Diversidad gamma

En ecología , la diversidad gamma (diversidad γ) es la diversidad total de especies en un paisaje. El término fue introducido por RH Whittaker ^{[ 1 ]} junto con los términos diversidad alfa (diversidad α) y diversidad beta (diversidad β). La idea de Whittaker era que la diversidad total de especies en un paisaje (γ) está determinada por dos factores diferentes: la diversidad media de especies en sitios a una escala más local (α) y la diferenciación entre esos sitios (β). Según este razonamiento, la diversidad alfa y la diversidad beta constituyen componentes independientes de la diversidad gamma.

γ = α × β

El área o paisaje de interés puede tener tamaños muy diferentes en distintas situaciones, y no se ha llegado a un consenso sobre qué escalas espaciales son apropiadas para cuantificar la diversidad gamma. ^{[ 2 ]} Por lo tanto, se ha propuesto que la definición de diversidad gamma no necesita estar ligada a una escala espacial específica , sino que la diversidad gamma puede medirse para un conjunto de datos existente en cualquier escala de interés. ^{[ 3 ]} Si los resultados se extrapolan más allá de las observaciones reales, debe tenerse en cuenta que la diversidad de especies en el conjunto de datos generalmente da una subestimación de la diversidad de especies en un área más grande. Cuanto menor sea la muestra disponible en relación con el área de interés, más especies que realmente existen en el área no se encuentran en la muestra. ^{[ 4 ] [ 5 ]} El grado de subestimación puede estimarse a partir de una curva especie-área .

Los investigadores han utilizado diferentes formas de definir la diversidad , lo que en la práctica ha llevado también a diferentes definiciones de diversidad gamma. A menudo, los investigadores utilizan los valores dados por uno o más índices de diversidad , como la riqueza de especies , el índice de Shannon o el índice de Simpson . ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 7 ]} Cuando la gamma se calcula utilizando el índice de Shannon de la comunidad agrupada, se puede descomponer exactamente en valores locales del sitio correspondientes a la entropía cruzada del sitio y las comunidades agrupadas ^{[ 8 ]} . En este caso, la gamma se descompone aditivamente por la diversidad alfa y la diversidad beta calculadas utilizando el índice de Shannon y la divergencia de Kullback-Leibler ^{[ 8 ]} . Sin embargo, se ha argumentado que sería mejor utilizar el número efectivo de especies como medida universal de diversidad de especies. Esta medida permite ponderar las especies raras y abundantes de diferentes maneras, al igual que lo hacen los índices de diversidad en conjunto, 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 no todas las especies pueden ser igualmente abundantes). ^{[ 3 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

Supongamos que la diversidad de especies se equipara con el número efectivo de especies en un conjunto de datos. Entonces, la diversidad gamma se puede calcular tomando primero la media ponderada de las abundancias proporcionales de las especies en el conjunto de datos y luego tomando el inverso de esta media. La ecuación es

${\displaystyle {}^{q}\!D_{\gamma }={\frac {1}{\sqrt[{q-1}]{\sum _{i=1}^{S}p_{i}p_{i}^{q-1}}}}.}$

El denominador es igual a la abundancia proporcional media de especies en el conjunto de datos, calculada con la media generalizada ponderada con exponente q  −  1. En la ecuación, S es el número total de especies (riqueza de especies) en el conjunto de datos, y la abundancia proporcional de la i- ésima especie es${\displaystyle p_{i}}$.

Valores grandes de q conducen a una menor diversidad gamma que valores pequeños de q , porque al aumentar q aumenta el peso dado a aquellas especies con la mayor abundancia proporcional, y por lo tanto se necesitan menos especies igualmente abundantes para obtener esta abundancia proporcional. ^{[ 3 ] [ 12 ]}

• Diversidad alfa
• Diversidad beta
• Diversidad zeta
• Índice de diversidad
• Biodiversidad global
• Medición de la biodiversidad
• riqueza de especies