Выбор и использование индексов разнообразия: выводы для экологических исследований по материалам германских «Biodiversity Exploratories»

Биоразнообразие — многомерное свойство природных систем, количественная оценка которого затруднена, в частности, из-за множества предложенных для этой цели индексов. Индексы призваны описывать общие свойства сообществ, что позволяет сравнивать разные регионы, таксоны и трофические уровни. Поэтому они имеют фундаментальное значение для экологического мониторинга и охраны природы, хотя единого мнения о том, какие индексы наиболее уместны и информативны, не существует. Мы проверили несколько распространённых индексов разнообразия в ряде статистических анализов — от простых до сложных, чтобы определить, подходят ли некоторые из них для определённых видов анализа лучше других. Для этого использовали данные, собранные вокруг целевого растения Plantago lanceolata на 60 участках лугов умеренного пояса, расположенных в агроландшафте, и изучили взаимосвязи между распространёнными индексами разнообразия: видовым богатством (S), индексом разнообразия Шеннона (H′), индексом разнообразия Симпсона (D1), индексом доминирования Симпсона (D2), индексом выравненности Симпсона (E) и индексом доминирования Бергера—Паркера (BP). Каждый из этих индексов рассчитывали для травянистых растений, арбускулярных микоризных грибов, надземных членистоногих, подземных личинок насекомых, а также молекулярного и химического разнообразия P. lanceolata. Включение показателей разнообразия, основанных на признаках, позволило проверить, ведут ли они себя аналогично более изученному видовому разнообразию. С помощью путевого анализа определяли, выявляют ли составные индексы больше взаимосвязей между разнообразием разных организмов и признаков, чем более простые индексы. В путевых моделях при использовании H′ значимыми были больше путей, хотя все модели, кроме модели с E, оказались одинаково надёжными. Это показывает, что в простых анализах распространённые индексы разнообразия могут казаться взаимозаменяемыми, однако при учёте сложных взаимодействий выбор индекса способен существенно изменить интерпретацию результатов. Следует избегать поиска в данных с целью выявить индекс, дающий наиболее значимые результаты, однако одновременное проведение анализов с использованием нескольких индексов может дать более полное представление о взаимодействиях в системе.