Der Simpson-Diversitätsindex ist neben dem Shannon-Index einer der beiden am häufigsten verwendeten Biodiversitätsmetriken in der Ökologie. Es misst, wie wahrscheinlich es ist, dass zwei zufällig ausgewählte Individuen aus einer Gemeinschaft verschiedenen Arten angehören – eine einzige Zahl, die sowohl die Anzahl der vorhandenen Arten als auch die gleichmäßige Verteilung der Individuen unter ihnen erfasst.
So funktioniert die Berechnung
Simpsons Index beginnt mit dem Dominanzwert D = Σp_i², wobei p_i der Anteil jeder Art an der Gesamtpopulation ist. Da Sie jeden Anteil vor der Summierung quadrieren, tragen häufig vorkommende Arten überproportional mehr zu D bei als seltene – eine einzelne Art mit 90 % Häufigkeit trägt allein 0,81 zu D bei, während zehn Arten mit jeweils 10 % zusammen nur 0,10 beitragen. Diese Gewichtung ist der wesentliche mathematische Unterschied zum Shannon-Index, der eine logarithmische Gewichtung verwendet, die seltene Arten etwas großzügiger behandelt.
Der Rechner meldet 1-D als Hauptergebnis, da es sich intuitiver als „Diversitäts“-Zahl liest: Sie steigt in Richtung 1, wenn die Diversität zunimmt, während D in Richtung 1 steigt, wenn die Dominanz (geringe Diversität) zunimmt. Der Kehrwert 1/D ist eine dritte nützliche Linse – er skaliert die Punktzahl in eine „effektive Anzahl von Arten“ um. Eine Punktzahl von 4 bedeutet also, dass sich die Gemeinschaft im Hinblick auf die Diversität wie vier vollkommen gleichmäßige Arten verhält.
Das Lesen Ihrer Spezies zählt
Geben Sie jede von Ihnen identifizierte Art zusammen mit der Rohzahl der Individuen ein – Sie müssen nicht zuerst in Prozentsätze umrechnen, der Rechner erledigt das automatisch. Artennamen sind optional und werden nur zur Beschriftung der Häufigkeitstabelle der Registerkarte „Dominanz“ verwendet. Die Mathematik hängt nur von den Zählungen ab. Sie benötigen mindestens zwei Arten mit einer positiven Anzahl, da eine einzelne Art immer D = 1 und 1 − D = 0 hat, was keinen aussagekräftigen Diversitätsvergleich darstellt.
Auf der Registerkarte „Dominanz“ wird genau angezeigt, wie viel jede Art über ihren p_i²-Term zu D beiträgt. Dadurch können Sie leicht erkennen, welche einzelne Art (falls vorhanden) Ihre Gesamtpunktzahl senkt. Die Registerkarte „Reziprok“ wandelt dasselbe Ergebnis in eine Anzahl effektiver Arten um, die einem technisch nicht versierten Publikum oft einfacher zu vermitteln ist als ein dezimaler Dominanzindex.
Simpson-Index im Vergleich zum Shannon-Index
Beide Indizes fassen den Reichtum (wie viele Arten) und die Gleichmäßigkeit (wie gleichmäßig verteilt) in einer einzigen Zahl zusammen, gewichten seltene Arten jedoch unterschiedlich. Der Simpson-Index (Σp_i²) wird von den am häufigsten vorkommenden Arten dominiert, da die Quadrierung der Proportionen den Beitrag seltener Arten viel schneller verringert als die logarithmische Gewichtung, die vom Shannon-Index (−Σp_i·ln p_i) verwendet wird. In der Praxis bedeutet dies, dass der Simpson-Index empfindlicher auf Veränderungen der dominanten Arten reagiert, während der Shannon-Index empfindlicher auf das Vorhandensein zusätzlicher seltener Arten reagiert. Keiner von beiden ist streng genommen „richtiger“ – Ökologen berichten häufig über beides, da sie gelegentlich zwei Gemeinschaften in unterschiedlicher Reihenfolge einordnen können, wenn die Häufigkeitsmuster zwischen ihnen stark voneinander abweichen.