Multivariat statistik inom miljöövervakning En introduktion
Sortera figurerna!
Sorteringen är baserad på en kvantifiering av figurerna Figur nr Hörn Gul Blå Röd 1 5 100 0 0 2 8 50 50 0 3 10 100 0 0 4 10 0 100 0 5 8 100 0 0 6 5 0 100 0 7 5 50 50 0 8 8 0 100 0 9 10 50 50 0 10 5 50 0 50
Resultat av en multivariat analys Figur nr Hörn Gul Blå Röd 1 5 100 0 0 2 8 50 50 0 3 10 100 0 0 4 10 0 100 0 5 8 100 0 0 6 5 0 100 0 7 5 50 50 0 8 8 0 100 0 9 10 50 50 0 10 5 50 0 50
Sortera figurerna!
Vad beskriver figurerna? Former Färger Figur Linjer Hörn Cirklar Fylld Röd Gul Blå 1 4 4 0 100 100 0 0 2 4 4 0 90 80 20 0 3 4 4 0 80 60 40 0 4 4 4 0 70 40 60 0 5 4 4 0 60 0 80 0 6 4 4 0 50 0 100 0 7 4 4 0 40 0 80 20 8 4 4 0 30 0 60 40 9 4 4 0 20 0 40 60 10 4 4 0 10 0 0 80 11 2 0 50 100 100 0 0 12 2 0 50 90 80 20 0 13 2 0 50 80 60 40 0 14 2 0 50 70 40 60 0
Result från en multivariat analysis 2 8079 3029 7828 7727 7626 7525 7424 7323 7222 7121 1.5 1 Rundhet AX2 0.5 7020691968186717 6616 6515 6414 6313 6212 6111 0 Blå Gul Fylld Röd -0.5 6010 405909 5850 839 100 38 57 897 88 4937 48 9987 56 9847 6 36 97 86 46 96 555 35 85 45 95 544 34 84 44 94 533 33 83 43 93 522 32 82 42 92 511 31 81 41 91-1 Linjer Hörn -1-0.5 0.5 1 1.5 2 AX1
Sortera provytorna! 46 3 17 31
Kvantifiera det som beskriver rutorna Art Ruta 3 Ruta 17 Ruta 31 Ruta 46 Deschampsia flexuosa 20 1 1 1 Empetrum hermaphroditum 0 0 0 3 Melampyrum pratense 2 0 0 0 Trientalis europaea 2 0 0 0 Vaccinium myrtillus 15 80 18 30 Vaccinium vitis-idaea 6 3 3 10 Barbilophozia attenuata 0 4 0 0 Barbilophozia floerkei 1 0 0 0 Barbilophozia lycopodioides 7 9 8 8 Dicranum fuscescens 2 1 1 2 Dicranum majus 7 0 45 1 Dicranum scoparium 2 1 2 0 Hylocomium splendens 1 45 8 35 Pleurozium schreberi 17 2 20 30 Polytrichum commune 2 0 0 0 Ptilium crista-castrensis 1 5 2 15 Cetraria islandica 0 0 0 1 Cladonia sp. 0 1 0 0 Ruta 46b 2 4 31 11 9 3 2 36 31 16 2
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
Två huvudtyper Ordination Klassifikation Likhet R46 R46b R17 R31 R3
Två huvudtyper Ordination Klassifikation Likhet
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 +
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
Ekologisk teori - förklarad Björkpyrola Ort hilia secunda längs olika gradient er i Sverige Markfukt Markkväve Baserat på 1636 provytor från Ståndortskarteringen
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 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 0 3 4 5 6 7 ph Den (fundamentala) ekologiska nischen
Ekologisk teori - förklarad Miljön sorterar arter efter deras ekologiska nisch 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 Kväve 0.8 Arter anpassade till våta miljöer växer inte i öknen, dvs. inga näckrosor i ökensanden 0 0.4 3 4 5 6 7 ph
Tolkning av ordinationsdiagram Arter vid kanten: Arter vid origo: De vanliga De som skapar gradienter Mindre vanliga i datasetet Axel 1: Viktigaste gradienten
Abiotiska variabler har en annan respons! Linjär respons Ju mer näring desto mer kväve ingen klockformad kurva! Kräver andra algoritmer än organismer! Kväve Näringsgradient
Varför finns det så många olika multivariata metoder Olika algoritmer för linjär och unimodal respons Kväve Abundans Miljögradient Miljögradient
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
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