Richesse spécifique et indices de diversité

Les métriques utilisées pour dénombrer les espèces et pour synthétiser la manière dont la diversité combine la richesse avec l'abondance relative des espèces.

Definition

La richesse spécifique est le nombre d'espèces au sein d'un assemblage défini ; les indices de diversité sont des statistiques récapitulatives qui combinent la richesse avec l'équitabilité — la répartition équitable des abondances d'espèces — pour exprimer la diversité d'une communauté en une seule valeur.

Scope

Couvre la quantification de la diversité au niveau des espèces : les dénombrements bruts de richesse, le problème de l'échantillonnage incomplet et les estimateurs de richesse, la raréfaction, et la famille des indices de diversité qui intègrent la richesse et l'équitabilité. Inclut l'interprétation et les limites des indices courants ainsi que le concept des nombres de Hill comme cadre unifié. Exclut les gradients de diversité spatiale et l'analyse des points chauds (hotspots), traités dans des sujets connexes.

Core questions

• Comment la richesse spécifique est-elle estimée lorsque l'échantillonnage est incomplet ?
• Qu'est-ce que les indices de Shannon et de Simpson mettent en évidence chacun ?
• Comment l'équitabilité modifie-t-elle l'interprétation de la diversité ?
• Comment la diversité peut-elle être comparée équitablement entre des échantillons de tailles différentes ?

Key concepts

• Richesse spécifique
• Équitabilité des espèces
• Indice de diversité de Shannon
• Indice de diversité de Simpson
• Raréfaction et estimateurs de richesse
• Nombres de Hill

Key theories

Décomposition richesse-équitabilité

La diversité reflète à la fois le nombre d'espèces présentes et la manière dont les individus sont répartis équitablement entre elles ; les indices pondèrent ces composantes différemment, de sorte qu'aucun indice unique ne capture tous les aspects de la diversité.

Nombres de Hill (nombre effectif d'espèces)

Les indices de diversité peuvent être unifiés en une famille paramétrée par la sensibilité aux espèces rares, exprimée comme le nombre équivalent d'espèces également abondantes, permettant une comparaison cohérente entre les indices.

Clinical relevance

Les indices de diversité constituent la référence standard pour comparer des sites avant et après une perturbation, classer des zones à protéger et détecter le déclin de la biodiversité. Étant donné que le choix de l'indice et l'effort d'échantillonnage influencent fortement les résultats, la compréhension de leurs propriétés est essentielle pour une inférence et un suivi de conservation rigoureux.

History

L'indice de Shannon a été adapté de la théorie de l'information dans les années 1940-1950, et Simpson a proposé sa mesure basée sur la dominance en 1949. Les préoccupations concernant le biais d'échantillonnage ont conduit au développement de la raréfaction dans les années 1960-1970 et, plus récemment, à l'unification des indices sous le cadre des nombres de Hill.

Debates

Quel indice de diversité devrait être rapporté ?

L'indice de Shannon pondère plus fortement les espèces rares tandis que celui de Simpson met l'accent sur les espèces dominantes ; comme ils peuvent classer les communautés différemment, il existe un débat continu sur la standardisation et les avantages de rapporter plutôt les nombres effectifs d'espèces.

Key figures

• Robert H. Whittaker
• Edward H. Simpson

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

Pourquoi ne pas simplement compter les espèces ?

Les dénombrements bruts ignorent l'abondance. Deux forêts, chacune avec dix espèces d'arbres, peuvent différer grandement si l'une est dominée par une seule espèce tandis que l'autre les présente en nombres égaux. Les indices de diversité saisissent cette différence ; les dénombrements seuls ne le font pas.

Pourquoi la raréfaction est-elle utilisée ?

Les échantillons plus grands contiennent presque toujours plus d'espèces, de sorte que la comparaison des dénombrements bruts d'échantillons de tailles différentes est trompeuse. La raréfaction standardise les comparaisons à un effort d'échantillonnage commun.