МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ ВИДОВОГО ОБИЛИЯ
Наилучший способ представить оба компонента разнообразия — построить график. Перед тем как строить любой график полезно вспомнить одно неоспоримое положение, как писал Дж. Тьюки (1981): «Цели могут быть разными, но вид графика должен соответствовать цели».
Можно попытаться выявить на графике либо общие тенденции, либо подробности исследуемого явления. Графический анализ биоразнообразия преследует цель выявить закономерности распределения видов в сообществе через обилие и выравненность.Рассмотрим типы графиков, применяемых в анализе биоразнообразия
1. График ранг/обилие — один из способов представления данных по обилию видов. Ось абсцисс — ранг вида (порядковый номер ранжированного по обилию вида). Виды располагаются в упорядоченном ряду данных по возрастанию обилий. Ось ординат — обилие вида (число особей). Этот график используют при анализе геометрических рядов.
Линия, соединяющая точки или проходящая близко от них, называется кривой доминирования—разнообразия, или
J.5S
Рис. 44.
Динамика разнообразия сообществ птиц в рекреационных зонах г. Ростова- на-Дону: на левом берегу Дона зимой (1) и весной (2), зимой в парках (3) и в Ботаническом саду (4).
кривой значимости видов. Пример такого графика представлен на рис. 44, на котором показано разнообразие сообщества птиц зимой в рекреационных зонах г. Ростова-на-Дону. Зимнее сообщество птиц наименее разнообразно.
Рис. 45-
Зависимость между количеством особей каждого вида и количеством видов
259
ГЛАВАV
2. Частотное распределение — устанавливает зависимость между числом особей каждого вида и числом видов. Ось абсцисс — число особей. Ось ординат — число видов. Пример такого распределения представлен на рис.
45.Не у всех видов в сообществе имеется равное число особей. Обычно большинство видов представлено единичными экземплярами, в то время, как всего лишь несколько видов — очень обильны. Частотные распределения по сравнению с ранговыми в более интегральной форме отражают видовую структуру. Их форма определяется соотношением частот редких видов и видов со средним обилием, тогда как массовые виды уходят в «хвосты» распределений. Поэтому эти распределения чаще применяются при анализе экологических выборок и представляют большой интерес при описании видовых структур фаунистических коллекций (Песенко, 1982).
3. Этот же график используется при логарифмически нормальном распределении, но ось абсцисс представлена в логарифмическом масштабе.
Рис. 46.
Распределения накопленных обилий в зимних сообществах птиц в рекреационной зоне на левом берегу Дона (1) и в Ботаническом саду (2) г. Ростова- на-Дону (Савицкий и др., 1998)
260
ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ
4. Типичный график, применяемый в случае модели «разломанного стержня», когда по оси ординат откладывается относительное обилие в линейном масштабе, а по оси абсцисс — порядок видов (ранг) в логарифмическом масштабе от наиболее к наименее обильным (обратное ранговое распределение).
5. Можно использовать по оси ординат накопленное обилие, выраженное в процентах, в зависимости от логарифма порядкового номера вида (ранга вида).
На рис. 46 показано видовое распределение в зимних сообществах птиц в рекреационных зонах г. Ростова-на-Дону. Сообщество птиц в Ботаническом саду менее разнообразно, чем на левом берегу Дона. Графики не пересекаются. График, отражающий менее разнообразное сообщество, располагается вверху, над графиком более разнообразного.
В табл. 7 приведены типы графического представления данных по разнообразию для различных моделей распределения видовых обилий в сообществах (см.
следующий раздел).Таблица 7
Типы графиков в анализе видового разнообразия
| Тип графика | Ось абсцисс | Ось ординат | Модель распределения |
| Ранг/обилие | Ранг вида | Обилие вида | Геометрический ряд |
| Тоже | Логарифм ранга вида | Относительное обилие, % | Модель «разломанного стержня» |
| - н - | То же | Накопленное обилие, % | Логарифмическое распределение |
| Частотное распределение | Число особей | Количество видов | Модель «разломанного стержня» |
| То же | Логарифм числа особей | То же | Лог-нормальное распределение |
Различные типы графических построений подчеркивают те стороны объектов, которые стремятся выделить экологи. График , наилучшим образом соответствующий модели « разломанного стержня», показывает равномерное распределение обилий; в случае геометрического ряда график должен демонстрировать присутствие немногих доминантов и многих редких видов; Гауссова кривая при логарифмически нормальном распределении привлекает внимание к видам со средним обилием.
261
tf.
ГЛАВАV
Ранговые распределения более непосредственно отражают видовую структуру и поэтому лучше интерпретируются в терминах обилий видов. Однако при общем подходе они менее удобны, так как их форма (и параметры) сильно зависит от соотношения немногих обильных видов, на которое оказывают влияние различные случайные факторы (Песенко, 1982).
Кривую доминирования-разнообразия можно использовать для оценки влияния нарушений на видовую структуру.
Чем круче падает кривая, тем меньше общее разнообразие и сильнее доминирование одного или нескольких видов. В стрессовых ситуациях, независимо от того, вызваны ли они естественными причинами (погодными условиями), как это видно на предыдущих рисунках, где представлена динамика сообществ птиц в разных зонах г. Ростова-на-Дону, или антропогенным воздействием (загрязнения), кривая становится более крутой.На рис. 47 показано разнообразие сообществ птиц из окрестностей Среднеуральского медеплавильного завода в трех
Рис. 47.
Кривые доминирования-разнообразия сообществ птиц из окрестностей Среднеуральского медеплавильного завода в трех зонах; 1 - контрольной (20 км от завода); 2 - буферной (4 км); 3 - импактной (1,5 км) (Воробейчик и др., 1994)
262
ИЗМЕРЕНИЕ И ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ
зонах: контрольной (20 км от завода), буферной (4 км) и им- пактной (1,5 км). Загрязнение среды отражается на структуре сообщества птиц. Сообщества птиц в контрольной и буферной зонах сходны по разнообразию. Импактная зона характеризуется менее разнообразным сообществом за счет «выпадения» редких видов, тогда как доминирующие виды сохраняют свое обилие.