D (champ 1) = 334,450 / 1 000x (999)

D (champ 1) = 334 450/999 000

D (champ 1) = 0,3 -> indice Simpson pour le champ 1

D (champ 2) = 868,562 / 1 000x (999)

D (champ 2) = 868,562 / 999,000

D (champ 2) = 0,9 -> indice de Simpson pour le champ 2

Alors:

1-D (champ 1) = 1 à 0,3

1-D (champ 1) = 0,7 -> indice de diversité Simpson pour le champ 1

1-D (champ 2) = 1 à 0,9

1-D (champ 2) = 0,1 -> Indice de diversité Simpson pour le champ 2

Finalement:

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

1 / D (champ 1) = 3,33 -> indice de Simpson réciproque pour le champ 1

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

1 / D (champ 2) = 1,11 -> indice de Simpson réciproque pour le champ 2

Ces 3 valeurs différentes représentent la même biodiversité. Par conséquent, il est important de déterminer lequel des indices a été utilisé pour effectuer une étude comparative de la diversité.

Une valeur de l'indice Simpson de 0,7 n'est pas la même chose qu'une valeur de 0,7 pour l'indice de diversité Simpson. L'indice Simpson donne plus de poids aux espèces les plus abondantes dans un échantillon, et l'ajout d'espèces rares à un échantillon ne provoque que de petits changements dans la valeur de D.

Références

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