Журнал СФУ. Биология / Донные сообщества и абиотические факторы: анализ статистической связи с использованием индекса нестабильности и метода виртуальных видов

Полный текст (.pdf)
Дополнительные материалы
Приложение 1 (.pdf, 430 кб)
Номер
Журнал СФУ. Биология. 2021 14 (2)
Авторы
Зинченко, Т. Д.; Шитиков, В. К.; Головатюк, Л. В.
Контактная информация
Зинченко, Т. Самарский федеральный исследовательский центр РАН Институт экологии Волжского бассейна РАН Российская Федерация, Тольятти; Шитиков, В. К.: Самарский федеральный исследовательский центр РАН Институт экологии Волжского бассейна РАН Российская Федерация, Тольятти; Головатюк, Л. В.: Самарский федеральный исследовательский центр РАН Институт экологии Волжского бассейна РАН Российская Федерация, Тольятти
Ключевые слова
структура сообществ; макрозообентос; факторы среды; отбор переменных; индекс нестабильности; дивергенция Кульбака-Лейблера; распределение виртуальных видов; community structure; macrozoobenthos; environmental data; variable selection; Instability index; Kullback-Leibler divergence; virtual species distribution
Аннотация

Количественная оценка связи между структурой сообществ и абиотическими переменными предполагает использование статистических процедур, выполняющих селекцию минимального набора некоррелированных факторов среды, которые с высокой вероятностью определяют экологические условия существования каждого вида. Это особенно важно при построении моделей пространственного распределения видов, играющих ключевую роль в экологии сообществ и охране природы. Целью исследования является анализ применения некоторых приложений теории информации для ранжирования факторов среды по их вкладу в формирование экологической структуры сообществ гидробионтов. Рассматривается индекс нестабильности, являющийся частным случаем дивергенции энтропии Кульбака-Лейблера и отражающий информационный выигрыш от смещения конкретной реализации случайной величины относительно ее среднего значения. Использование индексов нестабильности позволяет редуцировать многомерные данные о видовой структуре сообществ и абиотических факторах в наборы соизмеримых стандартизованных переменных и оценить тесноту связи между ними. В качестве исходных данных используются результаты многолетней (1990– 2019 гг.) гидробиологической съемки донных сообществ малых и средних рек на территории Среднего и Нижнего Поволжья. Обобщены результаты расчетов индексов нестабильности для каждого из 147 таксонов макрозообентоса и 8 геофизических и гидрохимических показателей. На основе этих данных построены регрессионные модели «случайного леса» и рассчитаны веса потенциальной важности факторов среды, определяющих экологические предпочтения видов. Наиболее значимые объясняющие переменные использовались для построения карт распределения «виртуальных видов», которые сравнивались с соответствующими эмпирическими данными. Представлена карта распределения хирономид подсемейства Prodiamesinae (Diptera, Chironomidae) в оптимальных условиях среды обитания. Индексы нестабильности могут эффективно применяться для разведывательного анализа различных экосистем, в том числе ранжирования местообитаний по степени нестабильности окружающей среды и/или видовых ассоциаций, а также отбора наиболее информативных абиотических переменных, определяющих популяционную плотность таксонов

Страницы
119–132
DOI
10.17516/1997-1389-0344
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/141374

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).