Riqueza de Espécies e Índices de Diversidade

As métricas usadas para contar espécies e para resumir como a diversidade combina riqueza com a abundância relativa de espécies.

Definition

Riqueza de espécies é o número de espécies em um conjunto definido; índices de diversidade são estatísticas de resumo que combinam riqueza com equitabilidade — a equidade das abundâncias de espécies — para expressar quão diversa é uma comunidade em um único valor.

Scope

Abrange a quantificação da diversidade ao nível das espécies: contagens de riqueza bruta, o problema da amostragem incompleta e estimadores de riqueza, rarefação e a família de índices de diversidade que integram riqueza e equitabilidade. Inclui a interpretação e as limitações dos índices comuns e a ideia dos números de Hill como um arcabouço unificado. Exclui gradientes de diversidade espacial e análise de hotspots, tratados em tópicos relacionados.

Core questions

• Como a riqueza de espécies é estimada quando a amostragem é incompleta?
• O que os índices de Shannon e Simpson enfatizam, respectivamente?
• Como a equitabilidade altera a interpretação da diversidade?
• Como a diversidade pode ser comparada de forma justa entre amostras de tamanhos diferentes?

Key concepts

• Riqueza de espécies
• Equitabilidade de espécies
• Índice de diversidade de Shannon
• Índice de diversidade de Simpson
• Rarefação e estimadores de riqueza
• Números de Hill

Key theories

Decomposição riqueza-equitabilidade

A diversidade reflete tanto quantas espécies estão presentes quanto quão uniformemente os indivíduos estão distribuídos entre elas; os índices ponderam esses componentes de forma diferente, de modo que nenhum índice único captura todos os aspectos da diversidade.

Números de Hill (número efetivo de espécies)

Os índices de diversidade podem ser unificados como uma família parametrizada pela sensibilidade a espécies raras, expressa como o número equivalente de espécies igualmente abundantes, permitindo uma comparação consistente entre os índices.

Clinical relevance

Os índices de diversidade são a moeda padrão para comparar locais antes e depois de distúrbios, classificar áreas para proteção e detectar o declínio da biodiversidade. Como a escolha do índice e o esforço de amostragem afetam fortemente os resultados, compreender suas propriedades é essencial para uma inferência e monitoramento de conservação sólidos.

History

O índice de Shannon foi adaptado da teoria da informação nas décadas de 1940-1950, e Simpson propôs sua medida baseada em dominância em 1949. Preocupações com o viés de amostragem impulsionaram o desenvolvimento da rarefação nas décadas de 1960-1970 e, mais recentemente, a unificação de índices sob o arcabouço dos números de Hill.

Debates

Qual índice de diversidade deve ser relatado?

Shannon pondera espécies raras mais fortemente, enquanto Simpson enfatiza as dominantes; como eles podem classificar comunidades de forma diferente, há um debate contínuo sobre a padronização e os méritos de relatar números efetivos de espécies em vez disso.

Key figures

• Robert H. Whittaker
• Edward H. Simpson

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

Por que não apenas contar as espécies?

As contagens brutas ignoram a abundância. Duas florestas com dez espécies de árvores cada podem diferir muito se uma for dominada por uma única espécie enquanto a outra as tiver em números iguais. Os índices de diversidade capturam essa diferença; as contagens sozinhas não.

Por que a rarefação é usada?

Amostras maiores quase sempre contêm mais espécies, então comparar contagens brutas de amostras de tamanhos diferentes é enganoso. A rarefação padroniza as comparações para um esforço de amostragem comum.