Diversidad alfa

En ecología, la diversidad alfa (diversidad α) es la diversidad media de especies en un sitio a escala local. El término fue introducido por R. H. Whittaker junto con los términos diversidad beta (diversidad β) y diversidad gamma (diversidad γ). La idea de Whittaker era que la diversidad total de especies en un paisaje (diversidad gamma) está determinada por dos cosas diferentes: la diversidad media de especies en sitios a una escala más local (diversidad alfa) y la diferenciación entre esos sitios (diversidad beta). ).

Consideraciones de escala

Tanto el área o paisaje de interés como los sitios dentro de él pueden ser de tamaños muy diferentes en diferentes situaciones, y no se ha llegado a un consenso sobre qué escalas espaciales son apropiadas para cuantificar la diversidad alfa. Por lo tanto, se ha propuesto que la definición de diversidad alfa no necesita estar vinculada a una escala espacial específica: la diversidad alfa se puede medir para un conjunto de datos existente que consta de subunidades en cualquier escala. Las subunidades pueden ser, por ejemplo, unidades de muestreo que ya fueron utilizadas en campo al realizar el inventario, o celdas de la grilla que están delimitadas solo con fines de análisis. Si los resultados se extrapolan más allá de las observaciones reales, es necesario tener en cuenta que la diversidad de especies en las subunidades generalmente subestima la diversidad de especies en áreas más grandes.

Diferentes conceptos

Los ecologistas han utilizado varias definiciones ligeramente diferentes de diversidad alfa. El propio Whittaker utilizó el término tanto para la diversidad de especies en una sola subunidad como para la diversidad media de especies en una colección de subunidades. Se ha argumentado que es preferible definir la diversidad alfa como una media entre todas las subunidades relevantes, porque concuerda mejor con la idea de Whittaker de que la diversidad total de especies consta de componentes alfa y beta.

Las definiciones de diversidad alfa también pueden diferir en lo que suponen que es la diversidad de especies. A menudo los investigadores utilizan los valores dados por uno o más índices de diversidad, como la riqueza de especies (que es simplemente un recuento de especies), el índice de Shannon o el índice de Simpson (que también tienen en cuenta las abundancias proporcionales de las especies). Sin embargo, se ha argumentado que sería mejor utilizar el número efectivo de especies como medida universal de la diversidad de especies. Esta medida permite ponderar especies raras y abundantes de diferentes maneras, tal como lo hacen colectivamente los índices de diversidad, pero su significado es intuitivamente más fácil de entender. El número efectivo de especies es el número de especies igualmente abundantes necesarias para obtener la misma abundancia proporcional media de especies que la observada en el conjunto de datos de interés (donde todas las especies pueden no ser igualmente abundantes).

Cálculo

Supongamos que la diversidad de especies se equipara con el número efectivo de especies y la diversidad alfa con la diversidad media de especies por subunidad. Entonces la diversidad alfa se puede calcular de dos formas diferentes que dan el mismo resultado. El primer enfoque consiste en calcular una media generalizada ponderada de las abundancias proporcionales de las especies dentro de las subunidades y luego tomar la inversa de esta media. El segundo enfoque consiste en calcular la diversidad de especies para cada subunidad por separado y luego tomar una media generalizada ponderada de éstas.

Si se utiliza el primer enfoque, la ecuación es:

${\displaystyle {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\fnMi # {\dfrac {1}{q-1}{\dfrac {1}{\dfrac {1}{\sqrt[{q-1]}{\sum - ¿Qué? ¿Qué?$

En la ecuación, N es el número total de subunidades y S es el número total de especies (especies riqueza) en el conjunto de datos. La abundancia proporcional de la iespecies en jla subunidad ${\displaystyle P_{i habitj}$. Estas abundancias proporcionales se ponderan por la proporción de datos que cada subunidad contribuye al conjunto de datos, ${\displaystyle p_{ij}=m_{j}/m}$, donde ${\displaystyle m}$ es el número total de personas en el conjunto de datos, y ${\displaystyle m_{j}$ es el número total de individuos en la subunidad j. Por lo tanto, el denominador es igual a la abundancia de especies proporcionales dentro de las subunidades (medios) ${\displaystyle P_{i habitj}$) como calculado con la media generalizada ponderada con exponente q - 1.

Si se utiliza el segundo enfoque, la ecuación es:

${\displaystyle {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f} {\fnMicrosoft Sans Serif} {\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\fnK\f}\fnK\f}\fnK\f}\f}\f}\f}\fnMi }={\sqrt[{1-q}{\sum ¿Por qué? ¿Qué?$

Esto también equivale a un medio generalizado ponderado pero con exponente 1 - q. Aquí se toma la media del ^qD_αj valores, cada uno de los cuales representa la densidad efectiva de las especies (diversidad por subunidad) en una subunidad j. El peso nominal del jla subunidad ${\displaystyle w_{j}$, que equivale a la proporción de datos que la subunidad contribuye al conjunto de datos.

Los valores grandes de q conducen a una diversidad alfa más pequeña que los valores pequeños de q, porque al aumentar q aumenta el peso efectivo otorgado a esas especies. con mayor abundancia proporcional y a aquellas subunidades con menor diversidad de especies.

Ejemplos

La diversidad alfa se puede calcular tanto en paisajes extintos como existentes.

Ejemplos de estudios de diversidad alfa extinta

• La supervivencia de las comunidades anfibias y reptiles a través de la Extinción Permiana-Triassic
• La reorganización de las comunidades marinas bentónicas ordovicianas

Ejemplos de estudios de diversidad alfa existentes

• Alta diversidad de árboles en todas las selvas amazónicas de Ecuador