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Quelle diversité dans ce peuplement ? Indices de Shannon et de Simpson

Saisissez le nombre d'individus comptés pour chaque espèce pour obtenir l'indice de Shannon H′, l'équitabilité de Piélou, l'indice de Simpson et le nombre effectif d'espèces.

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Résultats

Indice de Shannon H′

1,56

1,5 à 3 : fourchette fréquente dans de nombreux peuplements
Équitabilité de Piélou J
0,802
Richesse spécifique S
7
Indice de diversité de Simpson 1 − D
0,749
Nombre effectif d'espèces exp(H′)
4,76
Nombre total d'individus N
100

Mesurer la biodiversité

Compter les espèces est la mesure la plus simple de la diversité, mais elle ignore la répartition des individus. Une prairie de dix espèces dont une seule représente 90 % des plantes est en pratique moins diversifiée qu’une prairie de dix espèces aussi abondantes les unes que les autres. Les indices de diversité combinent la richesse, le nombre d’espèces, et l’équitabilité, l’égalité de leurs abondances.

L’indice de Shannon

Claude Shannon a défini cette mesure de l’information en 1948, et les écologues l’ont adoptée pour décrire les peuplements :

H′ = −Σ pᵢ × ln(pᵢ)

où pᵢ est la proportion d’individus de l’espèce i. H′ vaut 0 quand il n’y a qu’une espèce et augmente avec le nombre d’espèces et leur équitabilité. Dans de nombreuses études de terrain, il se situe entre environ 1,5 et 3,5. On le trouve aussi sous le nom d’indice de Shannon-Weaver ou de Shannon-Wiener.

L’équitabilité de Piélou

Elle compare H′ à sa valeur maximale possible pour le même nombre d’espèces S :

J = H′ ÷ ln(S)

J varie de 0 à 1 ; 1 signifie que toutes les espèces sont également abondantes.

L’indice de Simpson

L’indice de Simpson D est la probabilité que deux individus tirés au hasard, sans remise, appartiennent à la même espèce :

D = Σ nᵢ(nᵢ − 1) ÷ [N(N − 1)]

Le calculateur affiche 1 − D, la probabilité qu’ils appartiennent à deux espèces différentes, qui augmente avec la diversité. Simpson donne plus de poids aux espèces communes, Shannon est plus sensible aux espèces rares.

Nombre effectif d’espèces

exp(H′) traduit l’indice de Shannon en nombre d’espèces également abondantes qui donneraient la même diversité. Il se compare plus facilement : un peuplement dont le nombre effectif vaut 4,8 est aussi diversifié qu’un peuplement d’environ 5 espèces de même abondance.

Exemple

Un inventaire compte 40, 25, 15, 10, 5, 3 et 2 individus de sept espèces, soit 100 au total. L’indice de Shannon vaut 1,56, l’équitabilité 0,80, l’indice de Simpson 1 − D 0,75 et le nombre effectif d’espèces environ 4,8.

Bonnes pratiques

  • Ne comparez des sites qu’avec le même effort et la même méthode d’échantillonnage : de nouvelles espèces rares apparaissent quand on compte plus d’individus.
  • Utilisez toujours le logarithme népérien ; certaines études emploient le log en base 2 ou 10, ce qui change les valeurs.
  • Indiquez la richesse et l’équitabilité en plus de l’indice.

Questions fréquentes

Comment calcule-t-on l'indice de Shannon ?

Calculez la proportion pᵢ de chaque espèce, multipliez-la par son logarithme népérien, additionnez les résultats et changez le signe : H′ = −Σ pᵢ ln pᵢ.

Qu'est-ce qu'une bonne valeur de l'indice de Shannon ?

Il n'existe pas d'échelle universelle, mais les valeurs se situent souvent entre 1,5 et 3,5 dans les études écologiques. Plus la valeur est haute, plus il y a d'espèces réparties de façon équilibrée.

Quelle différence entre les indices de Shannon et de Simpson ?

Shannon est plus sensible aux espèces rares, Simpson donne plus de poids aux espèces communes. L'indice 1 − D de Simpson est la probabilité que deux individus tirés au hasard soient d'espèces différentes.

Qu'est-ce que l'équitabilité de Piélou ?

L'indice de Shannon divisé par le logarithme népérien du nombre d'espèces. Elle varie de 0 à 1 ; 1 signifie que toutes les espèces sont également abondantes.

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