Vzorkování biodiverzity

Pro vzorkování biodiverzity platí obdobná pravidla jako při jakémkoliv jiném vzorkování, při výběru z cílové populace (pojem populace je zde používán ve smyslu statistickém, nikoliv biologickém) musí pro získání kvalitního vzorku platit:

• náhodnost,
• reprezentativnost,
• nezávislost.

Je samozřejmě pravda, že heterogenita živé přírody klade vysoké nároky na přípravu vzorkovacího plánu, kdy kromě prostorové heterogenity abiotického prostředí je třeba počítat i s různým rozložením organismů v tomto prostředí.

Organismy se v prostředí většinou nevyskytují rovnoměrně rozložené, příčinou je heterogenita prostředí, která ovlivňuje výskyt různých organismů. Způsob, jakým jsou organismy v prostředí rozmístěny, nazýváme jejich frekvenční distribucí. Kromě vzácného rovnoměrného rozložení se můžeme setkat ještě s rozložením náhodným a agregovaným (obr. 2.1).

Nejjednodušším postupem pro jejich zjištění je poměr průměru a rozptylu početnosti organismů ve vzorcích prostředí:

• rovnoměrné rozložení má rozptyl menší než průměr,
• náhodné rozložení má rozptyl roven průměru,
• agregované rozložení má rozptyl větší než průměr.

Tyto modely jsou popsány třemi dobře známými rozděleními:

• pozitivní binomické (pro rovnoměrné rozložení jedinců),
• Poissonovo (pro náhodné rozložení jedinců),
• negativní binomické (pro agregovaná rozložení jedinců).

Obr. 2.1: Možné typy frekvenční distribuce organismů v prostředí

Pro měření stupně agregovaného výskytu organismů  byl některými autory použit jako index agregace parametr k negativního binomického rozdělení. Při negativním binomickém rozdělení je jeho vztah k průměru a rozptylu následující:

 Při náhodném rozdělení (Poissonovo), kdy rozptyl se rovná průměru, se hodnota blíží k nekonečnu, zatímco při agregovaném rozložení získáme nízké hodnoty parametru . Přestože nelze dosáhnout přesného hodnocení agregace jediným indexem, je parametr za určitých podmínek použitelný.

Další metodou pro určení uspořádanosti systému (agregované nebo náhodné rozložení druhů na lokalitách) je přístup termodynamické uspořádanosti, který hodnotí uspořádanost matice „druhy x lokality“ pomocí termodynamické teploty systému. Teplota 0 ºC (matice s jasnou strukturou, ekvivalent vody v pevném stavu) odpovídá maximálně uspořádanému (agregovanému) systému, zatímco plně náhodný systém odpovídá teplotě 100 ºC (není žádný vztah mezi druhy a lokalitami, analogie molekul vody v plynném stavu) (obr. 2.2).

 Postup byl původně vyvinut pro účely ochrany přírody. Zde hodnotí, zda výskyt druhů na lokalitách (ve smyslu samostatných „ostrovů“) odpovídá uspořádanému vymírání druhů na druhově méně bohatých lokalitách, nebo zda lokality obsahují druhy, které tomuto uspořádanému systému neodpovídají, a tedy jsou na dané lokalitě ohroženy vymřením (obr. 2.3).

Autoři doplnili svou práci softwarovým nástrojem pro výpočet termodynamické teploty systému (http://www.aics-research.com/nestedness/tempcalc.html), kterou lze následně pomocí Monte-Carlo testu srovnat s náhodným uspořádáním systému (je testována nulová hypotéza, že matice druhy x lokality je náhodně uspořádána).