DOI: https://doi.org/10.18524/2077-1746.2019.2(45).185640

ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ СТАТИСТИЧНИХ МЕТОДІВ У ДОСЛІДЖЕННЯХ МАКРОБЕЗХРЕБЕТНИХ ПІЩАНИХ ПЛЯЖІВ ПЗЧМ (ОГЛЯД)

Б. Г. Лінецький

Анотація


Актуальність

Особливістю піщаних пляжів, як комплексу крайових біотопів є те, що більшість градієнтів середовища діють у них поперек берегової лінії. Мала амплітуда припливів та неперіодичні вітрові нагони обумовлюють динамічність та специфічність цих зон у Чорному морі. Через це, дизайн відбору проб макробезхребетних північно-західної частини Чорного моря (ПЗЧМ) та статистична обробка результатів потребують особливої уваги.

Мета

Метою даної роботи є огляд методів статистичної обробки даних, що дозволять уточнити та розширити наше уявлення о структурі угруповань макробезхребетних піщаних пляжів ПЗЧМ та особливостей їх використання.

Основні результати

Форма рамки для відбору проб майже не впливає на вилов макрофауни. Припустимо використовувати як трансекти, так і рандомізовано-стратифікований відбір.

Надійну оцінку чисельності дають методи крігінгу та перерахування чисельності на довжину берегової лінії.

Коефіцієнт b рівняння Тейлора та регресія середньої скупченості Івао характеризують видоспецифічну агрегацію. Для оцінки розподілу рекомендується використовувати просторові коефіцієнти автокореляції Морана та Гірі, функцію K Ріплі, JCA та SADIE. Взаємозв'язок між просторовим розподілом видів з одного місця можна виявити за тестом Мантела.

Біологічне різноманіття макробезхребетних піщаних пляжів СЗЧМ є відносно низьким, тому неспецифічна фауна може суттєво впливати на значення індексів.

Вплив факторів навколишнього середовища на макробезхребетних, їх групи та угруповання можна виміряти, використовуючи регресійний аналіз та більш специфічні методи.

Пропозиції

Рекомендується використовувати рандомізовано-стратифікований дизайн відбору проб. Видоспецифічні параметри агрегації слід оцінювати за незалежними від щільності індексами. Оцінку розподілу рекомендується проводити за геостатистичними методами. Пропонується оцінювати чисельність за результатами інтерполяції методами крігінгу. При розрахунках біорізноманіття рекомендується виключити з вибірки випадково занесені види. Для оцінки впливу факторів середовища рекомендується використовувати логістичну, множинну лінійну регресію та тест Мантела. При аналізі слід оцінювати дію факторів у різних масштабах часу та користуватись пляжними індексами для характеристики пляжів.


Повний текст:

PDF

Посилання


Anselin, L. (1995) «Local Indicators of Spatial Association—LISA», Geographical Analysis, 27(2), pp. 93–115. doi: 10.1111/j.1538-4632.1995.tb00338.x.

Bessa, F. et al. (2014) «Temporal changes in macrofauna as response indicator to potential human pressures on sandy beaches», Ecological Indicators, 41, pp. 49–57. doi: 10.1016/j.ecolind.2014.01.023.

Bozzeda, F., Zangrilli, M. P., Defeo, O. (2016) «Assessing sandy beach macrofaunal patterns along large-scale environmental gradients: A Fuzzy Naïve Bayes approach», Estuarine, Coastal and Shelf Science. Academic Press, 175, pp. 70–78. doi: 10.1016/J.ECSS.2016.03.025.

Brazeiro, A., Defeo, O. (1996) «Macroinfauna zonation in microtidal sandy beaches: Is it possible to identify patterns in such variable environments?», Estuarine, Coastal and Shelf Science, 42(4), pp. 523–536. doi: 10.1006/ecss.1996.0033.

Brown, A. C., McLachlan, A. (2002) «Sandy shore ecosystems and the threats facing them: Some predictions for the year 2025», Environmental Conservation, 29(1), pp. 62–77. doi: 10.1017/S037689290200005X.

Brown, A. C., Trueman, E. R. (1991) «Burrowing of sandy-beach molluscs in relation to penetrability of the substratum», Journal of Molluscan Studies. Narnia, 57(1), pp. 134–136. doi: 10.1093/mollus/57.1.134.

Defeo, O. et al. (2009) «Threats to sandy beach ecosystems: a review», Estuarine, coastal and shelf science, 81(1), pp. 1–12.

Fanini, L., Lowry, J. K. (2016) «Comparing methods used in estimating biodiversity on sandy beaches: Pitfall vs. quadrat sampling», Ecological Indicators, 60, pp. 358–366. doi: 10.1016/j.ecolind.2015.07.009.

Fortin, M.-J., Dale, M. R. T., ver Hoef, J. (2002) «Spatial analysis in ecology», in Encyclopedia of Environmetrics, pp. 2051–2058.

Francois, G. (2014) «A comparative study of marine litter on the seafloor of coastal areas in the Eastern Mediterranean and Black Seas», Marine Pollution Bulletin, 89(1–2), pp. 296–304. doi: 10.1016/j.marpolbul.2014.09.044.

Gibbs, R. J., Matthews, M. D., Link, D. A. (1971) «The relationship between sphere size and settling velocity», Journal of Sedimentary Research, Vol. 41(1), pp. 7–18. doi: 10.1306/74d721d0-2b21-11d7-8648000102c1865d.

Lee, R. E. (1980) «Aggregation of Lady Beetles on the Shores of Lakes (Coleoptera: Coccinellidae)», American Midland Naturalist.

Macdonald, T., Burd, B., Macdonald, V. (2010) «Taxonomic and feeding guild classification for the marine benthic macroinvertebrates of the Strait of Georgia, British Columbia», Fisheries and Oceans Canada, 63 p.

McLachlan, A., Defeo, O. (2005) «Patterns, processes and regulatory mechanisms in sandy beach macrofauna: a multi-scale analysis», Marine Ecology Progress Series, 295, pp. 1–20. doi: 10.3354/meps295001.

McLachlan, A., Defeo, O., Short, A. D. (2018) «Characterising sandy beaches into major types and states: Implications for ecologists and managers», Estuarine, Coastal and Shelf Science. Academic Press, 215, pp. 152–160. doi: 10.1016/j.ecss.2018.09.027.

Medvedev I. P. (2018) «Tides in the Black Sea: observations and numerical modelling, Pure and Applied Geophysics», 175(6), pp. 1951-1969.

Perry, J. N. (1995) «Spatial analysis by distance indices», Journal of Animal Ecology, 64(3), pp. 303–314.

Pyrcz M. J., Deutsch C. V. «The whole study on the hole effect», Geostatistical Association of Australasia, Newsletter, 18, pp. 1-16.

Reyes-Martínez, M. J. et al. (2015) «Response of intertidal sandy-beach macrofauna to human trampling: An urban vs. natural beach system approach», Marine Environmental Research. Elsevier, 103, pp. 36–45. doi: 10.1016/j.marenvres.2014.11.005.

Schlacher, T. A. et al. (2008) «Sandy beach ecosystems: key features, sampling issues, management challenges and climate change impact», Marine Ecology, 29(1), pp. 70–90. doi: 10.1111/j.1439-0485.2007.00204.x.

Schlacher, T. A. et al. (2014) «Metrics to assess ecological condition, change, and impacts in sandy beach ecosystems», Journal of Environmental Management, 144, pp. 322–335. doi: 10.1016/j.jenvman.2014.05.036.

Schlacher, T. A. et al. (2015) «Golden opportunities: A horizon scan to expand sandy beach ecology», Estuarine, Coastal and Shelf Science, 157, pp. 1–6. doi: 10.1016/j.ecss.2015.02.002.

Zaitsev, Yu. (2012) «A key role of sandy beaches in the marine environment», Journal of the Black Sea/Mediterranean Environment, 18(2), pp. 114–127.

Aleksandrov B. G. (2017) «Contemporary views on the contour structure of the aquatic environment and new approaches to monitoring the Black and Azov Seas» [«Suchasni uiavlennia pro konturnu strukturu vodnoho seredovyshcha ta novi pidkhody do monitorynhu Chornoho i Azovskoho moriv»], Visnyk NAN Ukrainy, 12, pp. 42-49.

Vinarskij, M. V., Kramarenko S. S., Lazutkina E. A., Andreeva S. I., Andreev N. I. (2012) «Statistical methods in the study of continental mollusks» [«Statisticheskie metody v izuchenii kontinental'nykh mollyuskov»], Statisticheskie metody analiza v biologii i meditsine, pp. 5-94

Vykhovanets, G. V., Murkalov, А. B., Stoyan A. A. (2014) «Dynamic sustainability of sandy beaches zizes in the Black Sea coastal zone» [«Dinamicheskaya ustojchivost' razmerov peschanykh plyazhej v beregovoj zone CHernogo morya»], Visnyk ONU. Seriia: Heohrafichni ta heolohichni nauky, 19(1), pp. 63–68.

Zaitsev, Yu. (2015) «The key role of contour biotopes and their biocenoses in the ecology of the marine environment» [«Klyuchevaya rol' konturnykh biotopov i ikh biotsenozov v ehkologii morskoj sredy»], Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: Biolohiia., 3-4, pp. 235-238.

Kopij, V. G. (2014) «Macrozoobenthos communities of sandy pseudo-littoral off the Black Sea coast of Crimea» [«Soobshhestva makrozoobentosa peschanoj psevdolitorali u chernomorskikh beregov Kryma: Аvtoreferat dissertatsii na soiskanie uchyonoj stepeni kandidata biologicheskikh nauk: «03.02.10» – gidrobiologiya»], Sevastopol, 2014. – 25 p.

Savel'ev, A. A., Mukharamova S. S., Pilyugin А. G., CHizhikova N. А. (2012) «Geostatistical data analysis in ecology and nature management (using the R package) » [«Geostatisticheskij analiz dannykh v ehkologii i prirodopol'zovanii (s primeneniem paketa R)»], Kazan, Kazanskij universitet, 120 p.

Сон, М. О. (2015) «Habitats of the supralittoral zone of the northwestern Black Sea» [«Mestoobitaniya supralitorali severo-zapadnoj chasti CHernogo morya»], Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: Biolohiia., 64(3–4), pp. 616–619.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Anselin L. Local Indicators of Spatial Association-LISA / L. Anselin // Geographical Analysis. – 1995. – Vol. 27(2). – P. 93–115. doi: https://doi.org/10.1111/j.1538-4632.1995.tb00338.x
  2. Bessa F. Temporal changes in macrofauna as response indicator to potential human pressures on sandy beaches. / F. Bessa, S. C. Gonçalves, J. N.Franco, J. N. André, P. P. Cunha, J. C. Marques // Ecological Indicators. – 2014. – Vol. 41 – P. 49-57. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2014.01.023
  3. Bozzeda F. Assessing sandy beach macrofaunal patterns along large-scale environmental gradients: A Fuzzy Naïve Bayes approach. / F. Bozzeda, M. P. Zangrilli,  O. Defeo // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 2016. – Vol. 175. – P. 70-78. https://doi.org/10.1016/J.ECSS.2016.03.025
  4. Brazeiro A. Macroinfauna zonation in microtidal sandy beaches: Is it possible to identify patterns in such variable environments? / A. Brazeiro, O. Defeo // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 1996. –  Vol. 42(4). – P. 523–536. doi: https://doi.org/10.1006/ecss.1996.0033
  5. Brown A. C. Burrowing of sandy-beach molluscs in relation to penetrability of the substratum. / A. C. Brown, E. R. Trueman // Journal of Molluscan Studies. – 1991. – Vol. 57(1). – P. 134–136. https://doi.org/10.1093/mollus/57.1.134
  6. Brown A. C. The Ecology of Sandy Shores 2nd Edition. / A. C. Brown, A. McLachlan. – Academic Press, 2012. – 392 p.
  7. Defeo O. Threats to sandy beach ecosystems: a review / O. Defeo, A. McLachlan, D. S. Schoeman, T. A. Schlacher, J. Dugan, A. Jones, F. Scapini // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 2009. – Vol. 81(1). – P. 1–12.
  8. Fanini L. Comparing methods used in estimating biodiversity on sandy beaches: Pitfall vs. quadrat sampling / L. Fanini, J. K. Lowry // Ecological Indicators. – 2016 – Vol. 60. – P. 358–366. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2015.07.009
  9. Fortin M. J. Spatial analysis in ecology. / M. J. Fortin, M. R. T. Dale, J. ver Hoef // Encyclopedia of Environmetrics. – 2002. – Vol. 4. –  P. 2051–2058.
  10. Francois G. A comparative study of marine litter on the seafloor of coastal areas in the Eastern Mediterranean and Black Seas / G. Francois //  Marine Pollution Bulletin. – 2014. – 89(1–2). – P. 296–304. doi: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2014.09.044
  11. Gibbs, R. J. The relationship between sphere size and settling velocity / R. J. Gibbs, M. D. Matthews, D. A. Link //  Journal of Sedimentary Research. – 1971 – Vol. 41(1). – P. 7–18. doi: https://doi.org/10.1306/74d721d0-2b21-11d7-8648000102c1865d
  12. Lee R. E.  Aggregation of Lady Beetles on the Shores of Lakes (Coleoptera: Coccinellidae) / R. E. Lee // In American Midland Naturalist.  – 1980 – Vol. 104. – P. 295-304.
  13. Macdonald T. Taxonomic and feeding guild classification for the marine benthic macroinvertebrates of the Strait of Georgia, British Columbia / T. Macdonald, B. Burd, V. Macdonald, A. Van Roodselaar. –  Fisheries and Oceans Canada, 2010. – 63 p.
  14. McLachlan A. Patterns, processes and regulatory mechanisms in sandy beach macrofauna: a multi-scale analysis. / A. McLachlan, O. Defeo // Marine Ecology Progress Series. – 2005. – Vol. 295. – P. 1-20. https://doi.org/10.3354/meps295001
  15. McLachlan A. Characterising sandy beaches into major types and states: Implications for ecologists and managers. / A. McLachlan, O. Defeo, A. D. Short // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 2018. – Vol. 215. – P. 152-160. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2018.09.027
  16. Medvedev I. P. Tides in the Black Sea: observations and numerical modelling / I. P. Medvedev //P ure and Applied Geophysics. – 2018. – Vol. 175(6) – P. 1951-1969.
  17. Perry J. N. Spatial analysis by distance indices. / J. N. Perry // Journal of Animal Ecology. – 1995. – Vol. 64(3). – P. 303-314.
  18. Pyrcz M. J. The whole study on the hole effect / M.  J. Pyrcz, C. V. Deutsch // Geostatistical Association of Australasia, Newsletter. – 2003 – Vol. 18. – P. 1-16
  19. Reyes-Martínez M. J. Response of intertidal sandy-beach macrofauna to human trampling: An urban vs. natural beach system approach. / M. J.Reyes-Martínez, M. C. Ruíz-Delgado, J. E. Sánchez-Moyano, F. J. García-García //  Marine Environmental Research. – 2015. – Vol. 103. –  P. 36–45. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2014.11.005
  20. Schlacher T. A. Sandy beach ecosystems: key features, sampling issues, management challenges and climate change impacts. / T. A. Schlacher, D. S. Schoeman, J. Dugan, M. Lastra, A. Jones, F. Scapini, A. Mclachlan // Marine ecology. – 2008. – Vol. 29. – P. 70-90.
  21. Schlacher T. A. Metrics to assess ecological condition, change, and impacts in sandy beach ecosystems. / T. A. Schlacher, D. S. Schoeman, A. R. Jones,  J. E. Dugan, D. M. Hubbard, O. Defeo, R. M. Connolly // Journal of Environmental Management – 2014. – Vol. 144. – P. 322-335. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.05.036
  22. Schlacher T. A. Golden opportunities: A horizon scan to expand sandy beach ecology / A. Schlacher, T.A. Weston, D. S. Schoeman, A. D. Olds, C. M. Huijberts, R. M. Connolly // Estuarine, Coastal and Shelf Science. – 2015. – Vol. 157. – P. 1-6. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2015.02.002
  23. Zaitsev Y. A key role of sandy beaches in the marine environment. / Y. Zaitsev // Journal of the Black Sea/Mediterranean Environment. – 2012. – Vol. 18(2). – P.114–127.
  24. Александров Б. Г. Сучасні уявлення про контурну структуру водного середовища та нові підходи до моніторингу Чорного і Азовського морів (за матеріалами наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 25 жовтня 2017 р.). / Б. Г. Александров // Вісник НАН України. – 2017. – №12. – С. 42-49.
  25. Винарский М. В. Статистические методы в изучении континентальных моллюсков. / М. В. Винарский, С. С. Крамаренко, Е. А. Лазуткина, С. И. Андреева, Н. И. Андреев // Статистические методы анализа в биологии и медицине. –  2012. –  С. 5-94.
  26. Выхованец Г. В. Динамическая устойчивость размеров песчаных пляжей в береговой зоне Черного моря. / Г. В. Выхованец, А. Б. Муркалов, А. А. Стоян // Вісник ОНУ. Сер.: Географічні та геологічні науки. – 2014. – Т. 19(1). – С. 63-68.
  27. Зайцев Ю. П. Ключевая роль контурных биотопов и их биоценозов в экологии морской среды / Ю. П. Зайцев // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2015. – Т. 3-4. – С. 235-238.
  28. Копий, В. Г. Сообщества макрозообентоса песчаной псевдолиторали у черноморских берегов Крыма: Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук: «03.02.10» – гидробиология / В. Г. Копий. – Севастополь, 2014. – 25 с.
  29. Савельев А. А.  Геостатистический анализ данных в экологии и природопользовании (с применением пакета R). / А. А. Савельев, С. С. Мухарамова, А. Г. Пилюгин, Н. А.Чижикова. – Казань: Казанский ун-т, 2012. – 120 с.
  30. Сон М. О. Местообитания супралиторали северо-западной части Черного моря / М. О. Сон // Наукові Записки Тернопільського Національного Педагогічного Університету Імені Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. –  2015. –  Т. 64(3–4). –  С. 616–619.




Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.