En ecología , la diversidad alfa ( α-diversidad ) 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 (β-diversidad) y diversidad gamma (γ-diversidad). 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 ser de tamaños muy diferentes en diferentes 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 vinculada a una escala espacial específica: la diversidad alfa se puede medir 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 están delimitadas solo para el propósito del análisis. Si los resultados se extrapolan más allá de las observaciones reales, se debe tener 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 utilizó 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 es preferible definir la diversidad alfa como una media en todas las subunidades relevantes, 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 suponen 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 la diversidad de especies. Esta medida permite ponderar las especies raras y abundantes de diferentes maneras, al igual que lo hacen los índices de diversidad colectivamente, 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 todas las especies pueden no 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. En ese caso, la diversidad alfa se puede calcular de dos maneras diferentes que dan el mismo resultado. El primer enfoque consiste en calcular una media generalizada ponderada de las abundancias proporcionales de especies dentro de las subunidades y luego tomar la inversa de esta media. El segundo enfoque 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:
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 . Estas abundancias proporcionales se ponderan por la proporción de datos que cada subunidad aporta al conjunto de datos, , donde es el número total de individuos en el conjunto de datos y es el número total de individuos en la subunidad j. Por lo tanto, el denominador es igual a la abundancia proporcional media de especies dentro de las subunidades (media ) calculada con la media generalizada ponderada con exponente q - 1.
Si se utiliza el segundo enfoque, la ecuación es:
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 de especies efectiva (diversidad de especies por subunidad) en una subunidad j . El peso nominal de la j ésima subunidad es , que equivale a la proporción de datos que la subunidad aporta al conjunto de datos.
Valores grandes de q dan lugar a una diversidad alfa menor que valores pequeños de q , porque aumentar q aumenta el peso efectivo otorgado 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 actuales.
![{\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\dfrac {1}{\sqrt[{q-1}]{\sum _{j=1}^{N}{\sum _{i=1}^{S}p_{ij}p_{i|j}^{q-1}}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b6fc6c20114198b53b5f3206ed380466ce5d1400)
![{\displaystyle {}^{q}\!D_{\alpha }={\sqrt[{1-q}]{\sum _ {j=1}^{N}w_{j}({}^{q }\!D_{\alpha j})^{1-q}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a8f078ce36f12782b86251fe7c4e6903dfaba5b0)
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