シャノン-ウィーナーの多様性指数計算ツール

シャノン-ウィーナー多様性指数 (\(H'\)) は、生息地の生物多様性を定量化する環境および生態学の研究で使用される指標です。種の現在数と各種の豊富さの両方を考慮します。

歴史的背景

元々、クロード・シャノンとウォーレン・ウィーバーによって情報理論で開発されたシャノン指数は、コミュニティの多様性を評価するために生態学の研究に適用されました。種の数と相対的な豊富さの両方を考慮することで、コミュニティの多様性がいかなるものかを反映しています。

計算式

シャノン-ウィーナー多様性指数は次の式を使用して計算されます。

\[ H' = -\sum_{i=1}^{R} (p_i \ln p_i) \]

ここで:

• \(H'\) はシャノン-ウィーナー多様性指数
• \(p_i\) は \(i\) 番目の種に属する個体の割合
• \(R\) は種の総数
• \(ln\) は自然対数

計算の例

あるコミュニティに次の個体数が存在する 3 つの種があるとします。種 1: 20、種 2: 30、種 3: 50。個体の総数は 100 です。多様性指数 \(H'\) は次のように計算されます。

\[ H' = -\left(\frac{20}{100} \ln \frac{20}{100} + \frac{30}{100} \ln \frac{30}{100} + \frac{50}{100} \ln \frac{50}{100}\right) \approx 1.02965 \]

重要性と使用シナリオ

シャノン-ウィーナー多様性指数は、さまざまなコミュニティの多様性を比較したり、時間の経過に伴う生物多様性の変化を監視したりするために広く生態学で使用されています。生態系の健康と安定性を評価するために保全生物学で役立ちます。

一般的な FAQ

1. 高いシャノン-ウィーナー指数は何を示していますか？

   • \(H'\) の値が高いほど、種の多様性が高く、健康で安定した生態系を示唆しています。

2. \(H'\) は負になることがありますか？

   • いいえ、\(H'\) は負になることはありません。指数は多様性を測定しますが、多様性は本質的に正の属性または量です。

3. 種の豊富さが \(H'\) にどのように影響しますか？

   • 種の豊富さ、つまりさまざまな種の数は \(H'\) の構成要素です。ただし、\(H'\) は種の均一性も考慮します。均一性とは、さまざまな種の相対的な豊富さのことです。両方の要因が組み合わさって \(H'\) を決定します。

この計算ツールは、シャノン-ウィーナー多様性指数を計算するためのユーザーフレンドリーな方法を提供し、生物多様性と生態系の健康に興味のある学生、研究者、自然保護活動家にとってアクセスしやすくなっています。