Índice de Simpson: Fórmula, Interpretación y Ejemplo
El índice de Simpson es una fórmula que se utiliza para medir la diversidad de una comunidad. Comúnmente se usa para medir la biodiversidad, es decir, la diversidad de seres vivos en un lugar determinado. Sin embargo, este índice también es útil para medir la diversidad de elementos como escuelas, lugares, entre otros.
En ecología, a menudo se utiliza el índice de Simpson (entre otros índices) para cuantificar la biodiversidad de un hábitat. Este toma en cuenta la cantidad de especies presentes en el hábitat, así como la abundancia de cada especie.
Índice del artículo
- 1 Conceptos asociados
- 2 Definición
- 3 Fórmula
- 4 Interpretación
- 5 Ejemplo del cálculo del índice de diversidad de Simpson
- 6 Referencias
Antes de analizar el índice de diversidad de Simpson con más detalle, es importante comprender algunos conceptos básicos que se detallan a continuación:
La diversidad biológica es la gran variedad de seres vivos que hay en un área particular, es una propiedad que se puede cuantificar de muchas maneras diferentes. Hay dos factores principales que se tienen en cuenta al medir la diversidad: la riqueza y la equitatividad.
La riqueza es una medida de la cantidad de organismos diferentes presentes en un área particular; es decir, la cantidad de especies presentes en un hábitat.
Sin embargo, la diversidad no solo depende de la riqueza de especies, sino también de la abundancia de cada especie. La equitatividad compara la similitud entre los tamaños poblacionales de cada una de las especies presentes.
El número de especies tomadas en una muestra de hábitat es una medida de la riqueza. Cuantas más especies estén presentes en una muestra, mayor riqueza tendrá la muestra.
La riqueza de especies como medida en sí misma no tiene en cuenta el número de individuos que hay en cada especie.
Lo anterior quiere decir que se le otorga el mismo peso a las especies que tienen pocos individuos como a las que tienen muchos individuos. Por lo tanto, una margarita tiene tanta influencia en la riqueza de un hábitat como la tendrían 1000 ranúnculos que vivan en al mismo lugar.
La equitatividad es una medida de la abundancia relativa de las diferentes especies que componen la riqueza de un área; es decir, que en un hábitat determinado la cantidad de individuos de cada especie también tendrá un efecto sobre la biodiversidad del lugar.
Una comunidad dominada por una o dos especies se considera menos diversa que una comunidad en la que las especies presentes tienen una abundancia similar.
A medida que la riqueza y la equitatividad de las especies aumentan, la diversidad aumenta. El índice de diversidad de Simpson es una medida de la diversidad que tiene en cuenta tanto la riqueza como la equitatividad.
Los ecólogos, biólogos que estudian las especies en su ambiente, están interesados en la diversidad de especies de los hábitats que estudian. Esto se debe a que la diversidad suele ser proporcional a la estabilidad del ecosistema: cuanto mayor es la diversidad, mayor es la estabilidad.
Las comunidades más estables tienen un gran número de especies que se distribuyen de manera bastante uniforme en poblaciones de buen tamaño. La contaminación a menudo reduce la diversidad al favorecer a unas pocas especies dominantes. La diversidad es, por lo tanto, un factor importante en la gestión exitosa de la conservación de especies.
Es importante destacar que el término “índice de diversidad de Simpson” en realidad se emplea para referirse a cualquiera de los tres índices estrechamente relacionados.
El índice de Simpson (D) mide la probabilidad de que dos individuos seleccionados aleatoriamente de una muestra pertenezcan a la misma especie (o a la misma categoría).
Hay dos versiones de la fórmula para calcular D. Cualquiera de las dos es válida, pero hay que ser consistente.
Donde:
– n = el número total de organismos de una especie en particular.
– N = el número total de organismos de todas las especies.
El valor de D oscila entre 0 y 1:
– Si el valor de D da 0, significa diversidad infinita.
– Si el valor de D da 1, significa que no hay diversidad.
El índice es una representación de la probabilidad de que dos individuos, dentro de una misma región y seleccionados al azar, sean de la misma especie. El rango del índice de Simpson va de 0 a 1, así:
– Cuanto más se acerca el valor de D a 1, menor es la diversidad del hábitat.
– Cuanto más se acerca el valor de D a 0, mayor es la diversidad del hábitat.
Es decir, cuanto mayor es el valor de D, menor es la diversidad. Esto no es fácil de interpretar de manera intuitiva y podría generar confusión, razón por la cual se llegó al consenso de restar el valor de D a 1, quedando de la siguiente manera: 1- D
En este caso, el valor del índice también oscila entre 0 y 1, pero ahora, cuanto mayor es el valor, mayor es la diversidad de la muestra.
Esto tiene más sentido y es más sencillo de entender. En este caso, el índice representa la probabilidad de que dos individuos seleccionados aleatoriamente de una muestra pertenezcan a diferentes especies.
Otra forma de superar el problema de la naturaleza “contra-intuitiva” del índice de Simpson es tomar el recíproco del índice; es decir, 1/D.
El valor de este índice comienza con 1 como la cifra más baja posible. Este caso representaría una comunidad que contiene solo una especie. Cuanto mayor sea el valor, mayor será la diversidad.
El valor máximo es el número de especies en la muestra. Por ejemplo: si hay cinco especies en una muestra, entonces el valor máximo del índice recíproco de Simpson es 5.
El término “índice de diversidad de Simpson” a menudo se aplica de manera poco precisa. Esto significa que los tres índices descritos anteriormente (índice de Simpson, índice de diversidad de Simpson e índice recíproco de Simpson), al estar tan estrechamente relacionados, se han citado bajo el mismo término según distintos autores.
Por lo tanto, es importante determinar cuál índice se ha utilizado en un estudio en particular si se desean hacer comparaciones de la diversidad.
En cualquier caso, una comunidad dominada por una o dos especies se considera menos diversa que una en la que varias especies diferentes tienen una abundancia similar.
Se realiza un muestreo de las flores silvestres presentes en dos campos diferentes y se obtienen los siguientes resultados:
La primera muestra tiene más equitatividad que la segunda. Esto se debe a que el número total de individuos en el campo se distribuye de manera bastante uniforme entre las tres especies.
Al observar los valores en la tabla se evidencia la desigualdad en la distribución de los individuos en cada campo. Sin embargo, desde el punto de vista de la riqueza ambos campos son iguales porque tienen 3 especies cada uno; en consecuencia, tienen la misma riqueza.
En contraste, en la segunda muestra la mayoría de los individuos son ranúnculos, la especie dominante. En este campo hay pocas margaritas y dientes de león; por lo tanto, se considera que el campo 2 es menos diverso que el 1.
Lo anterior es lo observado a simple vista. Luego se realiza el cálculo aplicando la fórmula:
Entonces:
D (campo 1) = 334.450 / 1.000x(999)
D (campo 1) = 334.450 / 999.000
D (campo 1) = 0,3 -> índice de Simpson para el campo 1
D (campo 2) = 868.562 / 1.000x(999)
D (campo 2) = 868.562 / 999.000
D (campo 2) = 0,9 -> índice de Simpson para el campo 2
Luego:
1-D (campo 1) = 1- 0,3
1-D (campo 1) = 0,7 -> índice de diversidad de Simpson para el campo 1
1-D (campo 2) = 1- 0,9
1-D (campo 2) = 0,1 -> índice de diversidad de Simpson para el campo 2
Finalmente:
1/D (campo 1) = 1 / 0,3
1/D (campo 1) = 3,33 -> índice recíproco de Simpson para el campo 1
1/D (campo 2) = 1 / 0,9
1/D (campo 2) = 1,11 -> índice recíproco de Simpson para el campo 2
Estos 3 valores diferentes representan la misma biodiversidad. Por lo tanto, es importante determinar cuál de los índices se ha utilizado para poder hacer cualquier estudio comparativo de la diversidad.
Un valor del índice de Simpson de 0,7 no es lo mismo que un valor de 0,7 para el índice de diversidad de Simpson. El índice de Simpson da más peso a las especies más abundantes en una muestra, y la adición de especies raras a una muestra solo causa pequeños cambios en el valor de D.
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