Shannon-Wiener 다양성 지수 계산기

Shannon-Wiener 다양성 지수 (H')는 환경 및 생태 연구에서 서식지의 생물 다양성을 정량화하는 데 사용되는 척도입니다. 이 지수는 존재하는 종의 수뿐만 아니라 각 종의 풍부함을 고려합니다.

역사적 배경

Claude Shannon과 Warren Weaver에 의해 정보 이론에서 처음 개발된 Shannon 지수는 커뮤니티의 다양성을 평가하기 위해 생태 연구에 적용되었습니다. 이 지수는 종의 수와 상대적 풍부함을 모두 고려하여 커뮤니티의 다양성을 반영합니다.

계산 공식

Shannon-Wiener 다양성 지수는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

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

여기서:

• \(H'\)은 Shannon-Wiener 다양성 지수입니다.
• \(p_i\)는 \(i\)번째 종에 속하는 개체의 비율입니다.
• \(R\)은 종의 총 수입니다.
• \(ln\)은 자연 로그를 나타냅니다.

예시 계산

커뮤니티에 다음과 같은 개체 수를 가진 세 종이 있다고 가정합니다: 종 1: 20, 종 2: 30, 종 3: 50. 개체의 총 수는 100입니다. 다양성 지수 \(H'\)는 다음과 같이 계산됩니다.

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

중요성 및 사용 시나리오

Shannon-Wiener 다양성 지수는 생태학에서 서로 다른 커뮤니티의 다양성을 비교하거나 시간이 지남에 따라 생물 다양성의 변화를 모니터링하는 데 널리 사용됩니다. 이 지수는 생태계의 건강과 안정성을 평가하기 위해 보존 생물학에서 유용합니다.

일반적인 FAQ

1. Shannon-Wiener 지수가 높을수록 무엇을 의미합니까?

   • \(H'\) 값이 높을수록 종 다양성이 높음을 나타내며, 건강하고 안정적인 생태계를 시사합니다.

2. \(H'\)가 음수일 수 있습니까?

   • 아니요, \(H'\)는 음수일 수 없습니다. 이 지수는 본질적으로 긍정적인 속성이나 양인 다양성을 측정합니다.

3. 종 풍부도는 \(H'\)에 어떤 영향을 미칩니까?

   • 종 풍부도 또는 서로 다른 종의 수는 \(H'\)의 구성 요소입니다. 그러나 \(H'\)는 종 균등성도 고려하며, 이는 서로 다른 종의 상대적 풍부함입니다. 이 두 요인은 함께 \(H'\)를 결정합니다.

이 계산기는 Shannon-Wiener 다양성 지수를 계산하는 사용자 친화적인 방법을 제공하여 생물 다양성과 생태계 건강에 관심 있는 학생, 연구자 및 보존주의자에게 접근 가능하게 합니다.