Calculadora do Índice de Diversidade de Shannon

A calculadora do índice de diversidade de Shannon é uma ferramenta que ajuda você a estimar a diversidade de espécies em uma comunidade. Se você souber qual é o índice de diversidade de Shannon, poderá fornecer aos ecologistas informações úteis sobre um determinado habitat.

Continue lendo para saber o que é o índice de diversidade de Shannon-Wiener, o que ele pode dizer a você e como usar a fórmula do índice de diversidade de Shannon.

O índice de diversidade de Shannon (também conhecido como índice de diversidade de Shannon-Wiener) é uma métrica popular usada em ecologia. Ele se baseia na fórmula de entropia de Claude Shannon e estima a diversidade de espécies. O índice leva em conta o número de espécies que vivem em um habitat (riqueza) e sua abundância relativa (uniformidade).

Para obter o índice de diversidade de Shannon-Wiener para seu conjunto de dados, insira o número de indivíduos em cada espécie na calculadora. Você pode inserir até 40 amostras.

Na parte inferior, você verá os resultados: índice de diversidade de Shannon, uniformidade, riqueza, número total de indivíduos e tamanho médio da população. Os resultados padrão são arredondados para três algarismos significativos. Você pode alterar o arredondamento no Modo Avançado da calculadora do índice de diversidade de Shannon.

Outra coisa que você pode configurar no Modo Avançado é a base do logaritmo usada na fórmula para o índice de Shannon. Por padrão, a calculadora usa o logaritmo natural. Para saber mais sobre isso confira a calculadora de logaritmo natural 🇺🇸.

Em termos matemáticos, o que é o índice de diversidade de Shannon? Para descobrir, dê uma olhada na equação:

onde:

• $H$: índice de diversidade de Shannon;
• $p_\mathrm{i}$: proporção de indivíduos da i-ésima espécie em uma comunidade inteira;
• $∑$: símbolo de somatório; e
• $\mathrm{log}$: geralmente o logaritmo natural, mas a base do logaritmo é arbitrária (logaritmos de base 10 e 2 também são usados).

• $n$: indivíduos de um determinado tipo/espécie; e
• $N$: número total de indivíduos em uma comunidade,

Use a fórmula do índice de diversidade de Shannon:

1. Calcule a proporção (p_i) de cada espécie. Divida o número de indivíduos em uma espécie pelo número total de indivíduos na comunidade.

2. Para cada espécie, multiplique a proporção pelo logaritmo da proporção.

3. Faça a soma de todos os números da etapa 2.

4. Multiplique a soma por -1.

Imagine que precisamos avaliar a diversidade de espécies em uma parte de uma floresta tropical. Sabemos que 5 araras-vermelhas, 12 borboletas Morpho azuis, 2 capivaras, 5 preguiças-de-três-dedos e 1 onça-pintada vivem na região em que estamos interessados.

Para calcular a diversidade, usaremos a fórmula do índice de diversidade de Shannon:

1. Antes de tudo, precisamos do número total de indivíduos:

   N = 5 + 12 + 2 + 5 + 1 = 25

2. Para cada espécie, calcule sua proporção (por exemplo, com a calculadora de proporção 🇺🇸) em toda a comunidade (terceira coluna da tabela).

3. Multiplique ln(p_i) por p_i e arredonde a resposta para três casas decimais (quarta coluna).

4. Some todos os resultados da coluna final de acordo com a equação do índice de diversidade de Shannon-Wiener. Como íamos multiplicá-los por -1, podemos fazer isso imediatamente e ignorar os sinais de menos:

   H = 0,322 + 0,352 + 0,202 + 0,322 + 0,129 = 1,327

5. Aqui está o nosso índice de diversidade de Shannon-Wiener arredondado: H ≈ 1,3.

Se você quiser saber mais sobre ecologia e estatística, dê uma olhada em outras ferramentas da Omni:

• A calculadora de entropia de Shannon 🇺🇸;
• A calculadora de tamanho de amostra 🇺🇸; e
• A calculadora de intervalo de dados 🇺🇸.

O valor mínimo que o índice de diversidade de Shannon pode assumir é 0. Esse número nos diria que não há diversidade, apenas uma espécie é encontrada nesse habitat.

Não há limite superior para o índice. O valor máximo ocorre quando todas as espécies têm o mesmo número de indivíduos. Ele é igual a log(k), em que k é o número de espécies.

Para dar a você uma ideia sobre a faixa de valores do índice de diversidade de Shannon (usando o logaritmo natural como base): para 100 espécies, o valor máximo possível seria 4,605, para 1.000 espécies: 6,908, para 10.000 espécies: 9,21, para 1.000.000 de espécies: 13,816. Para todas as espécies eucarióticas descobertas na Terra, o máximo possível seria igual a log(8,700,000) = 15,98.

Em dados ecológicos do mundo real, a faixa de valores do índice de diversidade de Shannon é geralmente de 1,5 a 3,5.

O índice de diversidade de Shannon diz a você qual é a diversidade das espécies em uma determinada comunidade. Ele aumenta com o número de espécies e a uniformidade de sua abundância.

Quanto maior o índice, maior a diversidade de espécies no habitat. Se o índice for igual a 0, apenas uma espécie está presente na comunidade.

Pode ser mais fácil interpretar o resultado se você calcular a uniformidade: E = H / ln(k), em que k é o número de espécies. A uniformidade fornece um valor entre 0 e 1 (portanto, você pode pensar nela como uma porcentagem). Lembre-se: a diversidade de um habitat aumenta quando sua uniformidade se aproxima de 1.

Sim, o índice de diversidade de Shannon pode ultrapassar 1. Por exemplo, o índice para uma comunidade de 6 espécies com 100 indivíduos cada equivale a cerca de 1,79. O índice de Shannon não deve ser confundido com a uniformidade, outra métrica comumente usada em ecologia, que assume valores entre 0 e 1.