[수능특강 독서 과학] 심슨 지수와 다양도 지표

이 포스팅을 쓰게 된건 종 풍부도 3번 질문 4번 보기 때문입니다.

수업 준비를 하면서 아무리 봐도 심슨 역지수가 더 작아질 수가 없는데... 고민하다가, 올라오는 해설은 없고..

그래서 결론은? 출제오류입니다. 수특이 또.

*본 포스팅은 수특에 쓰인 개념을 설명하는 포스팅으로, 지문 분석이 아닙니다. (공부에 도움이 안 될수도 있다는 뜻)

*시간이 많이 남거나 개념이 정말 궁금한 독자들만 읽기를 바랍니다.

*과학 이론자체가 부족한 문과 친구들에게는 어쩌면 수능 비문학에 도움이 될 수도 있습니다.

1. 심슨 지수란 무엇인가

심슨 지수, 정식 명칭 "Simpson's index'인 이 지수는 다양도를 나타내는 지표입니다.

그렇다면 다양도는 무엇일까요?

일반적으로 생태학에서의 다양도란 특정 공간(군락, 지역..)에 존재하는 종의 종류를 말합니다.

다양한 종이 있으면 다양도가 높고, 단일종밖에 없으면 다양도는 무척 낮겠죠.

심슨 지수는 두 개체를 뽑았을 때 두 개체가 같은 종일 확률을 의미합니다.

공식으로 나타내면 아래와 같습니다.

(k는 총 종의 개수, n은 종 안의 개체 수, N은 총 개체수)

이 값은 0과 1 사이에 위치하며, 다양도와 반비례합니다.

단순하게 생각해서 다양도가 가장 적을 때를 가정해봅시다.

한 개체 밖에 없을 경우 뽑은 두 개체가 같은 종일 확률은 0이니까요.

Simpson's 'diversity' index는 1에서 심슨지수를 뺀 값이며,

심슨 역지수(Simpson's reciprocal index)는 심슨지수의 역수입니다.

이 두 값은 다양도와 비례하겠죠.

2. 또 하나의 다양도 지표, 샤논 지수

이러한 다양도를 나타내는 지표가 심슨 지수만 있는 것은 아닙니다.

다른 대표적인 지표로는 샤논 지표, "Shannon diversity index"가 있습니다.

샤논 지표는 특정 종을 뽑을 불확실성에 관한 지표입니다.

어떤 환경의 다양성이 높다면, 어떤 종을 뽑을지 예측하기가 더 어려워지겠죠.

공식으로 나타내면 아래와 같습니다.

(k는 총 종의 개수, p은 종 개체 수의 비율/proportion, ln은 자연로그)

따라서 샤논 지수는 높을수록 다양도가 높습니다.

반대로 가장 다양도가 낮은 경우, 즉 한 가지 종으로만 이루어져 있을 때 샤논 지수는 0입니다.

도움이 되었으면 좋겠습니다.

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