Diversidade alfa

A α-diversidade ou diversidade alfa dunha comunidade de especies hai que consideralo en conxunto cos conceptos de β-diversidade (diversidade-beta) e γ-diversidade (diversidade gamma). R. H. Whittaker introduce este concepto definindo que a diversidade de especies total nun ecosistema, ou diversidade-γ, está determinada por dúas variables diferentes: a media da diversidade de especies en lugares ou hábitats a unha escala máis local, a α-diversidade, e a diferenciación entre eses hábitats, a β-diversidade ^[1][2].

Consideracións de escala

Tanto a área como o contorno de interese e os sitios ou hábitats dentro dentro destes poden ser de moi diferentes tamaños en diferentes situacións e non existe consenso asentado sobre da escala espacial que é axeitada para cuantificar a α-diversidade.^[3] Por isto, propúxose que a definición de α-diversidade non precise de se axustar a unha escala espacial: a α-diversidade pódese medir para unha base de datos que consista simplemente de subunidades a calquera escala espacial.^[4] As subunidades poden ser, por exemplo, unidades de mostraxe que xa foran usadas no campo ao levar a cabo un inventariado ou por grellas que foran delimitadas co propósito dunha análise. Se os resultados son extrapolados por riba das observacións, precísase ter en conta a diversidade de especies nas subunidades é xeralmente unha subestimación da diversidade de especies nunha área maior.^[5][6]

Os diferentes conceptos da α-diversidade

Os ecólogos teñen usado definicións da α-diversidade lixeiramente diferentes. Mesmo Whittaker usou o termo tanto para a diverisidade de especies dunha subunidade única como para a media de diversidade de especies nunha colección de subunidades.^[1][2] Ténse argumentado que considerar a α-diversidade como preferiblemente a media ao longo de todas as subunidades relevantes é o axeitado xa que se axeita mellor á idea de Whittaker de que a diversidade de especies total consiste das compoñentes diversidade -α -β ^[7].

As definicións da α-diversidade poden tamén variar en que asumen en que é a diversidade. Polo xeral emprégase o valor que dá un ou máis índices de diversidade, como a riqueza de especies, o índice de Shannon ou o índice de Simpson.^[1][8][9] Porén, tense debatido que sería mellor empregar o número efectivo de especies como a medida universal de diversidade de especies. Esta medida permite darlle diferente peso ás especies raras e abundantes de diferentes xeitos, como o fan os índices de diversidade de xeito colectivo, mais coa ganancia de que é máis sinxelo de interpretar. O número efectivo de especies é o número de especies igual de abundantes que se precisan para obter a mesma media de abundancia de especies proporcional á que se observa no conxunto de datos de interese (onde todas as especies non teñen porque seren igual de abundantes).^{[4][7][10][11][12][13]}

Cálculo da α-diversidade

Supóñase que a diversidade de especies se calcula co número de especies efectivo e que a α-diversidade coa media de diversidade de especies por subunidade. Con iso, a α-diversidade pódese calcular de dous xeitos diferentes que dan o mesmo resultado. A primeira aproximación é calcular un media xeneralizada ponderada da abundancia proporcional de especies dentro de cada subunidade. A segunda aproximación é realizar un cálculo de diversidade de especies para cada unidade por separado e, posteriormente, realizar unha media xeneralizada ponderada desa.^[4][13]

Usando a primeira aproximación, emprégase a ecuación:

${\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\dfrac {1}{\sqrt[{q-1}]{\sum _{j=1}^{N}{\sum _{i=1}^{S}p_{ij}p_{i|j}^{q-1}}}}}}$

Nela temos que N é o número total de subunidades e S o número total de especies (riqueza de especies) no conxunto de datos. A abundancia proporcional das i-avas especies na j-ava subunidade é ${\displaystyle p_{i|j}}$. Esas abundancias proporcionais pondéranse pola proporción de datos coa que cada cal contribúe ao conxunto de datos, o cal é igual a ${\displaystyle p_{ij}}$. O denominador aquí é igual á media proporcional da abundancia de especies dentro das subunidades (media ${\displaystyle p_{i|j}}$) como se calcula coa media xeneralizada podenrada con espoñente q - 1.

Decantándose pola segunda aproximación, emprégase a ecuación:

${\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\sqrt[{1-q}]{\sum _{j=1}^{N}w_{j}({}^{q}\!D_{\alpha j})^{1-q}}}}$

Esta tamén é igual á media xeneralizada ponderada mais co expoñente 1 - q. Aquí a media obtense dos valores ^qD_αj, e que cada cal representa a densidade efectiva de especies (diversidade de especies por subunidade) nunha subunidade j. A ponderación nominal da j-ava subunidade é ${\displaystyle w_{j}}$, que equivale á proporción de datos cos que a subunidade contribúe ao conxunto de datos.

Os valores amplos de q dan lugar á diversidades alfa máis reducidas que os valores pequenos de q, xa que o aumento de q produce o crecemento do peso efectivo que se lle atribúe á especie coa maior abundancia proporcional e a esas subunidades coas menores diversidade de especies.^[4][13]

Véxase tamén

• Diversidade beta
• Diversidade gamma
• Índice de diversidade
• Diversidade filoxenética
• Biodiversidade global

Bibliografía

1. Whittaker, R. H. (1960) Vegetation of the Siskiyou Mountains, Oregon and California. Ecological Monographs, 30, 279–338. doi 10.2307/1943563
2. Whittaker, R. H. (1972). Evolution and Measurement of Species Diversity. Taxon, 21, 213-251. doi 10.2307/1218190
3. Whittaker, R. J. et al. (2001). Scale and species richness: towards a general, hierarchical theory of species diversity. Journal of Biogeography, 28, 453-470. doi 10.1046/j.1365-2699.2001.00563.x
4. Tuomisto, H. (2010) A diversity of beta diversities: straightening up a concept gone awry. Part 1. Defining beta diversity as a function of alpha and gamma diversity. Ecography, 33, 2-22. doi 10.1111/j.1600-0587.2009.05880.x
5. Colwell, R. K. and Coddington, J. A. (1994) Estimating terrestrial biodiversity through extrapolation. Philosophical Transactions: Biological Sciences, 345, 101-118.
6. Tuomisto, H. (2010) A diversity of beta diversities: straightening up a concept gone away. Part 2. Quantifying beta diversity and related phenomena. Ecography, 33, 23-45. doi 10.1111/j.1600-0587.2009.06148.x
7. Tuomisto, H. (2011) Commentary: do we have a consistent terminology for species diversity? Yes, if we choose to use it. Oecologia, 167, 903-911.
8. Lande, R. (1996) Statistics and partitioning of species diversity, and similarity among multiple communities. Oikos, 76, 5-13.
9. Veech, J. A. et al. (2002) The additive partitioning of species diversity: recent revival of an old idea. Oikos, 99, 3-9.
10. Hill, M. O. (1973) Diversity and evenness: a unifying notation and its consequences. Ecology, 54, 427–432
11. Jost, L. (2006) Entropy and diversity. Oikos, 113, 363–375
12. Jost, L. (2007) Partitioning diversity into independent alpha and beta components. Ecology, 88, 2427–2439.
13. Tuomisto, H. 2010. A consistent terminology for quantifying species diversity? Yes, it does exist. Oecologia 4: 853–860. doi 10.1007/s00442-010-1812-0

Ligazóns externas

• An explanation of many specific biodiversity terms using illustrations, University of Wisconsin–Stevens Point