샤논 다양도지수 (Shannon Diversity Index)
한 줄 정의: 군집의 종 수와 개체 수 균등성을 함께 반영해 다양성을 하나의 값으로 나타낸 지표입니다.
쉽게 풀면
어느 숲이 더 다양한지를 종 수만으로 비교하면 왜곡이 생깁니다. 종이 열 개라도 한 종이 거의 전부를 차지하면 실제로는 단조로운 군집이기 때문입니다. 샤논 다양도지수는 종의 개수와 함께 개체가 여러 종에 얼마나 고르게 나뉘어 있는지를 같이 계산합니다. 그래서 값이 클수록 종이 많고 고르게 분포한 군집이라는 뜻이 됩니다.
왜 중요한가
군집 다양성을 하나의 숫자로 비교할 수 있게 해 주어 생태 조사 보고서와 환경영향평가에서 가장 널리 쓰이는 지표입니다. 최근에는 마이크로바이옴 분석에서도 표준적인 알파 다양성 지표로 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"교란 구역의 샤논 다양도지수는 대조 구역보다 유의하게 낮게 산출되었다."
교란이 일어난 곳에서 종의 수가 줄거나 특정 종이 우점하게 되어 군집의 다양성이 떨어졌다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
이 지수는 각 종의 상대 풍부도에 그 값의 로그를 곱해 모두 더한 뒤 부호를 바꾼 형태로 계산되며, 정보 이론의 엔트로피와 같은 수식을 군집 자료에 적용한 것입니다. 로그의 밑을 무엇으로 쓰느냐에 따라 값의 크기가 달라지므로 논문에서는 밑을 명시하는 것이 원칙입니다. 관측된 최대값 대비 비율로 계산하는 균등도 지수와 함께 제시하면 다양성이 종 수 때문인지 균등성 때문인지 구분할 수 있습니다.
주의할 점
같은 이름의 지수가 정보 이론의 섀넌 엔트로피와 수식이 같지만, 생태학에서는 군집의 종 구성에 적용한다는 점에서 해석의 맥락이 다릅니다. 또 표본 크기가 작으면 값이 실제보다 낮게 나오므로 조사 노력을 맞추거나 희박화 보정을 거쳐야 비교할 수 있습니다.