Многомерный статистический анализ структуры планктонных и донных сообществ минерализованных рек бассейна оз. Эльтон

Представлены результаты комплексных исследований соленых рек аридного региона Приэльтонья на базе гидробиологической съемки планктонных и донных сообществ. Выполнено сравнение двух таблиц видовой структуры по результатам наблюдений на 13 участках рек в 2013 и 2018 гг., которые включали численности гидробионтов 94 различных таксономических групп макрозообентоса, мейобентоса и зоопланктона. С использованием метода анализа совместной инерции выявлена высокая статистическая согласованность матриц данных, обусловленная объективными закономерностями пространственного распределения водных организмов. Рандомизационный тест коэффициента прокрустовой корреляции показал статистическую значимость (р = 0.00026) сопряженности обеих видовых структур в пространстве латентных переменных. В то же время отмечен определенный тренд изменения таксономического состава сообществ на отдельных станциях с течением времени в условиях динамичности абиотических факторов. Проанализирована зависимость таксономической структуры гидробионтов от совокупности 30 абиотических факторов среды, полученных в ходе гидробиологического и гидрохимического мониторинга изучаемых участков рек. С использованием канонического корреляционного анализа и метода проекций на латентные структуры построена совокупность ординационных диаграмм, позволяющих выявить для каждой группы видов своеобразные «экологические ниши» с определенным набором характеристик биотопов. Показана достаточно тесная корреляция планктонных и донных сообществ между собой, что свидетельствует о тесной связи между ними, обусловленной как биотическими взаимодействиями, так и взаимно согласованной реакцией на изменение факторов водной среды. 

1. Зинченко Т. Д., Головатюк Л. В., Выхристюк Л. А., Шитиков В. К. Разнообразие и структура сообществ макрозообентоса высокоминерализованной р. Хара (Приэльтонье) // Поволж. экол. журн. 2010. № 1. С. 14 – 30.

2. Зинченко Т. Д., Шитиков В. К., Головатюк Л. В., Гусаков В. А., Лазарева В. И. Анализ связей между сообществами гидробионтов в соленых реках с использованием многомерной блочной ординации // Биология внутренних вод. 2019. № 4. С. 82 – 89.

3. Шитиков В. К., Зинченко Т. Д. Многомерный статистический анализ экологических сообществ (обзор) // Теоретические проблемы экологии. 2019. № 1. С. 5 – 11. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-1-005-011

4. Шитиков В. К., Розенберг Г. С. Рандомизация и бутстреп : статистический анализ в биологии и экологии с использованием R. Тольятти : Кассандра, 2014. 314 с.

5. Эрве М. Путеводитель по применению статистических методов с использованием R / пер. В. К. Шитикова. Тольятти, 2018. 351 с. URL: https://stok1946.blogspot.com (дата обращения: 24.07.2018)

6. Dolédec S., Chessel D. Co-inertia Analysis: An Alternative Method for Studying Speciesenvironment Relationships // Freshwater Biology. 1994. Vol. 31. P. 277–294.

7. Dray S., Chessel D., Thioulouse J. Procrustean Co-inertia Analysis for the Linking of Multivariate Datasets // Écoscience. 2003. Vol. 10, iss. 3. P. 110 – 119.

8. González I., Lê Cao K.-A., Davis M. J., Déjean S. Visualising Associations Between Paired “Omics” Data Sets // BioData Minning. 2012. Vol. 5. P. 19. DOI: https://doi.org/10.1186/1756- 0381-5-19

9. Hervé M. R., Nicolè F., Lê Cao K. A. Multivariate Analysis of Multiple Datasets : a Practical Guide for Chemical Ecology // J. of Chemical Ecology. 2018. Vol. 44, iss. 3. P. 215 – 234. DOI: https://doi.org/10.1007/s10886-018-0932-6

10. Lê Cao K.-A., Rossouw D., Robert-Granié C., Besse P. A Sparse PLS for Variable Selection when Integrating Omics data // Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology. 2008. Vol. 7, iss. 1. P. 35. DOI: https://doi.org/10.2202/1544-6115.1390

11. Singh A., Gautier B., Shannon C. P., Vacher M., Rohart F., Tebutt S. J., Le Cao K.-A. DIABLO-an Integrative, Multi-omics, Multivariate Method for Multi-group Classification // BioRxiv. 2016. № 067611. P. 1 – 50. DOI: https://doi.org/10.1101/067611

12. Wold H. Partial least squares // Encyclopedia of Statistical Sciences / еds. S. Kotz, N. Johnson. New York : Wiley, 1985. P. 581 – 591.

13. Zinchenko T. D., Shitikov V. K., Golovatyuk L. V., Gusakov V. A., Lazareva V. I. Plankton and Bottom Communities in the Saline Rivers of Lake Elton Basin : Statistical Analysis of Dependences // Arid Ecosystems. 2018. Vol. 8, № 3. P. 225 – 230.

14. Zinchenko T. D., Golovatyuk L. V., Abrosimova E. V., Popchenko T. V. Macrozoobenthos in Saline Rivers in the Lake Elton Basin : Spatial and Temporal Dynamics // Inland Water Biology. 2017. Vol. 10, № 4. P. 384 – 398.