Непрямой градиентный анализ при анализе растительных сообществ

Непрямой градиентный анализ также традиционно проводится на основе ординации, но используется только основная матрица - описания/виды.

Привлекательность этого подхода состоит в том, что он не требует предположений о ведущих средовых градиентах, поскольку их нахождение и является одной из главных целей анализа. Получаемые в результате анализа ординационные оси интерпретируются далее как градиенты (часто составные). Для интерпретации используются различные способы. Прежде всего, визуально определяют, какие описания занимают крайние позиции по осям, и какие виды в них присутствуют. Далее можно рассчитать корреляцию между координатами описаний и средовыми характеристиками, в том числе балльными оценками описаний, полученными с помощью экологических шкал (Persson, 1981). Обычно этих шагов достаточно для интерпретации первых осей ординации; если же нет, то можно провести детальное изучение распределений видов по описаниям в ординационном пространстве.

Первым непрямым ординационным методом был анализ главных компонент (РСА, Principal Components Analysis), введенный в экологию растений Goodall (1954). РСА считается методом, близким к идеальному для данных с линейными связями между переменными, поскольку позволяет получить максимум количественной информации (по сравнению с другими методами ординации). При анализе растительных сообществ для относительно гомогенных массивов геоботанических описаний (близких по видовому составу) РСА может быть достаточно эффективным инструментом ординации. Но уже при небольшом возрастании гетерогенности данных РСА испытывает серьезные проблемы. В частности, проявляется эффект арки, или подковы, при котором облако точек на ординационной диаграмме приобретает характерную U-образную форму. Этот эффект связан с тем, что алгоритм считает общие нулевые значения видовых обилий проявлением положительных взаимосвязей между видами (так как линейная модель в РСА основана на межвидовой корреляции или ковариации).

Если кривые видовых распределений имеют колоколовидную форму, что типично в растительном континууме, то линейная модель данных не применима, и одномерный градиент (ориентированный вдоль первой оси) искажается с проявлением эффекта подковы в двух- или трехмерном пространстве. Данное негативное свойство РСА было описано в многочисленных публикациях, начиная с 70-х годов XX века (см. например, Gauch, Whittaker, 1977; Whittaker, 1978). Таким образом, при работе с растительными сообществами РСА ограничен в применении условиями коротких составных градиентов и монотонно изменяющихся вдоль них видовых обилий, что встречается довольно редко. Тем не менее, метод остается весьма популярным в геоботанике (видимо, прежде всего, из-за его доступности); но к сожалению, в подавляющем большинстве работ пригодность линейной модели РСА для конкретных данных не обсуждается.