РЕКОМЕНДАЦИИ ДДЯ АНАЛИЗА ДАННЫХ ПО РАЗНООБРАЗИЮ ВИДОВ

5.6. Рекомендации для анализа данных по разнообразию видов

РЕКОМЕНДАЦИИ ДДЯ АНАЛИЗА ДАННЫХ ПО РАЗНООБРАЗИЮ ВИДОВ

Формированиевыборок. ПоЭ. Мэгарран [1992] анализируемые выборкидолжны быть репрезентативны, достаточновелики и одинаковы по объему, сформированыс соблюдением правил случайного отбора.

Графическийанализ данных.Необходимо построение графиков ранговогораспределения обилий, которые позволятполучить первое представление о моделираспределения.

Проверкасоответствия эмпирических данныхтеоретичес­кой модели.

В тех исследованиях, где оценкаразнообразия явля­ется основнойзадачей, часто бывает полезно формальнооценить соответствие эмпирическихраспределений основным моделям ви­довогообилия, а результаты подтвердить спомощью критериев со­гласия, используяграфики рангового распределения обилийи срав­нивая их с ожидаемым распределением.Этот прием представляет наибольшийинтерес, когда исследуемые сообществаподвергают­ся действию средовогостресса.

Расчет индексовразнообразия.Видовое богатство и домини­рованиерассчитываются по индексам Маргалефаи Бергера-Паркера. Легкость вычисленияи интерпретации – их большое преиму­щество.

Затем определяется параметр логарифмического распре­деления. Этостандартная статистическая мераразнообразия. Вме­сто него можноиспользовать индекс Q.

Для сравнения с результа­тамиисследований других авторов бываетполезным определение индекса Шеннона.

Проверкастатистических гипотез.Когда выборки представ­лены несколькимиповторностями, для проверки значимостираз­личий между сообществами необходимоиспользовать дисперси­онный анализ.

Если непосредственно сравниваютсярезультаты двух исследований, важноиспользовать один и тот же индексразнооб­разия.

По этой причине болееинформативным может оказатьсяиспользование индекса Шеннона, а непоиск новых показателей, более приемлемыхс теоретической и прикладной точекзрения.

5.7. Анализ бета-разнообразия: сравнение, сходство, соответствие сообществ

Бета-разнообразиехарактеризует степень различий илисход­ства ряда местообитаний иливыборок с точки зрения их видово­госостава, а иногда и обилия видов. Этоттермин был введен Уиттекером в 1960 году.

Один из общих подходов к установлениюбета-разнообразия – оценка измененийвидового разнообразия вдоль средовогоградиента. Другой путь его определения– сравнение видового состава различныхсообществ.

Чем меньше общих ви­дов всообществах или в разных точках градиента,тем выше бета-разнообразие. Этот путьиспользуется в любых исследованиях,рассматривающих степень различийвидового состава выборок, местообитанийили сообществ.

Вместе с мерами оценкивнутрен­него разнообразия местообитанийбета-разнообразие можно ис­пользовать,чтобы получить представление об общемразнообра­зии условий данной территории.

5.7.1. Показатели сходства, основанные на мерах разнообразия

Выделено6 мер измерения бета-разнообразия наоснове дан­ных по присутствию илиотсутствию видов.

Мера Уиттекераописывается формулой:

,

где S– общее число видов, зарегистрированныхв системе: – среднее разнообразие выборокстандартного размера, измеряемое каквидовое богатство.

Мера Коуди разработана для исследования изменений в сообществе птиц вдоль средового градиента:

,

где g(H)– число видов, прибавившихся вдольградиента местообитаний, а l(H)– число видов, утраченное на том жетрансекте.

Меры Ратледжа. Мера R учитываетобщее видовое богатство и степеньсовпадения видов:

,

где S– общее число видов во всех выборках,а r– число пар видов с перекрывающимсяраспределением.

МераI основана на теории информации и былаупрощена для качественных данных иравного размера выборок:

,

где ei – числовыборок вдоль трансекта, в которомпредставлен i-йвид, j – видовоебогатство j— й выборки, а T= ei= j.

МераE–экспоненциальная форма I:

E=exp (I)– 1.

Мера Уилсона иШмидыTвключает те же элементы утраты (l)и добавления (g) видов, что и мера Коуди, но стандартизованана среднее видовое богатство выборок,входящее в меру Уиттекера:

T= [g (H) + l(H)]/2.

Все 6 критериевбыли оценены Мэгарран [1992]по 4-м критериям с целью определитьлучший показатель:

1) число сменсообществ (выбраны 2 гипотетическихградиента, один из которых однороден,т.е. вдольвсей его длины присутствуют одни и теже виды, а другой состоит из неперекрывающихсясообществ);

2) аддитивность(способность индекса давать ту же самуювеличину бета-разнообразия,независимо от того, высчитывается лиона по данным для двух концов градиентаили по сумме значений бета-разнообразия,полученных внутри градиента. Например,при трех точках сбора (a,b, c):

(a,c) =(a, b)+ (b,c);

3) независимостьот степени разнообразия сообществ(бедное и богатое видами сообщество);

4) независимостьот чрезмерного размера выборки.

Большинствукритериев удовлетворяет мераУиттекераW.

Источник: https://studfile.net/preview/4127450/page:27/

География и мониторинг биоразнообразия

РЕКОМЕНДАЦИИ ДДЯ АНАЛИЗА ДАННЫХ ПО РАЗНООБРАЗИЮ ВИДОВ

Глобальный Экологический Фонд Проект «Сохранение биоразнообразия»Экоцентр МГУ им. М.В. Ломоносова

Серия учебных пособий “Сохранение биоразнообразия”

Рекомендовано Советом по экологии и биологии учебно-методического объединения по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по экологическим и биологическим направлениям и специальностям, а также для системы дополнительного образования

География и мониторинг биоразнообразия.
Колл. авторов. М.: Издательство Научного и учебно-методического центра, 2002. 432 с.

Авторы книги: Лебедева Наталья Викторовна, Криволуцкий Дмитрий Александрович, Пузаченко Юрий Георгиевич, Дьяконов Кирилл Николаевич, Алещенко Глеб Михайлович, Смуров Андрей Валерьевич, Максимов Виктор Николаевич, Тикунов Владимир Сергеевич, Огуреева Галина Николаевна, Котова Татьяна Викторовна

Редакционная коллегия книги: Касимов Н.С., Романова Э.П., Тишков А.А.

Рецензенты книги: Артюхов В.Г., Добровольский Г.В., Марфенин Н.Н., Смирнова О.В., Медведева О.Е., Корзун Л.П.

Научный руководитель серии Н.С. Касимов.

Читайте книгу в Acrobat Reader как PDF файл (18723.09KB)

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Раздел I. Н.В. Лебедева, Д.А. Криволуцкий. Биологическое разнообразие и методы его оценки

Раздел II. Ю.Г. Пузаченко, К.Н. Дьяконов, Г.М. Алещенко. Разнообразие ландшафта и методы его измерения

Раздел III. А.В. Смуров, В.Н. Максимов, В.С. Тикунов. Мониторинг биоразнообразия

Раздел IV. Г.Н. Огуреева, Т.В. Котова. Картографирование биоразнообразия

ГЛОССАРИЙ

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ I. БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И МЕТОДЫ ЕГО ОЦЕНКИ

Введение

Глава 1. Биологическое разнообразие

1.1. Понятие биоразнообразия

1.2. Международная программа «Биологическое разнообразие»

1.3. Исследовательская программа «Диверситас»

1.4. Реализация Конвенции о биоразнообразии России

Глава 2. Уровни биоразнообразия

2.1. Системная концепция биоразнообразия

2.2. Генетическое разнообразие

2.3. Видовое разнообразие

2.3.1. Динамика видового разнообразия

2.3.2. Связь видового богатства с различными факторами

2.3.3. Динамика видового богатства по данным палеонтологической летописи

2.4. Биоразнообразие, созданное человеком

2.5. Экосистемное разнообразие

Глава 3. Классификации биоразнообразия

3.1. Инвентаризационное и дифференцирующее разнообразие

3.2. Таксономическое и типологическое разнообразие организмов

3.3. Биохорологическое разнообразие

3.4. Структурное разнообразие

Глава 4. Таксономическое разнообразие

4.1. Научная классификация организмов

4.2. Жизненные формы и биологическое разнообразие

4.3. Инвентаризация видов

4.4. Видовое богатство России

Глава 5. Измерение и оценка биологического разнообразия

5.1. Параметры биологического разнообразия (альфа-разнообразие)

5.2. Методы построения графиков видового обилия

5.3. Модели распределения видового обилия

5.3.1. Геометрический ряд

5.3.2. Логарифмическое распределение

5.3.3. Логарифмически-нормальное распределение

5.3.4. Распределение по модели «разломанного стержня» Мак-Артура

5.3.5. Другие теоретические модели

5.4. Индексы биоразнообразия

5.4.1. Индексы видового богатства

5.4.2. Индексы, основанные на относительном обилии видов

5.5. Сравнительный анализ индексов разнообразия

5.6. Рекомендации для анализа данных по разнообразию видов (по Мэгарран)

5.7. Анализ бета-разнообразия: сравнение, сходство, соответствие сообществ

5.7.1. Показатели сходства, основанные на мерах разнообразия

5.7.2. Показатели соответствия

5.7.3. Основные индексы общности для видовых списков

5.7.4. Индекс общности для количественных данных

5.8. Графический анализ бета-разнообразия

5.8.1. Неориентированные и ориентированные графы

5.8.2. Плеяды Терентьева

5.8.3. Дендрограмма (кластерный анализ)

5.9. Применение показателей разнообразия

5.10. Гамма-разнообразие наземных экосистем

5.10. Гамма-разнообразие наземных экосистем

5.10.1. Пространственные показатели гамма-разнообразия

5.10.2. Разномасштабние уровни гамма-разнообразия

5.10.3. Информационные показатели гамма-разнообразия фитоценохор

Глава 6. Оценка биоразнообразия и охрана природы

Рекомендуемая литература

РАЗДЕЛ II. РАЗНООБРАЗИЕ ЛАНДШАФТА И МЕТОДЫ ЕГО ИЗМЕРЕНИЯ

Введение

Глава 1. Общие представления о разнообразии

1.1. Что такое разнообразие? (Прагматический аспект)

1.2. Что такое разнообразие? (Термостатистическая и информационная основа)

1.3. Иерархическая организация природы

1.4. Разнообразие и функционирование

Глава 2. Феноменологические иерархические уровни организации пространства

Глава 3. Измерение ландшафтного разнообразия

3.1. Измерение ландшафтного разнообразия на основе дистанционной информации

3.2. Измерение ландшафтного разнообразия на основе использования топографических карт совместно со сканерной съемкой

3.3. Организация полевых исследований для оценки ландшафтного разнообразия

Глава 4. Прикладные задачи ландшафтного планирования, решаемые на основе измерения ландшафтного разнообразия

Заключение

Приложение 1

Приложение 2

Литература

РАЗДЕЛ III. МОНИТОРИНГ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Введение

Глава 1. Научные основы мониторинга биологического разнообразия. Определения и терминология

Глава 2. Методы оценки состояния и динамики биоразнообразия на разных иерархических уровнях организации биосистем

2.1. Биофизические и биохимические методы

2.2. Генетические методы

2.3. Биоэнергетические методы

2.4. Иммунологические методы

2.5. Морфологические методы

2.6. Патологоанатомические и гистологические методы

2.7. Токсикологические методы

2.8. Эмбриологические методы

2. 9. Паразитологические методы

2.10. Популяционные и экосистемные методы

Глава 3. Геоинформационные системы – интегрирующее ядро мониторинговой системы биоразнообразия

Глава 4. Средства обеспечения мониторинга биоразнообразия

4.1. Аппаратно-технические средства

4. 2. Программное обеспечение

4. 3. Организационное обеспечение

Литература

РАЗДЕЛ IV. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

Введение

Глава 1. Биогеографические основы картографирования биоразнообразия

Глава 2. Картографирование разнообразия организмов

Глава 3. Картографирование экологического разнообразия

Глава 4. Картографирование генетического разнообразия

Глава 5. Комплексное картографирование биоразнообразия

Глава 6. Новые технологии в картографировании биоразнообразия

Литература

ГЛОССАРИЙ

 ПРЕДИСЛОВИЕ

Понятие «биоразнообразие» вошло в широкий научный обиход в 1972 году на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде, где экологи сумели убедить политических лидеров стран мирового сообщества в том, что охрана живой природы должна стать приоритетной при осуществлении любой деятельности человека на Земле.

Через двадцать лет, в 1992 году в Рио-де-Жанейро во время Конференции ООН по окружающей среде и развитию была принята Конвенция о биологическом разнообразии, которую подписали более 180 стран, в том числе и Россия. Активная реализация Конвенции о биоразнообразии в России началась после ее ратификации Государственной Думой в 1995 году.

На федеральном уровне был принят целый ряд природоохранительных законов, а в 1996 году Указом Президента РФ, утверждена «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию», в которой в качестве одного из важнейших направлений развития России рассматривается сохранение биоразнообразия.

Россия, как и другие страны, подписавшие и ратифицировавшие Конвенцию о биологическом разнообразии действует не в одиночку. Проект Глобального экологического фонда (ГЭФ) по сохранению биоразнообразия России, финансируемый Международным банком реконструкции и развития, стартовал в декабре 1996 года.

С тех пор разработана и в 2001 году принята Национальная стратегия сохранения биоразнообразия России, разрабатываются механизмы сохранения биоразнообразия, осуществляется поддержка национальных парков и заповедников, реализуются мероприятия по сохранению биоразнообразия и улучшению экологической обстановки в различных регионах.

Проект ГЭФ и Национальная стратегия наряду с другими проектами по сохранению биоразнообразия в качестве приоритетных направлений предусматривают разработку и реализацию образовательных программ.

Настоящая серия учебных пособий и справочных материалов призвана хотя бы в некоторой мере заполнить тот вакуум, который существует в России.

Казалось бы, что проблема сохранения биоразнообразия, обсуждаемая на самых разных уровнях, уже давно должна была найти отражение в учебных планах, образовательных стандартах, по крайней мере экологических специальностей.

Однако, как показал тщательный анализ Государственных образовательных стандартов, разделы, связанные с изучением феномена биоразнообразия, методами его оценки, значимости сохранения биоразнообразия для устойчивого развития и т.д. в явном виде не включены ни в один из них. Практически отсутствуют и учебные пособия по этой тематике.

Авторы, редакторы и другие участники проекта по созданию серии учебников, учебных пособий и справочных материалов для студентов вузов и работников системы особо охраняемых территорий России искренне надеются, что предлагаемые читателю материалы помогут ориентироваться в сложнейшей и многообразнейшей проблеме биоразнообразия. Список учебных материалов данной серии открывается переводом на русский язык, наиболее популярного за рубежом учебника Р. Примака «Основы сохранения биоразнообразия». Для удобства читателя остальные материалы объединены в три книги: «Сохранение и восстановление биоразнообразия», «География и мониторинг биоразнообразия» и «Социально-экономические и правовые основы сохранения биоразнообразия». Каждая книга снабжена собственным предисловием редакторов и глоссарием. Серия учебных материалов помимо книг содержит два лазерных диска и буклеты.

Участники проекта отдают себе отчет в том, что лишенных недостатков учебников и учебных пособий, особенно в первом издании, не бывает, поэтому будут искренне признательны за все замечания и предложения, которые позволят улучшить их структуру и содержание.

Научный руководитель проекта, член-корр. РАН Н.С. Касимов

Директор Экоцентра МГУ, член-корр. РЭА А.В. Смуров

ВВЕДЕНИЕ

Подготовка студентов географов, экологов и биологов, а также повышение квалификации практиков охраны природы на современном этапе невозможно без получения основ знаний по проблемам формирования, географии и сохранения биоразнообразия.

При этом следует отдавать себе отчет, что понятие «биоразнообразие» за сравнительно короткий отрезок времени получило расширительное многоуровневое толкование, а с принятием Конвенции о биологическом разнообразии, к которой присоединилось большинство стран на планете, еще и политическое звучание.

Собственно его биологический смысл раскрывается через представления о внутривидовом, видовом и надвидовом (ценотическом) разнообразии жизни, а географический – через традиционные положения биогеографической науки, которую в современной интерпретации можно трактовать как науку обо всех географических закономерностях формирования биоразнообразия. В добавление к этому, сначала деятели охраны природы, а затем и ученые стали говорить об экосистемном и ландшафтном разнообразии как объектах сохранения, а соответственно изучения и выделения в природе. Некоторые исследователи, в т.ч. и авторы одного из представленных здесь учебных пособий, пошли дальше и рассматривают, вполне резонно в качестве объекта сохранения, иерархическую организацию ландшафта.

Концепция биоразнообразия, несмотря на некоторую сложность объяснения ее феноменологии, доступна для понимания студентами при наличии у них базовых знаний, полученных при изучении общих биологических, экологических и физико-географических дисциплин.

Теоретические и практические знания в биоразнообразия невозможно усвоить без знакомства с основами систематики растений и животных, биогеографии, ландшафтоведения, картографии, общей экологии.

Но и уповать только на базовое образование, не стимулируя учащегося к самостоятельному развитию интереса к проблемам биоразнообразия, также нельзя.

Поэтому нам видится, что подбор дисциплин и авторов в «географическом блоке» пособий по биоразнообразию удачен, а главное – органичен, обеспечивая преемственность знаний между собой и с основными пособиями «биологического блока».

Д.А. Криволуцкий и Н.В. Лебедева в последние годы выпустили несколько учебников и пособий по изучению биоразнообразия, в т.ч. и по методам его оценки (измерения).

Сразу отмечу, что авторы нисколько не повторяют биологические аспекты проблемы, а внедряют в учебный процесс биогеографические подходы анализа и синтеза материалов о биоразнообразии. Биогеография, как и любая другая наука, сформировалась и развивалась в соответствии с потребностями общества.

Отличие в данном случае от других наук географического цикла связано с тем, что возникновение биогеографии не определялось утилитарными нуждами, а исходно несло предпосылки фундаментального характера [Cox, Moore, 1993].

В их основе – выявление географических закономерностей биоразнообразия, его распределения по градиентам среды и в соответствии с действием исторических факторов. Связывая возникновение биогеографии с именем А.

Гумбольта, большинство исследователей сужают определение науки – объяснение закономерностей распространения живых организмов на поверхности Земли. Как все молодые науки, она развивается, уточняет свой предмет, задачи и методы. Это отразилось и на трактовке самого содержания науки – оно меняется в соответствии с эволюцией географии и биологии, на стыке которых и возникла биогеография.

В основу современной биогеографии закладывается изучение актуальной картины живой природы, познание особенностей распределения организмов и их сообществ по градиентам абиотической среды.

Как показывают авторы пособия, ключевым словом науки становится «биоразнообразие», а центральной проблемой теории – закономерности формирования биоразнообразия и роль в нем географических факторов.

При такой методологической поддержке значительно легче объяснять современное распространение организмов, а главное – оценивать биогеографические последствия действия антропогенных факторов. Недаром, в пятом издании одного из лучших учебников биогеографии – С. Barry Cox и Peter D.

Moore «Biogeography» (1993) рассмотрение курса начинается с представлений о биоразнообразии, его градиентах и изменчивости в пространстве и во времени. Такой взгляд на биогеографию делает эту науку просто незаменимой при решении практических задач охраны природы и устойчивого развития регионов.

Н.В. Лебедева и Д.А. Криволуцкий идут дальше – они вооружают будущего исследователя методами оценки биоразнообразия, помогают ему учитывать уровневый характер объекта изучения, классифицировать элементы биоразнообразия в зависимости от задач исследований, измерять его параметры и использовать полученные результаты в практике охраны природы.

К рассмотренной выше работе примыкает небольшое по объему, но исключительно содержательное пособие по «Мониторингу биологического разнообразия», подготовленное А.В. Смуровым, В.Н. Максимовым и В.С. Тикуновым.

К сожалению, в Единой государственной системе экологического мониторинга биоразнообразие как объект контроля и наблюдения занимает подчиненное положение и ограничено показателями, фиксируемыми в рамках программы Летописи природы в государственных заповедниках (далеко не во всех).

Мониторинг состояния биоразнообразия, будучи прикладной комплексной дисциплиной, одинаково полезна и студентам-биологам, и географам. Но еще более значима она для повышения квалификации практиков охраны природы.

На каких аспектах организации биомониторинга сосредоточились авторы пособия? Во-первых, на методах оценки состояния и выявления изменений в природной и антропогенной динамике на разных уровнях организации живого. Во-вторых, на дидактически и методологически последовательном разборе использования геоинформационных систем как интегральных элементов биомониторинга.

И, в-третьих, на детальном представлении средств обеспечения мониторинга биоразнообразия (технических, программных, организационных и приборных). Студенты будут приятно удивлены тем, что многие разработки для организации и ведения биомониторинга знакомы нескольким поколениям биологов м географов и апробированы на объектах, хорошо знакомых им по полевым практикам.

Сравнительно небольшое по объему, но важное в ряду обучающих материалов по проблемам биоразнообразия учебное пособие подготовили опытные педагоги Географического факультета МГУ Т.П. Котова и Г.Н. Огуреева. Оно посвящено картографированию биоразнообразия.

К сожалению, следует отметить, что в последние десятилетия, даже на Географическом факультете МГУ, не говоря уже о полевых кафедрах Биологического факультета и других профильных вузов, выпускники имеют слабую картографическую подготовку.

Речь идет не только и не столько о фундаментальных основах картографии как ведущей географической дисциплины (здесь сохраняются традиции подготовки картографов высокого уровня), сколько о тематическом картографировании – геоботаническом, зоогеографическом и др.

Выпускники практически не умеют работать с основой, не способны адаптировать первичный материал к нуждам картографического отображения, путаются в масштабах, не могут провести первичную классификацию объектов картографирования и правильно подготовить легенду.

Авторы в своем учебном пособии как раз дают основы для понимания задач картографирования биоразнообразия, ориентируя учащихся на различия в подходах и методах картографического анализа и синтеза данных о разнообразии организмов, их сообществ и экосистем на глобальном, региональном и локальном уровнях. Материалы подаются как часть общего цикла дисциплин по биогеографическому картографированию, поэтому вполне логично, что здесь не выделяются оригинальные технологии, а рассматриваются достаточно традиционные подходы и методы. Так, выбор операционных (территориальных) единиц оценки биоразнообразия на каждом масштабном уровне проводится аналогично геоботаническому и зоогеографическом картографировании. Предложенный авторами критический анализ имеющихся в литературе и в Интернете образцов картографирования биоразнообразия будет полезен тем, кто изучает эту достаточно сложную дисциплину.

Учебное пособие Ю.Г. Пузаченко, К.Н. Дьяконова и Г.М.

Алещенко «Разнообразие ландшафтов и методы его измерения» – принципиально новый тип обучающих материалов, призванный не только дать теоретические представления о феномене формирования разнообразия живой природы в целом, но и обучить студента азам практических действий – измерению и оценке ландшафтного разнообразия с использованием дистанционной информации, анализу и классификации многоканальных спектрозональных изображений и т.д. Последовательно – от теории к методам работы с дистанционными и наземными полевыми материалам по ландшафтному разнообразию, а затем к прикладным задачам ландшафтного планирования. В целом логичная, дидактически выдержанная схема обучающего модуля для относительно новой учебной дисциплины.

Некоторая сложность для восприятия и изучения материала пособия компенсируется, по сути дела, приглашением студентов к сотворчеству.

Ведь изучение ландшафтного разнообразия с использованием космических изображений многоканальной съемки, информационных ресурсов Интернета и методов оперативного ландшафтного планирования подразумевает индивидуальный подход к работе со студентами.

Поэтому у редактора не возникает опасений в отношении усложненной терминологии, недостаточности знаний у студентов по базовым дисциплинам (высшая математика, физика, информатика, ландшафтоведение и др.) и постановки «сверхзадач» для практических занятий.

Чтобы студент «начал видеть» элементарные территориальные единицы на космических снимках, научился классифицировать типы изображений, проводить факторное разложение сканерной съемки и сопоставлять результаты «компьютерного дешифрирования» с результатами наземных полевых исследований рядом должен быть преподаватель.

По-моему, именно так построено учебное пособие – часть подходов и методов дается подробно, на конкретных примерах и с отсылкой к другим источникам информации, а некоторые положения теории и практики оценки разнообразия ландшафтов отнесены к разряду «домашнего задания», работа над которым подразумевает привлечение дополнительных источников информации, в т.ч. зарубежных.

Пока рано говорить о том, как впишутся настоящие учебные пособия в современный образовательный процесс. Но ясно одно, что они займут достойное место в междисциплинарной подготовке специалистов по охране живой природы и включатся в распространение экологических знаний.

Важно не только отреагировать на социальный заказ и расширить спектр учебных дисциплин в связи с появлением новых природоохранных проблем, но и видеть перспективу.

В этом отношении рассматриваемые учебные пособия работают на реализацию Стратегии сохранения биоразнообразия в Российской Федерации и на подготовку кадров для выполнения обязательств нашей страны по Конвенции о биологическом разнообразии.

Профессор, д.г.н. А.А. Тишков

Источник: http://nature.air.ru/biodiversity/book3.html

Биоразнообразие 1 ч.. I. Биологическое разнообразие и методы его оценки Введение

РЕКОМЕНДАЦИИ ДДЯ АНАЛИЗА ДАННЫХ ПО РАЗНООБРАЗИЮ ВИДОВ

Подборка по базе: Занятие 8 (4 часа) Воспитание в семье. Методы воспитания.doc, Математические методы.Нелинейное программирован….doc, Курсовая 4 курс методы оценки рентабельности и пути ее повышения, КР основные направления и методы оценивания применяемые в оценке, Формы и методы реаблитации.

pptx, ГДП методы исследования .pptx, Контрольная работа Финансовые методы регулирования экономики..rt, Цели и методы финансового планирования.rtf, сравнительные методы лечения экзем у собак в зависимости от возр, Тыртышников методы численного анализа.pdf.
Формирование выборок. По Э.

Мэгарран [1992] анализируемые выборки должны быть репрезентативны, достаточно велики и одинаковы по объему, сформированы с соблюдением правил случайного отбора.

Графический анализ данных.

Необходимо построение графиков рангового распределения обилий, которые позволят получить первое представление о модели распределения.

Проверка соответствия эмпирических данных теоретичес­кой модели.

В тех исследованиях, где оценка разнообразия явля­ется основной задачей, часто бывает полезно формально оценить соответствие эмпирических распределений основным моделям ви­дового обилия, а результаты подтвердить с помощью критериев со­гласия, используя графики рангового распределения обилий и срав­нивая их с ожидаемым распределением. Этот прием представляет наибольший интерес, когда исследуемые сообщества подвергают­ся действию средового стресса.

Расчет индексов разнообразия. Видовое богатство и домини­рование рассчитываются по индексам Маргалефа и Бергера-Паркера. Легкость вычисления и интерпретации – их большое преиму­щество.

Затем определяется параметр  логарифмического распре­деления. Это стандартная статистическая мера разнообразия. Вме­сто него можно использовать индекс Q.

Для сравнения с результа­тами исследований других авторов бывает полезным определение индекса Шеннона.

Проверка статистических гипотез. Когда выборки представ­лены несколькими повторностями, для проверки значимости раз­личий между сообществами необходимо использовать дисперси­онный анализ.

Если непосредственно сравниваются результаты двух исследований, важно использовать один и тот же индекс разнооб­разия.

По этой причине более информативным может оказаться использование индекса Шеннона, а не поиск новых показателей, более приемлемых с теоретической и прикладной точек зрения.

Бета-разнообразие характеризует степень различий или сход­ства ряда местообитаний или выборок с точки зрения их видово­го состава, а иногда и обилия видов. Этот термин был введен Уиттекером в 1960 году. Один из общих подходов к установлению бета-разнообразия – оценка изменений видового разнообразия вдоль средового градиента. Другой путь его определения – сравнение видового состава различных сообществ. Чем меньше общих ви­дов в сообществах или в разных точках градиента, тем выше бета-разнообразие. Этот путь используется в любых исследованиях, рассматривающих степень различий видового состава выборок, местообитаний или сообществ. Вместе с мерами оценки внутрен­него разнообразия местообитаний бета-разнообразие можно ис­пользовать, чтобы получить представление об общем разнообра­зии условий данной территории. Выделено 6 мер измерения бета-разнообразия на основе дан­ных по присутствию или отсутствию видов.

Мера Уиттекера описывается формулой:

,

где S – общее число видов, зарегистрированных в системе:  – среднее разнообразие выборок стандартного размера, измеряемое как видовое богатство.

,

где g(H) – число видов, прибавившихся вдоль градиента местообитаний, а l(H) – число видов, утраченное на том же трансекте.

Меры Ратледжа. Мера R учитывает общее видовое богатство и степень совпадения видов:

,

где S – общее число видов во всех выборках, а r – число пар видов с перекрывающимся распределением.

Мера I основана на теории информации и была упрощена для качественных данных и равного размера выборок:

,

где ei – число выборок вдоль трансекта, в котором представлен i-й вид, j – видовое богатство j — й выборки, а T = ei = j .

Мера E – экспоненциальная форма I:

E = exp (I) – 1.

Мера Уилсона и ШмидыT включает те же элементы утраты (l) и добавления (g) видов, что и мера Коуди, но стандартизована на среднее видовое богатство выборок , входящее в меру Уиттекера:

T = [g (H) + l(H)]/2 .

Все 6 критериев были оценены Мэгарран [1992] по 4-м критериям с целью определить лучший показатель:1) число смен сообществ (выбраны 2 гипотетических градиента, один из которых однороден, т. е.

вдоль всей его длины присутствуют одни и те же виды, а другой состоит из неперекрывающихся сообществ);

2) аддитивность (способность индекса давать ту же самую величину бета-разнообразия, независимо от того, высчитывается ли она по данным для двух концов градиента или по сумме значений бета-разнообразия, полученных внутри градиента. Например, при трех точках сбора (a, b, c):

(a, c) = (a, b)+ (b, c);

3) независимость от степени разнообразия сообществ (бедное и богатое видами сообщество);4) независимость от чрезмерного размера выборки.

Большинству критериев удовлетворяет мера Уиттекера W.

В числовой таксономии, классификации сообществ, при сравнении фаун и флор используется большое число показателей соответствия, имеющих разнообразную математическую природу. Часть индексов основана на определенных моделях распределения видового обилия.Для того чтобы выбрать адекватную меру сходства, нужно опираться на следующие положения:1) теоретические представления о характере устанавливаемых связей между объектами (общность по числу совпадающих признаков, положение в многомерном пространстве признаков, корреляция, степень перекрывания, вероятность принадлежности к одной генеральной совокупности и т. д);2) особенности целей сравнения (выяснение отношений близости, производности или своеобразия);3) кластерный анализ (свертывание информации о взаимоотношениях объектов);4) особенности сравниваемых объектов, в том числе тип используемых признаков (для качественных – ранги, для количественных – численность, доля видов, балл обилия, частота встречаемости и ее трансформации).

Гудаллом в 1973 году рассмотрены две концепции сходства. Сходство может устанавливаться по абсолютной мере с фиксированной оценкой и фиксированным выражением. Степень сходства между объектами в таких случаях определяется без ссылок на какие-либо другие.

Большинство показателей измеряет абсолютное сходство. Относительное сходство, степень которого устанавливается в связи с частным диапазоном варьирования, или с конкретным размещением объектов, или с концептуальными представлениями об их расположении.

Пример. Так, черная морфа сизого голубя может быть очень несходной с популяцией сизых голубей дикой окраски и сходной в смешанной популяции городских птиц.

Самый простой способ измерения бета-разнообразия двух участков – расчет коэффициентов сходства или индексов общности. Списки видов могут быть представлены как конечные множества (или поля), элементами которых будут составляющие их виды.Основным приемом упорядочивания данных для определения индексов общности по качественным признакам служит таблица, включающая четыре поля (табл. 5.7.1).

Таблица 5.7.1

Определение индексов общности

а(число общих видов для двух списков)b(число видов, имею­щихся только во вто­ром списке)а + b(общее число видов во втором списке)
с(число видов, имею­щихся только в первом списке)d

(число видов, отсутствующих в обоих спис­ках, но имеющихся в других, в которые вхо­дит всего S видов)

с + d(число отсутствующих видов во втором спис­ке)
а + с(общее число видов в первом списке)b+d(число отсутствующих видов в первом списке)a+b+c+d=S(всего видов)

Сумма (а + d) называется числом совпадений качественных при­знаков; сумму (b + с) называют числом несовпадений; а – числом положительных и d – числом отрицательных совпадений.

Все известные индексы общности распадаются на две группы в зависимости от того, учитывают они или игнорируют число от­рицательных совпадений (d). Наибольшее значение в экологических работах имеют индексы, в формулы которых входит только число положительных совпаде­ний. В табл. 5.7.2 приведены основные индексы общности.

Предложено огромное число индексов общности, но чаще в биоценологических, фаунистических и биогеографических работах используются индексы Жаккара и Серенсена – Чекановского. Эти коэффициенты равны 1 в случае полного совпадения видов сооб­ществ и равны 0, если выборки совершенно различны и не включа­ют общих видов.

Индексы общности, учитывающие негативные совпадения, ис­пользуются обычно при сравнении коллекций, когда известны пол­ные видовые списки. Применение этой группы индексов в эколо­гических и биогеографических исследованиях подвергалось серь­езной критике.

Ограниченное использование индексов, учитываю­щих отрицательные совпадения, связано с их большой зависимо стью от редких видов, которые могут не попадать в выборки.

Таблица 5.7.2

Основные индексы общности, учитывающие положительные совпадения [Песенко, 1982]

Формула Автор Отношение
Браун –Бланке, 1932а к числу видов в боль­шем списке
Шимкевич,1926; Симпсон,1943а к числу видов в мень­шем списке
Чекановский, 1900; Серенсен, 1948а к среднему арифмети­ческому числу видов в двух списках
а к среднему гармони­ческому числу видов в двух списках
Охайя,1957; Баркман,1958 О к среднему геометри­ческому числу видов в двух списках
Жаккар,1901а к. числу видов в объе­диненном списке
Сокал, Снит, 1963а к сумме числа видов в объединенном списке и числу необщих видов
Кульчинский, 1927а к числу необщих видов

Объективные причины отсутствия были проанализированы Ю. А. Песенко [1982]. Отсутствие вида в сборах может быть результатом неподходящих условий для его существования в мес­тах сборов, т.е. вид не может здесь жить, его ниши нет в данной местности. Вследствие некоторых исторических (географичес­ких) причин эволюция вида проходила в отдаленных от этих мест регионах, т.е.

он не мог сюда попасть, хотя в данной местности и имелись подходящие для него условия. Вид может существо­вать в данной местности, но не попал в выборку из-за неадекват­ности методов сбора, или из-за редкости вида.

Отсутствие вида как результат первых двух причин несет ценную информацию о фауне и местообитании, но только при исключении третьей при­чины, что сделать, как правило, невозможно.

Наиболее распространенными из индексов, учитывающих от­рицательные совпадения, являются коэффициент простого совпа­дения или индекс Сокала – Майченера.

и индекс общности Барони – Урбани и Бюссера:

, 1   …   16   17   18   19   20   21   22   23   24

Источник: https://topuch.ru/i-biologicheskoe-raznoobrazie-i-metodi-ego-ocenki-vvedenie/index20.html

Scicenter1
Добавить комментарий