INDEKS SIMPSON: RUMUS, INTERPRETASI DAN CONTOH - BIOLOGI - 2025

The Indeks Simpson adalah formula yang digunakan untuk mengukur keragaman komunitas. Ini umumnya digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati, yaitu keanekaragaman makhluk hidup di suatu tempat. Namun, indeks ini juga berguna untuk mengukur keragaman elemen 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 setiap spesies.

Konsep terkait

Sebelum membahas Indeks Keragaman Simpson secara lebih rinci, penting untuk memahami beberapa konsep dasar yang tercantum di bawah ini:

Keanekaragaman Hayati

Keanekaragaman hayati adalah keragaman besar makhluk hidup yang ada di suatu daerah tertentu, itu adalah sifat yang dapat diukur dengan berbagai cara. Ada dua faktor utama yang dipertimbangkan 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 bergantung pada kekayaan spesies, tetapi juga pada kelimpahan masing-masing spesies. Keadilan membandingkan kesamaan antara ukuran populasi dari masing-masing spesies yang ada.

Kekayaan

Jumlah spesies yang diambil dalam sampel habitat merupakan ukuran kekayaan. Semakin banyak spesies yang ada dalam sampel, semakin kaya sampel tersebut.

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 besar pada kekayaan habitat seperti 1000 buttercup yang tinggal di tempat yang sama.

Keadilan

Kesetaraan adalah ukuran kelimpahan relatif berbagai spesies yang membentuk kekayaan suatu daerah; Dengan kata lain, dalam suatu habitat, jumlah individu dari setiap spesies juga akan berpengaruh pada keanekaragaman hayati tempat tersebut.

Komunitas yang didominasi oleh satu atau dua spesies dianggap kurang beragam dibandingkan komunitas di mana spesies yang ada memiliki kelimpahan yang sama.

Definisi

Ketika kekayaan dan keadilan spesies meningkat, keanekaragaman meningkat. Indeks Keragaman Simpson adalah ukuran keragaman yang memperhitungkan kekayaan dan keadilan.

Ahli ekologi, ahli biologi yang mempelajari spesies di lingkungan mereka, tertarik pada keanekaragaman spesies di habitat yang mereka pelajari. Hal ini karena keanekaragaman biasanya sebanding dengan stabilitas ekosistem: semakin besar keanekaragaman, semakin besar stabilitas.

Komunitas paling stabil memiliki sejumlah besar spesies yang tersebar cukup merata dalam populasi besar. Polusi seringkali mengurangi keanekaragaman dengan memilih beberapa spesies dominan. Oleh karena itu, keanekaragaman merupakan faktor penting dalam pengelolaan konservasi spesies yang berhasil.

Rumus

Yang penting, istilah "indeks keanekaragaman 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 suatu sampel termasuk dalam spesies yang sama (atau kategori yang sama).

Ada dua versi rumus untuk menghitung D. Keduanya valid, tetapi Anda harus konsisten.

Dimana:

- n = jumlah total organisme dari spesies tertentu.

- N = jumlah total organisme dari semua spesies.

Nilai D berkisar dari 0 hingga 1:

- Jika nilai D memberi 0, itu berarti keragaman tak terbatas.

- Jika nilai D memberikan 1 berarti tidak ada keragaman.

Penafsiran

Indeks adalah representasi probabilitas bahwa dua individu, dalam kawasan yang sama dan dipilih secara acak, berasal dari spesies yang sama. Indeks Simpson berkisar dari 0 hingga 1, seperti ini:

- Semakin dekat nilai D dengan 1, keanekaragaman habitatnya semakin rendah.

- Semakin dekat 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 menyebabkan kebingungan, itulah sebabnya konsensus dicapai untuk mengurangi nilai D dari 1, membiarkannya sebagai berikut: 1- D

Dalam hal ini, nilai indeks juga berkisar dari 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 suatu sampel merupakan 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 satu sampel terdapat lima spesies, maka nilai maksimum indeks Simpson timbal balik adalah 5.

Istilah "indeks keanekaragaman Simpson" sering diterapkan secara longgar. Ini berarti bahwa tiga indeks yang dijelaskan di atas (indeks Simpson, indeks keanekaragaman Simpson, dan indeks timbal balik Simpson), yang sangat terkait, 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 keragaman 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 penghitungan indeks keanekaragaman Simpson

Bunga liar yang ada di dua bidang berbeda diambil sampelnya dan diperoleh hasil sebagai berikut:

Sampel pertama lebih adil daripada sampel kedua. Pasalnya, jumlah individu di lapangan tersebar cukup merata di antara ketiga spesies tersebut.

Saat mengamati nilai-nilai dalam tabel, ketimpangan dalam distribusi individu di setiap bidang terbukti. Akan tetapi, dari segi kekayaan, kedua ladang itu sama karena masing-masing memiliki 3 spesies; akibatnya, mereka memiliki kekayaan yang sama.

Sebaliknya, pada sampel kedua, sebagian besar individu adalah buttercup, spesies dominan. Di bidang ini hanya ada sedikit aster dan dandelion; oleh karena itu, bidang 2 dianggap kurang beragam dibandingkan dengan bidang 1.

Di atas adalah apa yang diamati dengan mata telanjang. Kemudian perhitungan dilakukan dengan menggunakan rumus:

Begitu:

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

Kemudian:

1-D (bidang 1) = 1- 0,3

1-D (bidang 1) = 0,7 -> Indeks keanekaragaman Simpson untuk bidang 1

1-D (bidang 2) = 1- 0,9

1-D (bidang 2) = 0,1 -> Indeks keanekaragaman Simpson 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

Ketiga nilai yang berbeda ini mewakili keanekaragaman hayati yang sama. Oleh karena itu, penting untuk menentukan indeks mana yang telah digunakan untuk melakukan studi komparatif tentang keanekaragaman.

Nilai untuk indeks Simpson 0,7 tidak sama dengan nilai 0,7 untuk indeks keanekaragaman Simpson. Indeks Simpson memberi bobot lebih pada spesies yang paling melimpah dalam sampel, dan penambahan spesies langka ke sampel hanya menyebabkan perubahan kecil pada nilai D.

Referensi

1. He, F., & Hu, XS (2005). Parameter keanekaragaman hayati dasar Hubbell dan indeks keanekaragaman Simpson. Ecology Letters, 8 (4), 386–390.
2. Hill, MO (1973). Keragaman dan Kemerataan: Notasi Pemersatu dan Konsekuensinya. Ecology, 54 (2), 427–432.
3. Ludwig, J. & Reynolds, J. (1988). Ekologi Statistik: Primer dalam Metode dan Komputasi (1 ^st ). John Wiley & Sons.
4. Magurran, A. (2013). Mengukur Keanekaragaman Hayati. John Wiley & Sons.
5. Morris, EK, Caruso, T., Buscot, F., Fischer, M., Hancock, C., Maier, TS,… Rillig, MC (2014). Memilih dan menggunakan indeks keanekaragaman: Wawasan untuk aplikasi ekologi dari German Biodiversity Exploratories. Ekologi dan Evolusi, 4 (18), 3514-3524.
6. Simpson, EH (1949). Pengukuran Keanekaragaman. Nature, 163 (1946), 688.
7. 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.