L’indice de diversité de Shannon (H) est l’une des méthodes les plus utilisées pour résumer la biodiversité d’un inventaire en une valeur unique comparable. Il sert en écologie, en biologie de la conservation et dans le suivi de l’environnement à mesurer la diversité d’une communauté et son évolution dans le temps.
Fonctionnement de l’indice de Shannon
L’indice de Shannon combine deux éléments qu’un simple décompte des espèces ne révèle pas : le nombre d’espèces présentes (richesse spécifique) et l’uniformité de la répartition des individus entre elles (équitabilité). La formule H = -sum(p_i · ln(p_i)) calcule la proportion de chaque espèce dans l’échantillon, la pondère par son logarithme naturel et additionne les résultats. Les espèces rares contribuent par un terme logarithmique négatif élevé multiplié par une faible proportion, tandis que les espèces communes contribuent par un terme négatif plus faible multiplié par une proportion plus grande. La formule équilibre ainsi les contributions des espèces rares et abondantes, contrairement à la richesse seule, qui accorde le même poids à chaque espèce quelle que soit son abondance.
Paramètres et leur signification
Le calculateur a seulement besoin du nom et de l’effectif de chaque espèce observée. L’effectif peut correspondre à des individus, des colonies ou toute autre unité d’abondance utilisée de façon cohérente. La richesse spécifique (S) et la taille totale de l’échantillon (N) sont calculées automatiquement à partir des lignes saisies. Le résultat est sans dimension : il dépend uniquement des proportions relatives entre espèces, et non de l’unité de comptage. Ainsi, H = 1.4 a la même signification que les effectifs soient exprimés en individus, en biomasse ou en pourcentage de couverture, à condition de garder la même unité dans l’échantillon.
Limites et cas particuliers
L’indice de Shannon suppose que l’échantillon représente bien la communauté étudiée. Un relevé trop limité ou biaisé peut sous-estimer ou surestimer la diversité réelle, en particulier pour les espèces rares et difficiles à détecter. L’indice ne précise pas non plus quelles espèces sont présentes, mais seulement comment les abondances sont réparties ; deux communautés très différentes peuvent donc obtenir le même H par hasard. Pour comparer des sites ou des périodes, gardez le même protocole et le même effort d’échantillonnage : un échantillon plus grand détecte généralement davantage d’espèces rares et peut augmenter la richesse sans changement écologique réel. Lorsque les abondances sont très déséquilibrées, comparez H à l’indice de Simpson, qui pondère davantage les espèces dominantes et peut conduire à une autre conclusion sur la communauté « la plus diverse ».