The Indeks Shannon , juga dikenal dalam literatur sebagai Shannon-Weaver, digunakan untuk mengukur keanekaragaman hayati tertentu. Simbol H 'digunakan untuk merepresentasikannya, dan nilainya berosilasi di antara bilangan positif, umumnya antara 2, 3 dan 4. Dalam literatur, indeks ini adalah salah satu yang paling populer untuk pengukuran keanekaragaman hayati.
Indeks tersebut memperhitungkan jumlah spesies yang ada dalam sampel dan jumlah relatif individu untuk setiap spesies. Artinya, ia merenungkan kekayaan dan kelimpahan spesies.
Sumber: pixabay.com
Karena rumus yang terlibat dalam penghitungannya melibatkan logaritma, tidak ada nilai maksimum untuk indeks. Namun, nilai minimumnya adalah nol, menandakan tidak adanya keanekaragaman - kondisi yang ada dalam monokultur, misalnya, hanya terdapat satu spesies.
Nilai yang kurang dari 2 diartikan sebagai ekosistem dengan keanekaragaman spesies yang relatif rendah, sedangkan nilai yang lebih dari 3 dianggap tinggi. Daerah gurun adalah contoh ekosistem yang tidak terlalu beragam.
Hutan tropis dan terumbu karang, sebaliknya, merupakan ekosistem dengan keanekaragaman jenis yang cukup tinggi.
Perspektif sejarah
Indeks Shannon diajukan oleh Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), dengan tujuan menemukan ukuran yang dapat mengukur entropi. Peneliti ini adalah seorang matematikawan dan insinyur listrik yang berasal dari Amerika Serikat.
Ada beberapa kebingungan dengan nama indeks yang sebenarnya. 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 matematikawan Warren Weaver pada beberapa kesempatan.
Definisi
Keanekaragaman adalah 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 keanekaragaman 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 sama). Jadi, ketidakpastiannya adalah 50%, karena kedua alternatif itu sama-sama mungkin.
Identifikasi yang memberikan kepastian adalah satuan informasi yang disebut “bit”. Jika kita memiliki, misalnya, empat spesies yang sama, keanekaragamannya menjadi dua bit.
Rumus
Secara matematis, kami menghitung indeks Shannon dengan menggunakan ekspresi berikut:
Dalam ekspresi indeks, variabel pi mewakili kelimpahan proporsional spesies i, dihitung sebagai berat kering spesies, kemudian dibagi 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 terkait dengan unit pengukuran yang berbeda.
Jadi, unitnya adalah digit atau bit biner, digit desimal, dan digit natural, masing-masing untuk basis 2, 10, dan e.
Keuntungan
Indeks Shannon merupakan salah satu yang paling banyak digunakan dalam penelitian ekologi, karena penerapannya memiliki keunggulan tertentu, dibandingkan dengan indeks keanekaragaman lain yang relatif populer.
Pertama, indeks tidak dipengaruhi secara signifikan oleh ukuran sampel. Berbagai penelitian telah berupaya untuk mengetahui pengaruh ukuran sampel dan menyimpulkan bahwa, memang, ukuran sampel memiliki pengaruh yang sangat kecil terhadap 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 mengkomunikasikan sejumlah besar informasi kepada khalayak luas.
Selain itu, menempatkan indeks "dalam konteks" sangat penting untuk interpretasinya. Bagian pertama adalah mengenali nilai maksimum dan minimum yang dikembalikannya. Dalam indeks Shannon, mudah untuk melihat bahwa maksimum sesuai dengan Log S, di mana S adalah kekayaan dan minimumnya 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.
Yang ekstrim termasuk satu spesies dominan dan spesies lain yang hadir dalam jumlah yang sangat rendah (nilai keseragaman mendekati 0), untuk semua spesies yang diwakili oleh angka yang sama (nilai keseragaman mendekati 1).
Keseragaman memainkan peran mendasar dalam analisis ekologi keanekaragaman. Misalnya, dalam komunitas yang lebih seragam, indeks Shannon menjadi lebih sensitif terhadap kekayaan.
Penerapan
Indeks keanekaragaman digunakan secara luas dalam pemantauan, dari sudut pandang ekologi dan konservasi spesies yang terancam punah.
Indeks keanekaragaman spesies memiliki kekhususan dalam merangkum sejumlah besar data dan penting yang dapat digunakan untuk menyimpulkan karakteristik populasi.
Indeks ini telah digunakan untuk mempelajari berbagai pengaruh gangguan dan stres pada keanekaragaman komunitas, baik hewan maupun tumbuhan, karena memberikan informasi yang kompleks berdasarkan jumlah spesies dan keseragaman.
Akhirnya, hubungan antara keanekaragaman ekosistem dan ketahanannya telah menjadi bahan perdebatan yang luas. Beberapa penelitian telah dapat menguatkan pendekatan ini.
Referensi
- Gliessman, SR (2002). Agroekologi: proses ekologi dalam pertanian berkelanjutan. CATIE.
- Núñez, EF (2008). Sistem silvopastoral dibangun dengan Pinus radiata D. Don dan Betula alba L. di Galicia. Universitas Santiago de Compostela.
- Jorgensen, SE (2008). Ensiklopedia ekologi, diedit oleh Sven Erik Jorgensen, Brian D. Fath.
- Kelly, A. (2016). Mengembangkan Metrik untuk Kesetaraan, Keragaman, dan Persaingan: Tindakan baru untuk sekolah dan universitas. Routledge.
- Pal, R., & Choudhury, AK (2014). Pengantar fitoplankton: keanekaragaman dan ekologi. Peloncat.
- Pla, L. (2006). Keanekaragaman Hayati: Inferensi berdasarkan indeks Shannon dan kekayaan. Interciencia, 31 (8), 583-590.
- Pyron, M. (2010) Karakterisasi Komunitas. Pengetahuan Pendidikan Alam 3 (10): 39