Экологическое разнообразие и его измерение - Мэгарран Э.
Скачать (прямая ссылка):
индексов. Шире всего используются индексы Жаккара и Ссрснссна (So-
ulliwood, 1978; Janson, Vegelius, 1981; рабочий пример 15).
Коэффициент Жаккара: Cj = j/(a+b~j), (5.7)
коэффициент Серенсена: Cs = 2^/(а + Ь), (5.8)
где ] — число общих видов на обоих участках, а — число видов на участке А, b — число видов на участке D. Коэффициенты равны 1 в случае полного
сходства (т. е. индентичности видовых составов) и 0, если выборки совершенно различны и пе включают общих видов. Одно из важнейших преимуществ этих индексов — их простота. Однако такое достоинство оборачивается и недостатком, поскольку не принимается во внимание обилие видов. В уравнениях одинаково учитываются все виды независимо от того, обильны они или редки. Это обстоятельство привело к разработке мер сходства, основанных на количественных данных (Southwood, 1978). Вероятно, чаще других в данном случае используется модифицированный индекс Серснссна (Bray, Curtis, 1957) (пример 15, с. 165).
2JN
Количественный коэффициент Серенсена: Cw = , (5.9)
N (aN + bN)
где aN — общее число особей на участке A, bN — общее число особей на участке В, jN — сумма наименьших из двух обилий видов, встреченных на обоих участках. Так, если 12 особей вида были найдены на участке А и 29 особей тою же вида — на участке В, подсчитывая jN, следует взять величину 12.
Уолда (Wolda, 1981), исследовав много количественных индексов сходства, продемонстрировал, что все они, кроме индекса Мориситы — Хорна (рабочий пример 15), очень сильно зависят от видового богатства и размера выборки. Однако недостаток индекса Мориситы — Хорна — в высокой чувствительности к численности самых обильных видов. Тем не менее Уолда (1981) успешно использовал модифицированную версию этого индекса для измерения ^-разнообразия тропических тараканов.
21 (а»:Ьп;)
Индекс Мориситы — Хорна: С,= - 1 1 (5.10)
п,и (da+db)aN-bN
где aN — общее число особей на участке А, ап; — число особей i-ro вида на этом же участке,
Недавно проведена общая оценка качественных и количественны* мер сходства (Smith, 1968) по данным Ротамстедекой станции по наблюдению за насекомыми (Taylor, 1986). Смит пришла к заключению, что качественная оценка присутствия/отсутствия в целом недостаточна. Из всех проверенных индексов лучшим оказался коэффициент Серенсена (уравнение 5.8). Большое число количественных мер сходства осложнило выбор и Смит советует использовать в каждом конкретном исследовании тот или иной индекс в зависимости от формы данных и поставленных целей. Однако она также считает, что различные версии индекса Мориситы — Хорна (уравнение 5.10) относятся к лучшим среди известных подходов.
Если сравнивается несколько участков, хорошее представление о ^-разнообразии может дать кластерный анализ. Он начинается с составления матрицы сходства для каждой пары сравниваемых объектов. Затем проводится последовательное объединение объектов по ступеням их сходства, пока все они не будут включены в единую дендрограмму (рис. 5.8). Существует много методов составления кластеров и их объединения друг с другом. Два самых рас-
Дубовый пес Хвоимая купьтура
Рис. 5.8. Дендрограмма, показывающая сходство между бабочками, пойманными any-мя сне юными ловушками п дубовом лесу и тремя — и хвойной культуре Бати ера. Кла-серный анализ проведен с нсполыовгчисм коэффициента сходства Жаккара и метода ipytmoiioio среднего. Очевидно гораздо большее сходство (меньшее Ц-ра ик'обрашс) учасч кон и пределах каждою из двух типов леса, чем между ними
прост раненных в экологии метода — групповых средних и центроидный. Превосходное обсуждение кластерного анализа можно найти у Пислу (Pielou,
1984).
'Этот анализ можно проводить, используя либо данные по присутствию/ отсутствию видов, либо количественную информацию. Во многих случаях (см. рис, 5.9) результаты будут идентичны. Поскольку интерпретация результатов кластерного анализа зависит от визуальной оценки дендрограммы, лучше всего использовать этот прием при малых массивах данных. Дендрограмму для 30 и более участков часто трудно интерпретировать, а от взгляда па дендрограмму для более 100 участков скорее потемнеет в глазах, нежели сложится четкая экологическая картина.
Методы ординации можно применять для исследования общего сходства учатсков и выделения их основных групп. Сам но себе этот подход не даст прямой оценки ^-разнообразия, на его можно использовать для определения числа присутствующих сообществ, в каждом из которых часто можно указать характерные ниды. Для этой цели полезны анализы главных компонент (Pielou, 1984; Jeffers, 1978) и индикаторных видов (Hill ct al., 1975).
Простой метод измерения /3-разнообразия — изучение распределения коэффициентов сходства, рассчитанных для разных выборок. На рис. 5.10 сравниваются /3-раэнообразия хвойной культуры и дубового леса в Банагерс. Индексы определялись для серий квадратов вдоль 10 трансектов в каждом типе насаждения по формуле
