Moniulotteinen korrespondenssianalyysi : sovelluksena jokien pohjaeläinaineisto

Abstract

Kerättävän tiedon määrä kasvaa jatkuvasti ja siten myös tutkittavien aineistojen koko kasvaa. Suurien ja monimutkaisten aineistojen tehokkaaseen analysointiin tarvitaan menetelmiä, joilla aineiston muuttujien väliset assosiaatiot voidaan tunnistaa. Tunnistamalla aineistosta mielenkiintoisimmat assosiaatiot voidaan jatkotutkimukset kohdentaa niihin, jolloin säästyy resursseja ja aikaa. Moniulotteinen korrespondenssianalyysi kuuluu näihin eksploratiivisiin menetelmiin. Tässä tutkielmassa menetelmää sovelletaan Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tuottamaan pohjaeläinaineistoon.

Aineisto koostuu mittauksista, jotka on tehty Suomen jokien koskialueilla. Koskialueita on 590 ja näistä on kerätty 5552 näytettä vuosina 2006 - 2012. Koskialueista otetuista näytteistä on tunnistettu ja laskettu niissä esiintyvät pohjaeläintaksonit, joita on 161 eri taksonia. Jokaiselle näytteelle tiedetään lisäksi koskialueen jokityyppi, pohjatyyppi, luonnontilaisuus sekä sijoittuminen Etelä- tai Pohjois-Suomeen. Tutkielman tavoitteena on selvittää pohjaeläinaineistoon liittyviä assosiaatioita, erityisesti liittyen hienoaines- ja kivipohjatyyppeihin. Jälkimmäinen jaotellaan vielä iso- ja pienkivityyppeihin.

Moniulotteisessa aineistossa olevaa informaatiota pyritään tiivistämään moniulotteisella korrespondenssianalyysilla helposti tulkittaviksi useimmin kaksiulotteisiksi kuviksi. Kuvia kutsutaan menetelmän yhteydessä kartoiksi, ja ne kuvaavat muuttujien välisiä assosiaatioita tiivistettynä kahden suurimman selitysosuuden omaavalle dimensiolle eli aliavaruudelle. Aliavaruudet määritetään muuttujien avulla. Tutkielmassa käytetään pohjaeläintaksoneita myös lisämuuttujina, jotka voidaan piirtää kartalle, mutta ne eivät vaikuta dimensioiden määrittämiseen.

Pohjatyyppien välillä voidaan tulkita moniulotteisen korrespondenssianalyysin perusteella olevan eroa hienoaines- ja kivipohjatyyppien suhteen. Hienoaineksen erottuminen näkyi kaikissa suoritetuissa analyyseissa. Kategorisia pohjaeläinmuuttujia käytettäessä havaittiin mäkärien (Simuliidae) olevan mahdollinen indikaattoritaksoni pohjatyyppien erottelussa hienoaines- ja kivipohjatyyppeihin.

Analyysitulosten perusteella voidaan myös todeta olevan eroa Pohjois- ja Etelä-Suomen välillä sekä luonnontilaisten ja ihmistoiminnan kuormittamien koskipaikkojen välillä. Pohjois- ja Etelä-Suomen väliselle jaolle voidaan tulosten perusteella esittää indikaattoritaksoneiksi kahta päiväkorentoa. Jokityypeistä savimaiden joet erottuvat muista jokityypeistä omana ryhmänään.

Tutkielman tulosten perusteella voidaan ehdottaa lisätutkimuksia siitä, mikä erottaa hienoaineksen kivipohjatyypeistä.