Principal component analysis of technosols ecological properties

Abstract

У роботі показана погоджена динаміка варіювання фізичних властивостей та фітоіндикаційних оцінок екологічних режимів техноземів Нікопольського марганцеворудного басейну засобами аналізу головних компонент. Дослідження проведене в науково-дослідному стаціонарі Дніпровського державного аграрного університету в м. Покров у період 2012–2014 рр. Дані по агрегатній структурі техноземів попередньо підвергли композитному аналізу. Проведена лог-трансформація даних по агрегатному стану техноземів дозволила одержати нескорельовані нові змінні, які здатні відтворити матрицю відстаней між точками відбору проб, які найбільшою мірою скорельована з іншими екологічними властивостями техноземів. Результати аналізу головних компонент дозволили описати первині показники техноземів за допомогою сімох головних компонент, власні числа яких переважають одиницю. Ці компоненти описують 72,4 % варіювання простору ознак. Головні компоненти представляють собою інтегральні змінні, які чутливі до погодженої динаміки екологічних властивостей техноземів та володіють диференціальною здатністю. Кожна з головних компонент вказує на особливості окремого технозему або їх певної групи. За своєю природою деякі обрані ознаки безпосередньо характеризують ґрунт у контексті його значення як середовища існування живих організмів. Також, дуже важливу групу ознак представляють фітоіндикаційні оцінки екологічних режимів техноземів. Варіювання як едафічних характеристик, так і екологічних оцінок, які базуються на властивостях рослинного покриву, між собою синхронізовані. Така синхронізація дозволяє зробити більш глибокі екологічні інтерпретації показників, які мають самостійне значення. The article shows the agreed dynamic variation of physical properties and phytoindication assessments of the ecological regimes of the Nikopol manganese ore basin technosols by means of principal components analysis. The study was conducted at Dnipro State Agricultural University Research Center in city Pokrov during 2012-2014. Data on the aggregate structure was processed by composite analysis. The application of the log transformation of aggregate soil particle distribution data allowed to obtain new non-correlated variables that are able to reproduce the matrix of distances between sampling points that are most correlated with other environmental properties of technosols. Results of principal components analysis allowed to reproduce initial variables by seven principal component with eigenvalues dominated one. These components describe 72.4% variation feature space. The principal components are the integral variables that are sensitive to the dynamics of agreed environmental properties of technosols and have a differential ability. Each of the principal component indicates features of technosols types or a particular group. By their nature, certain selected features directly characterize the soil in the context of its importance as a habitat of living organisms. Also important group of signs are phytoindication assessment of the ecological regimes. Variation of edaphic characteristics as well as environmental assessments are based on the properties of vegetation, synchronized with each other. Such synchronization enables a more profound interpretation of environmental indicators that have independent significance.