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.