מדד סימפסון

מדד סימפסון מודד את המגוון הביולוגי בחברה אקולוגית. "מגוון ביולוגי" פירושו כמות וסוגי המינים במקום אחד. המדד משמש בעיקר להשוואה בין חברות שונות. הוא לוקח בחשבון גם את העושר הביולוגי (כמה מינים יש) וגם את התפוצה היחסית של כל מין (כמה פרטים מכל מין). מבחינה רעיונית המדד דומה למדד ג'יני, שהוא מדד לשוויון בהכנסות.

נוסחת המדד היא: D = (Σ n_i (n_i - 1)) / (N (N - 1)), כאשר n_i זו כמות הפרטים מהמין ה-i, S הוא מספר המינים ו-N הוא סך הפרטים. התוצאה היא ההסתברות ששני פרטים אקראיים יהיו מאותו מין. הערכים נעים בין 0 ל-1: ערכים קרובים ל-0 מעידים על מידה גבוהה של גיוון; ערכים קרובים ל-1 מעידים על דומיננטיות של מין או מעט מינים.

שני אקולוגים דגמו חיפושיות משני מקומות: השירותים והקפיטריה. בתחילה הם זיהו רק עד דרגת הסוג (לא המין). בחישוב הראשון התקבלו ערכים D1≈0.332 לשירותים ו-D2≈0.659 לקפיטריה. לפי זה, השירותים היו מגוונים יותר.

מאוחר יותר זיהו המינים בדיוק רב יותר. בחישוב המחודש התגלו ערכים שונים: D1≈0.291 לשירותים ו-D2≈0.227 לקפיטריה. עתה הקפיטריה נראתה מגוונת יותר. הדוגמה מראה איך רמת הזיהוי משפיעה על תוצאת המדד.

חיסרון מרכזי הוא שהמדד משפיע מעט על מינים נדירים. מינים נדירים כמעט אינם משנים את תוצאת המדד, אף שהם חלק חשוב ממגוון אמיתי. לכן במדידות שבהן יש מעט מינים דומיננטיים ורבים נדירים, מדד סימפסון עלול לתת תמונה מטעה.

קיימת צורה משלימה של המדד שמייצגת את ההסתברות ששני פרטים אקראיים יהיו ממינים שונים (כלומר 1 - D). ערך גבוה במדד המשלימי מציין חברה מגוונת ועשירה יותר. הערך המקסימלי של מדד זה שווה למספר המינים בחברה, בתנאי שכל המינים נמצאים בכמויות שוות.

המדד הוצע לראשונה על ידי אדוארד יו סימפסון ב-1949 במגזין Nature.

מדד סימפסון בודק כמה חברה של בעלי חיים או צמחים מגוונת. "מגוונת" זה כמה מינים שונים יש וכמה כל מין שכיח.

המדד אומר את הסיכוי ששני פרטים שניקח במקרה יהיו מאותו המין. אם המספר קטן, המקום מגוון. אם המספר גדול, יש מין אחד חזק או מעט מינים.

חוקרים אספו חיפושיות מהשירותים ומהקפיטריה. בתחילה הזיהוי היה רק עד משפחה גדולה יותר, אז השירותים נראו יותר מגוונים.

אחרי שזיהו כל מין בדיוק, התמונה השתנתה. הפעם הקפיטריה הייתה מגוונת יותר. זה מראה שאיך מזיהים משנה את התוצאה.

חיסרון גדול הוא שהוא לא רואה טוב מינים נדירים. מינים שנמצאים מעט לא משפיעים הרבה על המדד.

יש דרך אחרת לחשב את המדד שמודדת את הסיכוי ששני פרטים יהיו ממינים שונים. כאשר ערך זה גבוה, המקום מגוון ועשיר יותר.

המדד הוצע על ידי אדוארד יו סימפסון ב-1949.