Особливості застосування кількісних методів класифікації рослинного покриву

Існує низка різних підходів до класифікації за методом Браун-Бланке причому більшість з них комп'ютеризовано за рахунок засто­сування пакетів програм. Вони досить близькі, оскільки в їх основу покладено аналіз флористичного складу з побудовою матриці геоботанічних описів з певною структурою. Необхідна структура досягається за рахунок механічного перерозподілу стовпчиків (описів) та рядків (видів), обробки на ЕОМ або, як це виконується останніми роками, за допомогою комп'ютера. Одним з них є запропонований метод перетворення фітоценотичних таблиць, який є основним методом при класифікації рослинного покриву України останнім часом. Особливістю застосування даного методу є використання всіх наявних видів угруповання з аналізом їх подібності в межах аналізованої фітоценотичної таблиці. Отриманим сукупностям видів-описів потрібно надати певний синтаксономічний статус. Перевагою данного методу є можливість аналізувати фітоценотичні таблиці будь-якого розміру.

Обробка фітоценотичних даних пов'язана з необхідністю упорядкування і виявлення структур великих масивів інформації валових таблиць описів на основі їх флористичного складу. В зв'язку з великим об'ємом інформації виявити достовірну структуру навіть невеликої матриці неможливо без використання комп'ютерів, тому виникає потреба у розробці комп'ютерних методів спрощення структури валових таблиць, надто великих для безпосереднього аналізу.

Дієвість певного методу класифікації залежить від наявності сталого методичного апарату. Якщо еколого-фітоценотична кла­сифікація оперує насамперед ознакою домінування, а також різ­ними біоморфологічними та екологічними ознаками основних ви­дів, то для еколого-флористичної потрібно мати досить ефективно діючу методику обробки описів фітоценозів, оскільки використання повного флористичного складу потребує наявності чіткого набору методик, які дозволяють визначати певні сукупності видів та описів, котрим буде надано певний синтаксономічний ранг. Наявність такої методики дозволить значно уніфікувати особли­вості підходу дослідника незалежно від класифікації, тобто в та­кому випадку основним буде наявність якісних фітоценотичних матеріалів.

Отримання певних сукупностей фітоценозів дозволяє визначити їх статус з використанням наявних діагностичних видів та близьких синтаксономічних схем. Також за допомогою комп'ютерної техніки виникає можливість до певної міри авто­матизувати даний процес.

Для цього визначено діагностичний статус частини видів флори України, із загальної кількості понад 5000 видів. З цією ме­тою виявлено їх діагностичні значення в оброблених фітоце­нотичних таблицях, а також за допомогою аналізу їх поширення за даними спеціальної літератури. Введення цих значень стосовно видів, які беруть участь у певній обробці, допоможе визначити синтаксономічний статус фітоценона з високою точністю. На перших етапах буде можливе віднесення фітоценону лише до вищих одиниць класифікації Браун-Бланке, але з часом накопичення таких даних дозволить оперувати діагностичними значеннями виду і на рівні асоціації.

Досить істотне значення для активізації фітоценотичних досліджень українських фітоценологів має розробка єдиного пакету програм, за допомогою якого можливе було б виконання цілого ряду досліджень з введеними в комп'ютер описами рослинних угруповань. Існує значна низка методів, які дозволяють здійснити головну систематизаційно-класифікаційну процедуру – виконати згрупування описів в певні, досить екологічно та фітоценотично близькі сукупності. Але при створенні типологічних схем районування та при аналізі участі господарсько цінних рослин також потрібно існування подібних програм, які б дозволя­ли отримувати порівняльні дані, незалежно від кваліфікації дос­лідника. Визначити цілі та основні напрямки його створення по­винен спеціаліст-фітоценолог.

Основними напрямками подальшого використання отриманих фітоценонів є аналіз флористичного складу виявлених при обробці фітоценотичних таблиць певних сукупностей видів-описів. Так, ці сукупності можуть мати ранг екологічної групи, яка виявлена в локальній обробці, але при зведенні певної сукупності фітоценонів разом, склад цих груп буде досить близький до флористичного складу певного синтаксону. При неспівпаданні видового складу є можливість розглядати цю одиницю як нову.

Значне поширення останніми роками на Україні класифікації рослинності за методом Браун-Бланке викликало потребу у ство­ренні програмного забезпечення для побудови синтаксономічних схем. В основі цього методу покладено спеціальну обробку вало­вої таблиці описів: виділення її активної частини, упорядкування останньої та власне класифікація. Пропонований підхід ґрунтується на математичній формалізації табличного методу, сутність якого полягає в зведенні задач упо­рядкування валової таблиці описів до відомої задачі дискретної оптимізації – задачі "комівояжера". Остання реалізується на ком­п'ютері і відрізняється від існуючих програм, котрі застосовуються з аналогічною метою у фітоценології. Даний метод дозволяє аналізувати всю валову таблицю описів, а не тільки її активну частину. Також, на нашу думку, позитивним в пропонованому нами методі є те, що дослідник працює з конкретним фітоценотичним матеріалом, спостерігаючи його протягом усіх етапів обробки,а не використовуючи опосередковані дані, отримані, наприклад, за допомогою побудови дендритів.

При цьому в підсумковій таблиці буде мінімізована сумарна кількість так званих "блоків одиниць", що надають цій таблиці зручного для класифікації структурованого вигляду будуються на основі флористичного складу рослинних угруповань будемо вважати, що їх валова таблиця являє собою складену з нулів та одиниць матрицю, де одиниця в і-тому рядку на і-тому місці означає присутність і-того виду в і-тому описі, а нуль— його відсутність. Суть пропонованного підходу полягає у формалізації уявлень дослідника про вигляд підсумкової таблиці та спосіб зведення до неї валової таблиці описів. Допустимими перетво­реннями таблиці описів є перестановка її колонок (описів) та рядків (видів). Для виділення синтаксонів і зв'язаних з ними груп діагностичних видів таблицю описів необхідно перетворювати таким чином, щоб в ідеальному вигляді в підсумковій таблиці оди­ниці згруповувалися в прямокутні блоки, поза якими будуть лише нулі. Саме цій процедурі було надано точного математичного змісту. Далі отримана валова таблиця трансформується так, щоб бути придатною для виділення в її складі синтаксонів та зв'язаних із ними груп діагностичних видів. Перебудована валова таблиця описів побудована таким чином, щоб кожній групі описів відповідала одна або декілька груп видів, і навпаки.

Отже, формалізувавши уявлення дослідника про кінцеву таб­лицю, було сформульоване завдання зведення валової таблиці описів до підсумкової, як задачу дискретної оптимізації, причому було розроблено алгоритм та програмне забезпечення для реалі­зації цього завдання на комп'ютері. Це дозволило проводити перегрупування блоків видів-описів за підсумковою таблицею досліднику, що забезпечує кращі наслідки, ніж за автоматичного класифікування, оскільки це дає змогу використовувати додаткову інформацію про об'єкти, які вивчаються.

Алгоритмічний підхід, запропонований для структурування ва­лових таблиць, можна вважати прогресивним ще й тому, що він дозволяє виключити суб'єктивізм дослідника на етапі підготовки валової таблиці для класифікування, а також на першому етапі об­робки цієї таблиці. Єдина підсумкова таблиця буде вихідною для обробки описів, а її структура виявить і нетипові описи, а також неінформативні види.

Таким чином, вдалося уникнути суб'єктивізму дослідника під час обробки валових таблиць описів до самого етапу класи­фікування за підсумковою таблицею. Це дозволяє вико­ристовувати для обробки всю вихідну інформацію (геоботанічні описи, введені в валову таблицю), виділяти синтаксони за системою Браун-Бланке довільного об'єму. Тому класифікація стає більш "об'єктивною", гнучкою і навіть відтворюваною. Виділення того чи іншого синтаксону за якоюсь групою діагностичних видів звичайно дістає підтвердження в структурах достатньо великої кількості підсумкових таблиць.

Запропонований новий підхід до табличної обробки геобота­нічних описів дозволяє за досить короткий проміжок часу отриму­вати достатньо чіткі синтаксономічні схеми. Даний підхід до кла­сифікації за методом Браун-Бланке неодноразово апробований, підтвердженням чого є наведений другий варіант синтаксономічної схеми рослинного покриву України.

Для повного розуміння методу Браун-Бланке потрібно також відтворити особливості вищих одиниць класифікації стосовно рос­линного покриву, а також дати декілька прикладів із синтаксономії рослинності України, які допоможуть читачам отримати достатньо повну інформацію відносно класифікації рослинних угруповань.

Поиск по сайту: