Der Shannon-Diversitätsindex (H) ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden, um die Artenvielfalt anhand einer Artenzahl in einer einzigen vergleichbaren Zahl zusammenzufassen. Es wird in den Bereichen Ökologie, Naturschutzbiologie und Umweltüberwachung eingesetzt, um zu verfolgen, wie vielfältig eine Gemeinschaft ist und ob sich diese Vielfalt im Laufe der Zeit verändert.

So funktioniert der Shannon-Index

Der Shannon-Index kombiniert zwei Dinge, die bei einer einfachen Artenzählung fehlen: wie viele Arten vorhanden sind (Reichtum) und wie gleichmäßig die Individuen über sie verteilt sind (Gleichmäßigkeit). Die Formel H = -sum(p_i · ln(p_i)) berechnet den Anteil jeder Art an der Gesamtprobe, gewichtet ihn mit seinem eigenen natürlichen Logarithmus und summiert die Ergebnisse. Da seltene Arten einen großen negativen logarithmischen Term multipliziert mit einem kleinen Anteil beisteuern und häufige Arten einen kleinen negativen logarithmischen Term multipliziert mit einem großen Anteil beisteuern, gleicht die Formel die Beiträge sowohl seltener als auch häufig vorkommender Arten aus – im Gegensatz zu Reichtum allein, der alle Arten unabhängig von der Häufigkeit gleich behandelt.

Eingaben und was sie bedeuten

Der Rechner benötigt nur einen Namen und eine Anzahl für jede von Ihnen beobachtete Art – die Anzahl kann Individuen, Kolonien oder jede konsistente Häufigkeitseinheit umfassen. Artenreichtum (S) und Gesamtprobengröße (N) werden automatisch aus Ihren Zeilen abgeleitet. Das Ergebnis ist dimensionslos: Es hängt nur von den relativen Anteilen zwischen den Arten ab, nicht von den Einheiten, mit denen Sie sie gezählt haben. H = 1,4 bedeutet also dasselbe, unabhängig davon, ob Ihre Zählungen in Individuen, Biomasse oder prozentualer Bedeckung erfolgen, solange Sie innerhalb einer Stichprobe konsistent sind.

Grenzen und Randfälle

Der Shannon-Index geht davon aus, dass Ihre Stichprobe repräsentativ für die von Ihnen untersuchte Gemeinschaft ist – eine kleine oder voreingenommene Umfrage kann die tatsächliche Vielfalt unter- oder überschätzen, insbesondere bei seltenen Arten, die leicht zu übersehen sind. Der Index sagt Ihnen auch nicht, welche Arten vorhanden sind, sondern nur, wie die Häufigkeit verteilt ist, sodass zwei sehr unterschiedliche Gemeinschaften zufällig dasselbe H haben können. Halten Sie beim Vergleich von Standorten oder Zeiträumen die Probenahmemethode und den Aufwand konsistent, da eine größere Probe im Allgemeinen seltenere Arten erkennt und die Artenvielfalt unabhängig von tatsächlichen ökologischen Veränderungen erhöhen kann. Erwägen Sie bei Gemeinschaften mit stark verzerrter Häufigkeit den Vergleich von H mit dem Simpson-Index, der dominante Arten stärker gewichtet und eine andere Aussage darüber liefern kann, welche Gemeinschaft „diverser“ ist.