Функциональное разнообразие и его оценка в исследованиях синэкологии насекомых с использованием статистической среды R

Авторы

  • Геннадий Геннадьевич Сушко Витебский государственный университет им. П. М. Машерова
  • Анастасия Сергеевна Ткаченок Витебский государственный университет им. П. М. Машерова
  • Инна Александровна Литвенкова Витебский государственный университет им. П. М. Машерова

Ключевые слова:

экология сообществ, функциональное разнообразие, видовые признаки, индексы функционального разнообразия, RLQ, статистическая среда R
Поддерживающие организации
Исследования выполнены при поддержке государственной программы научных исследова-ний «Рациональное природопользование», подпрограммы 8.2. «Биоразнообразие ибиоресурсы» на 2026–2030 гг.№ГР20260389 от 27.03.2026

Аннотация

Видовое разнообразие, хотя и является в настоящее время общепринятым показателем биоразнообразия, не всегда отражает общую картину состояния и функционирования экосистем. Анализ функционального разнообразия сообществ, основанный на видовых признаках, все чаще используется для установления связи между функциями организмов на уровне экосистемы, а также выявления механизмов биотических реакций на изменения окружающей среды. Измерение функционального разнообразия является  сложной задачей, так как большинство методик его расчета базируется на статистической среде R, а это требует навыков написания программного кода. С использованием собственных результатов исследований ассамблей жужелиц в нескольких типах сосновых лесов продемонстрированы этапы оценки функционального разнообразия в статистической среде R. Предложен программный код, доступный для использования начинающим исследователям. Детально рассмотрен протокол оценки функционального разнообразия, включающий расчет средневзвешенных по сообществу значений видовых признаков (community-weighted means, CWM), расчет индексов функционального разнообразия (функционального богатства (FRic), выравненности (FEve), дивергенции (FDiv) и квадратичной энтропии Рао (Rao’s Q)), а также выполнение многомерных анализов RLQ и «четвертого угла» (fourth-corner). Обосновано использование соответствующих пакетов, включая FD и ade4.

Биографии авторов

  • Геннадий Геннадьевич Сушко, Витебский государственный университет им. П. М. Машерова

    доктор биологических наук, профессор; заведующий кафедрой экологии и географии

  • Анастасия Сергеевна Ткаченок, Витебский государственный университет им. П. М. Машерова

    студентка, факультет химико-биологических и географических наук

  • Инна Александровна Литвенкова, Витебский государственный университет им. П. М. Машерова

    кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры экологии и географии

Библиографические ссылки

  1. Keddy PA. A pragmatic approach to functional ecology. Functional Ecology. 1992; 6:621–626. DOI:10.2307/2389969
  2. Magurran AE, McGill BJ. Biological Diversity: Frontiers in Measurement and As-sessment. Oxford: Oxford University Press; 2011. 345 p.
  3. McGill BJ, Enquist BJ, Weiher E, Westoby M. Rebuilding community ecology from functional traits. Trends in Ecology & Evolution. 2006; 21:178–185. DOI: 10.1016/j.tree.2006.02.002
  4. Fukami T, Bezemer TM, Mortimer SR, van der Putten WH. Species divergence and trait convergence in experimental plant community assembly. Ecology Letters. 2005; 8:1283–1290. DOI:10.1111/j.1461-0248.2005.00829.x
  5. Cadotte MW, Carscadden K, Mirotchnick N. Beyond species: functional diversity and the maintenance of ecological processes and services. Journal of Applied Ecology. 2011; 48(5):1079–1087. DOI:10.1111/j.1365-2664.2011.02048.x
  6. Lepš J, de Bello F, Lavorel S, Berman S. Quantifying and interpreting functional di-versity of natural communities: practical considerations matter. Preslia. 2006;78:481–501.
  7. Hevia V, Martín-López B, Palomo S, García-Llorente M, deBello F, González JA. Trait-based approaches to analyze links between the drivers of change and ecosystem services: synthesizing existing evidence and future challenges. Ecology and Evolution. 2017;7:831–844. DOI: 10.1002/ece3.2692
  8. Loreau M, de Mazancourt C. Biodiversity and ecosystem stability: a synthesis of un-derlying mechanisms. Ecology Letters. 2013; 16:106–115. DOI:10.1111/ele.12073
  9. Díaz S, Cabido M. Vivela difference: plant functional diversity matters to ecosystem processes. Trends in Ecology& Evolution. 2001; 16:646–655. DOI: 10.1016/S0169-5347(01)02283-2
  10. Wong MKL, Guénard B, Lewis OT. Trait-based ecology of terrestrial arthropods. Bio-logical Reviews. 2019; 94(3):999–1022. DOI: 10.1111/brv.12488
  11. Elek Z, Růžičková J, Ódor P. Functional plasticity of carabids can presume better the changes in community composition than taxon-based descriptors. Ecological Applica-tions. 2022;32:e02460. DOI: 10.1002/eap.2460
  12. Nolte D, Boutaud E, Kotze DJ, Schuldt A, Assmann T. Habitat specialization, distri-bution range size and body size drive extinction risk in carabid beetles. Biodiversity and Conservation. 2019; 28:1267–1283. DOI: 10.1007/s10531-019-01724-9
  13. deBello F, Carmona CP, Dias ATC, et al. Handbook of Trait-Based Ecology: From Theory to R Tools. Cambridge: Cambridge University Press; 2021. 308 p. DOI: 10.1017/9781108628426
  14. Mammola S, Carmona CP, Guillerme T, Cardoso P. Concepts and applications infunc-tional diversity. Functional Ecology. 2021; 35:1869–1885. DOI: 10.1111/1365-2435.13882
  15. Schleuter D, Daufresne M, Massol F, Argillier C. A user's guide to functional diversity indices. Ecological Monographs. 2010; 80(3):469–484. DOI: 10.1890/08-2225.1
  16. Mason NWH, Mouillot D, Lee WG, Wilson JB. Functional richness, functional even-ness and functional divergence: the primary components of functional diversity. Oikos. 2005;111:112–118. DOI: 10.1111/j.0030-1299.2005.13886.x
  17. Laliberté E, Legendre P. A distance-based framework formeasuring functional diversi-ty frommultiple traits. Ecology. 2010; 91:299–305. DOI: 10.1890/08-2244.1
  18. Freude H, Harde K, Lohse GA. Die Käfer Mitteleuropas. Band 2. Adephaga 1. Cara-bidae (Laufkäfer). Heidelberg-Berlin: Spektrum-Verlag; 2004. 521 s. (in German).
  19. Lindroth CH. The Carabidae (Coleoptera) of Fennoscandia and Denmark. Fauna En-tomologica Scandinavica. Vol. 15(1). Copenhagen: E.J. Brill Scandinavian Science Press Ltd; 1985. 225 p.
  20. Lindroth CH. The Carabidae (Coleoptera) of Fennoscandia and Denmark. Fauna En-tomologica Scandinavica. Vol. 15(2). Copenhagen: E.J. Brill Scandinavian Science Press Ltd; 1986. 271 h.
  21. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing; 2021. Available from: https://www.r-project.org/
  22. Laliberté E, Legendre P, Shipley B. FD: Measuring Functional Diversity from Multiple Traits, and Other Tools for Functional Ecology. R package version 1.0-12; 2014.
  23. Dray S, Dufour AB, Chessel D. The ade4 package II: two-table and K-table methods. R News. 2007; 7(2):47–52.

Загрузки

Опубликован

2026-08-10

Выпуск

№ 2 (2026): Журнал Белорусского государственного университета. Экология

Раздел

Изучение и реабилитация экосистем

Как цитировать

[1]
Сушко, Г. и др. 2026. Функциональное разнообразие и его оценка в исследованиях синэкологии насекомых с использованием статистической среды R. Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2 (авг. 2026), 4–19.