ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ (Ordination) ΚΑΤΑ Bray-Curtis

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ (Ordination) ΚΑΤΑ Bray-Curtis"

Μόνιμος Κολιάτσος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 5η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ - ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ ΙΙ: ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ (Ordination) ΚΑΤΑ Bray-Curtis To 1913 o J. Czekanowski ανέπτυξε έναν επιπλέον δείκτη μέτρησης της ποικιλότητας (ομοιότητας), ο οποίος μπορεί να εφαρμοστεί τόσο για ποσοτικά, όσο και για ποιοτικά δεδομένα. Δείκτης Czekanowski: όπου: m i1 min( Xi, Yi) Sc 2 m i1 m min( Xi, Yi) Xi m i1 i1 Xi, Yi = οι αφθονίες των i ειδών Yi = το άθροισμα των κατώτερων τιμών αφθονίας για τα είδη που είναι κοινά και στις δύο επιφάνειες m = ο αριθμός των ειδών

2 Η τιμή του δείκτη κυμαίνεται από 0 (απόλυτη ανομοιότητα) ως 1 (απόλυτη ομοιότητα). Ακολουθεί πίνακας με δεδομένα για δύο δειγματοληπτικές επιφάνειες : Είδη Επιφάνεια 1 Επιφάνεια 2 Atriplex patula 5 2 Distichis spicata 20 0 Iva frutescens Juncus gerardii 0 0 Phragmites communis 5 30 Salicornia europaea 0 0 Salicornia virginica 0 0 Scirpus olneyi 1 0 Solidago sempervirens 1 2 Spartina alterniflora 0 0 Spartina patens 2 5 Suaeda maritima 0 0 Συνολική κάλυψη Οι κατώτερες τιμές αφθονίας των κοινών ειδών έχουν υπογραμμιστεί. Το άθροισμά τους είναι 20.

3 Οπότε: Sc ,39 (39%) Η τιμή ανομοιότητας υπολογίζεται απλά αφαιρώντας τη τιμή ομοιότητας από τη μονάδα (ή 100%) Δηλαδή, ανομοιότητα = 1 0,39 = 0,61 (61%) Ο δείκτης αυτός είναι πιθανόν ο πιο χρήσιμος από όσους έχουν αναφερθεί ως τώρα και επιπλέον είναι ευρύτατα γνωστός λόγω της χρησιμότητάς του στην κατάταξη Bray-Curtis.

Bray - Curtis κατάταξη (polar ordination) Η κατάταξη κατά Bray and Curtis ήταν η πρώτη ευρύτατα χρησιμοποιούμενη μέθοδος έμμεσης κατάταξης που αναπτύχθηκε στη

H σύγχρονη έρευνα υποδεικνύει ότι μπορεί να αποτελεί μια αρκετά αποτελεσματική μέθοδο κατάταξης (Beals 1973, 1984).

4 Bray - Curtis κατάταξη (polar ordination) Η κατάταξη κατά Bray and Curtis ήταν η πρώτη ευρύτατα χρησιμοποιούμενη μέθοδος έμμεσης κατάταξης που αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 50 πριν την πρώτη εμφάνιση των σύγχρονων υπολογιστών. H σύγχρονη έρευνα υποδεικνύει ότι μπορεί να αποτελεί μια αρκετά αποτελεσματική μέθοδο κατάταξης (Beals 1973, 1984). Το πιο σημαντικό όμως είναι πως από όλες τις μεθόδους είναι η πιο εύκολη στο να την κατανοήσει κάποιος, αφού βασίζεται σε απλούς υπολογισμούς και σχεδιασμούς διαγραμμάτων. Για μια κατάταξη των δειγματοληπτικών επιφανειών, κατασκευάζεται ένας πίνακας ανομοιότητας για όλες τις επιφάνειες σε όλους τους συνδυασμούς.

5 Στην οικολογία αλλά και στην βιολογία η ανομοιότητα Bray- Curtis είναι μία στατιστική που χρησιμεύει στο να ποσοτικοποιεί την ανομοιότητα μεταξύ δύο διαφορετικών περιοχών (ή δειγματοληπτικών επιφανειών). Οι Bray & Curtis χρησιμοποίησαν το δείκτη Czekanowski στην πρωταρχική μέθοδο κατάταξης. Αυτός ο δείκτης είναι, όπως αναφέρθηκε, ένας δείκτης ομοιότητας Sc που παίρνει τιμές μεταξύ 0 και 1: Sc 2 m i1 m min( Xi, Yi) Xi m i1 i1 Yi Αν δύο επιφάνειες είναι πανομοιότυπες (έχουν τα ίδια είδη με την ίδια κάλυψη), ο δείκτης παίρνει τιμή 1 Αν δύο επιφάνειες δεν έχουν τίποτα κοινό ο δείκτης είναι ίσος με μηδέν (0)

6 Οι δείκτες ομοιότητας μπορούν να μετατραπούν σε δείκτες ανομοιότητας Dc (Dissimilarity coefficient) αφαιρώντας τις τιμές τους από τη μονάδα, ώστε για τις όμοιες επιφάνειες να έχουν τιμή 0 και για τις επιφάνειες που δεν έχουν κοινά είδη να παίρνουν τιμές 1 (μέγιστη ανομοιότητα). Δηλαδή: Dc = 1- Sc Όπου, Sc = Δείκτης ομοιότητας Czekanowski Dc = δείκτης ανομοιότητας Το διάγραμμα κατάταξης (ordination diagram) κατασκευάζεται γεωμετρικά βασιζόμενο στον πίνακα ανομοιότητας. Οι τιμές ανομοιότητας χρησιμοποιούνται ως αποστάσεις στην κατασκευή του διαγράμματος κατάταξης.

7 Πίνακας 1

8 Πίνακας ανομοιότητας του δείκτη Czekanowski για 12 δειγματοληπτικές επιφάνειες

9 Χρησιμοποιούνται οι δύο επιφάνειες με τη μεγαλύτερη ανομοιότητα για τη δημιουργία του πρώτου άξονα (axis 1). Αν δύο επιφάνειες δεν έχουν κοινά είδη, τότε η μεγαλύτερη πιθανή τιμή είναι 1. Στην περίπτωση του πίνακα κανένα ζευγάρι επιφανειών δεν είναι απόλυτα ανόμοιο, αλλά οι επιφάνειες 1, 11 και 1, 12 έχουν δείκτη ανομοιότητας 0,99 και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επιφάνειες αναφοράς που τοποθετούνται στα άκρα του πρώτου άξονα. Δηλαδή αν 0,1 μονάδες ανομοιότητας αντιστοιχούν σε 1 cm, στο διάγραμμα σχεδιάζουμε μια γραμμή μήκους 9,9 cm που αναπαριστά τον πρώτο άξονα και που στα άκρα του βρίσκονται οι επιφάνειες 1 και 11. Δεν παίζει ρόλο ποια επιφάνεια είναι στο κάθε άκρο. Το ίδιο σχήμα θα παραχθεί, απλώς με βάση ποια επιφάνεια είναι στο ένα άκρο, το ένα σχήμα θα είναι κατοπτρικό του άλλου. Οι αποστάσεις μεταξύ των σημείων θα είναι ίδιες.

10 Στη συνέχεια απεικονίζουμε την επιφάνεια 2 σε σχέση με τις επιφάνειες 1 και 11, δηλ. φέρουμε δύο ημικύκλια από τα δύο άκρα με ακτίνες την απόσταση του 2 από το 1 (0,51 ή 5,1 cm) και του 2 από το 11 (0,66 ή 6,6 cm). Εκεί που τέμνονται τα δύο ημικύκλια φέρουμε την κάθετη ως προς τον άξονα Το σημείο που η κάθετη τέμνει τον άξονα 1-11 είναι και η θέση της δειγματοληπτικής επιφάνειας 2 ως προς τις 1 και 11.

13 Διάγραμμα που προκύπτει από την ένωση των δύο επί μέρους διαγραμμάτων

14 ΤΡΙΣΔΙΆΣΤΑΤΗ ΚΑΤΆΤΑΞΗ BRAY-CURTIS

15 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΩΝ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ Σε δειγματοληψίες βλάστησης εφαρμόσαμε τη μέθοδο γραφικής κατάταξης (Οrdination) DCA (Detrended Correspondence Analysis), για να τις ξεχωρίσουμε σε ομάδες φυτών (groups) ή τύπων οικοτόπων με παρόμοια χαρακτηριστικά Αρχικά, αναλύσαμε τη μεγαλύτερη ομάδα δειγματοληψιών (178 δειγματοληψίες), που αφορούσαν Σκληρόφυλλους θαμνώνες και Είδη των Δασών της Μεσογείου. Ξεχώρισαν σχετικά καθαρά 5 ομάδες (groups) Αντιστοιχούν στους τύπους οικοτόπων: , Mεσογειακά πευκοδάση , Δάση ελιάς και χαρουπιάς (maquis) , Garrigues της Ανατολικής Μεσογείου , Φρύγανα , Δενδρώδεις θαμνώνες με Juniperus phoenicea

16 Τρισδιάστατη απεικόνιση 178 samples Spata DCA

17 Ακολούθησε ανάλυση των υπόλοιπων 75 δειγματοληψιών Ξεχώρισαν καθαρά 3 ομάδες: Η πρώτη (1) αντιστοιχεί σε δειγματοληψίες σε αγροοικοσυστήματα, η δεύτερη (2) σε δειγματοληψίες σε ασβεστολιθικά βράχια και η τρίτη (3) σε δειγματοληψίες σε παράκτια οικοσυστήματα και υγρότοπους Αντιστοιχούν στους τύπους οικοτόπων: , Αγροτικές καλλιέργειες (αγροοικοσυστήματα) , Ασβεστολιθικά βράχια 3 Παράκτια οικοσυστήματα και υγρότοποι

18 Τρισδιάστατη απεικόνιση

Σχετικά έγγραφα

ΟΜΟΙΟΤΗΤΑ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ

ΟΜΟΙΟΤΗΤΑ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΩΝ Είναι δυνατόν δύο βιοκοινότητες να έχουν τον ίδιο (ή σχεδόν τον ίδιο) δείκτη ποικιλότητας ειδών αν και τα είδη που συνθέτουν τη μία βιοκοινότητα να είναι -σε μεγάλο βαθμό ή και