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Pielous J normiert den Shannon-Index auf die maximal mögliche Entropie bei gleicher Häufigkeit aller S Arten und beschreibt deren relative Gleichverteilung.
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Formel
J' und H' dimensionslos · pi relative Häufigkeit · S Zahl vorhandener Arten
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| J' | Pielou-Gleichverteilung der Artenanteile | dimensionslos, meist 0…1 |
| H' | Shannon-Index aus denselben relativen Häufigkeiten | dimensionslos |
| Anteil der Individuen, der zu Art i gehört | dimensionslos | |
| Zahl der beobachteten Arten | Arten |
J'=H'/\ln(S), \quad H'=-\sum_i p_i\ln(p_i)J'=H'/ln(S) setzt die beobachtete Shannon-Entropie zur höchstmöglichen Entropie derselben Artenzahl ins Verhältnis. Bei gleich häufigen Arten ist J'=1; bei starker Dominanz fällt J'. Das Maß trennt Gleichverteilung teilweise von Artenreichtum, beseitigt aber weder Stichprobenfehler noch Detektions- und Abgrenzungsprobleme. Die Logarithmusbasis muss für H' und ln(S) gleich sein.
Vergleicht Artenanteile innerhalb einer Probe mit maximaler Gleichverteilung bei beobachteter Artenzahl; Ergebnisse hängen von Erhebung, Detektion und Artabgrenzung ab.
Shannon-Entropie erreicht ihr Maximum ln(S), wenn alle S Arten gleich häufig sind.
Shannon-Entropie
Nutze dieselbe Logarithmusbasis.
Anteile 0,50; 0,25; 0,25, S=3. Berechne J′.
H′≈1,040, ln3≈1,099; J′≈0,946.
J′ als Artenreichtum lesen.
J′ normiert Gleichverteilung; S separat berichten.
Formelcluster
Evenness ergänzt Shannon und Simpson um Gleichverteilung.
Drei Arten haben Anteile 0,50, 0,25 und 0,25. H'=−(0,50 ln0,50+2·0,25 ln0,25)=1,040; ln3=1,099. Daher J'=1,040/1,099≈0,946. Der Wert liegt nahe 1, weil die Verteilung relativ gleichmäßig ist.
Vergleich der Artenanteils-Gleichverteilung zwischen Lebensräumen, Zeitpunkten oder Proben bei expliziter Angabe von Erhebungsmethode und Artenzahl
Eine typische Aufgabe Schritt für Schritt: Pielou-Gleichverteilung (Evenness) (J' = H'/ln(S)).
Aufgabe
Anteile 0,50; 0,25; 0,25, S=3. Berechne J′.
Rechenweg
H′≈1,040, ln3≈1,099; J′≈0,946.
J′=H′/ln(S) setzt die beobachtete Shannon-Diversität ins Verhältnis zur maximal möglichen Diversität bei S Arten. So beschreibt der Index, wie gleichmäßig Individuen auf die vorhandenen Arten verteilt sind. J′ nahe 1 bedeutet ähnliche Häufigkeiten; ein kleiner Wert signalisiert stärkere Dominanz einzelner Arten. Er misst weder Artenzahl noch Individuenreichtum allein und ersetzt deshalb keinen separaten Artenreichtumswert. Nenne zusätzlich S, den Shannon-Wert, die Logarithmusbasis und den Erhebungsaufwand. So bleibt erkennbar, ob Unterschiede aus Gleichmäßigkeit oder Stichprobenqualität stammen. Werte immer zusammen mit Artenreichtum interpretieren.
Bei S gleich häufigen Arten ist der Shannon-Index maximal und beträgt ln(S). Die Division durch diesen Referenzwert normiert H′ auf eine Skala von 0 bis 1 und erleichtert den Vergleich von Gemeinschaften mit unterschiedlicher Artenzahl. Das funktioniert nur, wenn H′ und ln(S) dieselbe Logarithmusbasis verwenden. Bei einer Art ist ln(1)=0; dieser Grenzfall muss als vollständig gleichmäßig mit J′=1 behandelt werden, statt direkt 0/0 auszurechnen. Nenne zusätzlich S, den Shannon-Wert, die Logarithmusbasis und den Erhebungsaufwand. So bleibt erkennbar, ob Unterschiede aus Gleichmäßigkeit oder Stichprobenqualität stammen. Werte immer zusammen mit Artenreichtum interpretieren.
Nur eingeschränkt. J′ fasst relative Gleichmäßigkeit zusammen, sagt aber nicht, ob Proben gleich groß, vollständig oder saisonal vergleichbar erhoben wurden. Seltene Arten werden bei kleinen Stichproben leicht übersehen; dadurch ändern sich sowohl die geschätzte Artenzahl S als auch H′. Vergleiche sollten daher Erhebungsmethode, Stichprobenumfang und Taxonomie berücksichtigen und möglichst Unsicherheit oder standardisierte Diversitätsmaße ergänzen. Ein gleicher J′-Wert kann aus sehr verschiedenen Artenzahlen und Häufigkeitsmustern entstehen. Nenne zusätzlich S, den Shannon-Wert, die Logarithmusbasis und den Erhebungsaufwand. So bleibt erkennbar, ob Unterschiede aus Gleichmäßigkeit oder Stichprobenqualität stammen. Werte immer zusammen mit Artenreichtum interpretieren.
Rechne zuerst das Muster aus dem Beispiel nach: Drei Arten haben Anteile 0,50, 0,25 und 0,25. Pielou-Gleichverteilung (Evenness) verwendet J' = H'/ln(S). Kurz gesagt: pielous J normiert den Shannon-Index auf die maximal mögliche Entropie bei gleicher Häufigkeit aller S Arten und beschreibt deren relative Gleichverteilung. Einheitencheck: J' und H' dimensionslos · pi relative Häufigkeit · S Zahl vorhandener Arten. Vergleicht Artenanteile innerhalb einer Probe mit maximaler Gleichverteilung bei beobachteter Artenzahl; Ergebnisse hängen von Erhebung, Detektion und Artabgrenzung ab. Werte sind nur vergleichbar, wenn Definition, Nenner und Zeitraum übereinstimmen. Schreibe diese Angaben neben das Ergebnis, damit die Bezugsgruppe erkennbar bleibt. Bei einer unplausiblen Richtung kontrollierst du zuerst Datenaufbereitung und Rechenbasis, bevor du biologische Ursachen diskutierst.
Eine zentrale Grenze von Pielou-Gleichverteilung (Evenness) lautet: Vergleicht Artenanteile innerhalb einer Probe mit maximaler Gleichverteilung bei beobachteter Artenzahl; Ergebnisse hängen von Erhebung, Detektion und Artabgrenzung ab. Nutze die Kennzahl deshalb nicht losgelöst von ihrer Referenz; sie eignet sich für Vergleich der Artenanteils-Gleichverteilung zwischen Lebensräumen, Zeitpunkten oder Proben bei expliziter Angabe von Erhebungsmethode und Artenzahl. Pielous J normiert den Shannon-Index auf die maximal mögliche Entropie bei gleicher Häufigkeit aller S Arten und beschreibt deren relative Gleichverteilung. Bei Vergleichen zwischen Populationen oder Experimenten prüfst du, ob Definition, Nenner und Erhebungszeitraum übereinstimmen. Ist die Annahme nicht plausibel, zeigt das Ergebnis nur, was das vereinfachte Modell aus den Eingaben berechnet; es ist dann kein belastbarer Schätzer für die Zielpopulation. Nenne diese Einschränkung im Bericht und leite keine Kausalwirkung aus der Formel allein ab.
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