?

Log in

No account? Create an account

Zaplata et al., 2013
covtoc
basil_yakimov
Zaplata M.K., Winter S., Fischer A., Kollmann J., Ulrich W., 2013. Species-Driven Phases and Increasing Structure in Early-Successional Plant Communities // The American Naturalist. 181 (1): E17–E27.
В 2005 году в Восточной Германии завершили рекультивацию небольшого карьера, оставшегося после открытой разработки бурого угля. Карьер засыпали 3-метровым слоем песка и суглинка, в результате образовался участок площадью 6 га. Этот рекультивированный карьер стал площадкой для долгосрочной мониторинговой программы, в ходе которой изучаются разные изменения (почвенные, гидрологические, выбросы из-под поверхности), в том числе – изучается динамика формирующегося растительного сообщества.
Для описания почвы карьер был покрыт сеткой пробных площадей размером 20 × 20 м. В каждой такой площадке после окончания строительства были взяты пробы почвы, подвергнутые химическому анализу, в результате есть подробные данные по содержанию песка, глины и ила, а также по концентрациям элементов (C, N, S), кислотности и проводимости.
Для описания растительности используется эта же сетка пробных площадей, в центре каждой заложен участок размером 5 × 5 м, в углах которого расположены четыре метровых квадрата. Описание растительности проводится ежегодно стандартным методом с фиксацией проективных покрытий видов.
В данной работе представлены результаты анализа структурных изменений формирующегося в ходе сукцессии лугового сообщества за первые 5 лет его становления (2006 – 2010). В качестве структурных показателей рассмотрены индекс сегрегации (C-score; Stone, Roberts, 1990), показатель вложенности (метрика несоответствий; Brualdi, Sanderson, 1999), а также показатель смены видов (turnover), основанный на процедуре сериализации (Leibold, Mikkelson, 2002). Эти три показателя рассчитывались по матрицам двух масштабов: на основе метровых квадратов и на основе участков 5 × 5 м. Статистический анализ проводился с применением консервативной нуль-модели FF. Дополнительно были рассмотрены кривые доминирования-разнообразия, которые анализировались на предмет соответствия степенной и логнормальной моделям, а также лог-серии. Особенности пространственной структуры изучались двумя способами. Во-первых, при анализе вложенности для каждой пробы рассчитывался показатель ее уникальности (idiosyncrasy), для которого потом строилась регрессионная модель зависимости от почвенных показателей. Во-вторых, рассмотрена автокорреляция проективного покрытия видов-доминантов. Анализ проводился отдельно для двух подмножеств пробных площадей, выделенных по результатам кластерного анализа по почвенным показателям.
Наиболее явная динамика выявлена для показателя сегрегации, который растет с ходом времени и становится статистически значимым на 2-3 год сукцессии. Показатель смены видов уменьшается, но в статье представлены его ненормированные по нуль-модели значения, а сами результаты статистического анализа показывают, что в первые два года результат незначим, затем – значим. Использованный показатель вложенности статистически незначим и внятной динамики также не демонстрирует. Но при этом регрессионный анализ уникальности проб после анализа вложенности показал, что в первые два года значимой зависимости от почвенных показателей нет, но в последующие годы она проявляется и полные регрессионные модели объясняют 8% – 22% изменчивости.
Анализ кривых доминирования-разнообразия показал их соответствие лог-серии в первые два года сукцессии, и соответствие логнормальному распределению в последующие годы. Этот результат интерпретируется как поддержка гипотезы о более сильном влиянии в ранние годы процессов расселения, поскольку лог-серия соответствует нейтральным моделям, в которых процессы расселения играют определяющую роль.
После заполнения карьера доминантом был инвазийный злак Conyza canadensis. В ходе сукцессии снижалось как его проективное покрытие и встречаемость, так и показатель автокорреляции. Пик пришелся на первый год (2006). На 3-4 год доминантом стал Trifolium pratense. На эти же годы приходится пик его пространственной автокорреляции. На основании этих данных авторы выделяют две выраженные сукцессионные «фазы».
Таким образом, авторы показали, что в первые два года характер пространственной структуры отличался случайностью, что является следствием случайного характера первичного заселения. Затем начинают выявляться эффекты неслучайной совместной встречаемости видов, что выявлено с применением индексов сегрегации и показателя смены видов, но не индекса вложенности. Применительно к вложенности аналогичный эффект выявлен косвенным образом путем анализа зависимости показателей уникальности от состава почвы.
Из технических деталей отмечу совсем неочевидную необходимость разделения полного набора данных на два подмножества, которое использовали авторы. Либо это «происки» редактора и рецензентов, либо там были какие-то проблемы с результатами анализа полного набора данных.