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 RH Whittaker ^{[ 1 ] [ 2 ]} 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 ).

Tanto el área o paisaje de interés como los sitios dentro de él pueden 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 alfa. ^{[ 3 ]} Por lo tanto, se ha propuesto que la definición de diversidad alfa no necesita estar ligada a una escala espacial específica: la diversidad alfa puede medirse para un conjunto de datos existente que consta de subunidades a cualquier escala. ^{[ 4 ]} Las subunidades pueden ser, por ejemplo, unidades de muestreo que ya se utilizaron en el campo al realizar el inventario , o celdas de cuadrícula que se delimitan solo para fines de análisis. Si los resultados se extrapolan más allá de las observaciones reales, debe tenerse en cuenta que la diversidad de especies en las subunidades generalmente da una subestimación de la diversidad de especies en áreas más grandes. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Los ecólogos han utilizado varias definiciones ligeramente diferentes de diversidad alfa. El propio Whittaker empleó el término tanto para la diversidad de especies en una sola subunidad como para la diversidad media de especies en un conjunto de subunidades. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Se ha argumentado que definir la diversidad alfa como una media en todas las subunidades relevantes es preferible, porque concuerda mejor con la idea de Whittaker de que la diversidad total de especies consta de componentes alfa y beta. ^{[ 7 ]}

Las definiciones de diversidad alfa también pueden diferir en lo que asumen 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). ^{[ 1 ] [ 8 ] [ 9 ]} 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). ^{[ 4 ] [ 7 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

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 maneras diferentes que dan el mismo resultado. El primer método consiste en calcular una media generalizada ponderada de las abundancias proporcionales de especies dentro de cada subunidad y luego tomar el inverso de esta media. El segundo método consiste en calcular la diversidad de especies para cada subunidad por separado y luego tomar una media generalizada ponderada de estas. ^{[ 4 ] [ 13 ]}

Si se utiliza el primer enfoque, la ecuación es:

${\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\dfrac {1}{\sqrt[{q-1}]{\sum _{j=1}^{N}{\sum _{i=1}^{S}p_{ij}p_{i|j}^{q-1}}}}}}$

En la ecuación, N es el número total de subunidades y S es el número total de especies (riqueza de especies) en el conjunto de datos. La abundancia proporcional de la i -ésima especie en la j -ésima subunidad es${\displaystyle p_{i|j}}$Estas abundancias proporcionales están ponderadas por la proporción de datos que cada subunidad aporta al conjunto de datos,${\displaystyle p_{ij}=m_{j}/m}$, dónde${\displaystyle m}$es el número total de individuos en el conjunto de datos, y${\displaystyle m_{j}}$es el número total de individuos en la subunidad j. El denominador, por lo tanto, es igual a la abundancia proporcional media de especies dentro de las subunidades (media${\displaystyle p_{i|j}}$) calculado con la media generalizada ponderada con exponente q - 1.

Si se utiliza el segundo enfoque, la ecuación es:

${\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\sqrt[{1-q}]{\sum _{j=1}^{N}w_{j}({}^{q}\!D_{\alpha j})^{1-q}}}}$

Esto también equivale a una media generalizada ponderada, pero con exponente 1 - q . Aquí se toma la media de los valores ^q D _{α j} , cada uno de los cuales representa la densidad efectiva de especies (diversidad de especies por subunidad) en una subunidad j . El peso nominal de la j -ésima subunidad es${\displaystyle w_{j}}$, que equivale a la proporción de datos que la subunidad aporta al conjunto de datos.

Valores grandes de q conducen a una menor diversidad alfa que valores pequeños de q , porque al aumentar q aumenta el peso efectivo dado a aquellas especies con la mayor abundancia proporcional y a aquellas subunidades con la menor diversidad de especies. ^{[ 4 ] [ 13 ]}

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

• Diversidad beta
• Diversidad oscura
• Índice de diversidad
• Diversidad gamma
• Diversidad zeta
• Biodiversidad global
• Medición de la biodiversidad
• Diversidad filogenética

• Explicación de muchos términos específicos sobre biodiversidad mediante ilustraciones , Universidad de Wisconsin-Stevens Point.