Multivariat statistik inom miljöövervakning. En introduktion

Transkript

1 Multivariat statistik inom miljöövervakning En introduktion

2 Sortera figurerna!

3 Sorteringen är baserad på en kvantifiering av figurerna Figur nr Hörn Gul Blå Röd

4 Resultat av en multivariat analys Figur nr Hörn Gul Blå Röd

5 Sortera figurerna!

6 Vad beskriver figurerna? Former Färger Figur Linjer Hörn Cirklar Fylld Röd Gul Blå

7 Result från en multivariat analysis Rundhet AX Blå Gul Fylld Röd Linjer Hörn AX1

8 Sortera provytorna!

9 Kvantifiera det som beskriver rutorna Art Ruta 3 Ruta 17 Ruta 31 Ruta 46 Deschampsia flexuosa Empetrum hermaphroditum Melampyrum pratense Trientalis europaea Vaccinium myrtillus Vaccinium vitis-idaea Barbilophozia attenuata Barbilophozia floerkei Barbilophozia lycopodioides Dicranum fuscescens Dicranum majus Dicranum scoparium Hylocomium splendens Pleurozium schreberi Polytrichum commune Ptilium crista-castrensis Cetraria islandica Cladonia sp Ruta 46b

10 Resultat Axel 2: näst starkaste gradienten En karta som visar likheter och olikheter Ruta 46b är placerad nära ruta 46. Axel 1: den starkaste gradienten

11 Två huvudtyper Ordination Klassifikation Likhet R46 R46b R17 R31 R3

12 Två huvudtyper Ordination Klassifikation Likhet

13 En responsvariabel Var är multi i multivariat? Motsatsen är univariat ph = vittring+ [SO4] + nedbrytning av organiskt material + nederbörd + Deschampsia flexuosa Empetrum hermaphroditum Melampyrum pratense Trientalis europaea Vaccinium myrtillus Vaccinium vitis-idaea Barbilophozia attenuata Barbilophozia floerkei Barbilophozia lycopodioides Dicranum fuscescens Dicranum majus Dicranum scoparium Hylocomium splendens Pleurozium schreberi Polytrichum commune Ptilium crista-castrensis Cetraria islandica Cladonia sp. Många (beroende) respons variabler = vittring+ [SO4] + nedbrytning av organiskt material + nederbörd +

14 Ekologisk teori Nischteori Miljön varierar i tid och rum och skapar komplexa gradienter Arter reagerar individuellt på dessa komplexa gradienter Arter har en klockformad fördelning längs en miljögradient Abundans Miljögradient

15 Ekologisk teori - förklarad Björkpyrola Ort hilia secunda längs olika gradient er i Sverige Markfukt Markkväve Baserat på 1636 provytor från Ståndortskarteringen

16 Ekologisk teori - förklarad Sannolikhet för förekomst - men bara i tre dimensioner Hur är det med t.ex.: Fosfor, Nat rium, Ljus, Magnesium, Kalcium, et c. Kväve ph Den (fundamentala) ekologiska nischen

17 Ekologisk teori - förklarad Miljön sorterar arter efter deras ekologiska nisch Kväve 0.8 Arter anpassade till våta miljöer växer inte i öknen, dvs. inga näckrosor i ökensanden ph

18 Tolkning av ordinationsdiagram Arter vid kanten: Arter vid origo: De vanliga De som skapar gradienter Mindre vanliga i datasetet Axel 1: Viktigaste gradienten

19 Abiotiska variabler har en annan respons! Linjär respons Ju mer näring desto mer kväve ingen klockformad kurva! Kräver andra algoritmer än organismer! Kväve Näringsgradient

20 Varför finns det så många olika multivariata metoder Olika algoritmer för linjär och unimodal respons Kväve Abundans Miljögradient Miljögradient

21 Artdata Miljödata / Kemiska data Binära Kvantitativa Transformation? Val av metod för att beräkna olikheter (automatiskt i många metoder) Ordination Kluster-analys Abiotiska data Biologiska data Ickehierarkisk Hierarkisk DCA Gradient 2 SD Gradient 4 SD PO Polar ordination PCA Principal components analysis PCO Principal coordinates ordination PCR Principal component regression RDA Redundancy analysis PLS Partial least squares CCA Canonical correspondence analysis DCCA Detrended CCA CA Correspondence analysis DCA Detrended CA NMDS Non-metric multidimensional scaling PO PCA PCO/ NMDS Tolkning RDA PLS PCR Miljödata CCA DCCA CA DCA NMDS

22 PO Polar ordination PCA Principal components analysis PCO Principal coordinates ordination RDA Redundancy analysis PLS Partial least squares CCA Canonical correspondence analysis DCCA Detrended CCA CA Correspondence analysis DCA Detrended CA NMDS Non-metric multidimensional scaling PMF Postitive Matrix Factorisation Multivariata metoder