Infoblatt 32a

Informationsblatt des Forschungsbereiches Landschaftsökologie
Nr. 32 / November 1996

MULVA-5: Analyse von Vegetation und Standort

Otto Wildi

Für einfache Arbeiten in Pflanzenökologie stehen heute Schlüssel, Zeigerwerte und Verbreitungskarten in Datenbankform zur Verfügung. Schwierigere Probleme lassen sich jedoch nur durch spezielle Untersuchungen, verbunden mit einer Datenerhebung, Datenselektion oder Datensimulation lösen. Ein geeignetes Werkzeug dafür ist MULVA-5.

The MULVA-5 logo

MULVA-5: Analyse de la végétation et de la station

Les travaux courants d'écologie végétale se font aujourd'hui à l'aide de clés, de valeurs indicatrices et de cartes de distribution disponibles dans des banques de données. Quant aux problèmes plus complexes, ils ne peuvent être résolus qu'à l'aide d'analyses spéciales accompagnées de relevés, d'une sélection ou d'une simulation de données. MULVA-5 est un instrument approprié à ce genre d'études.

The MULVA-5 icon MULVA-5 ist die Weiterentwicklung von MULVA-4. Insider wissen, dass Vorversionen schon lange existieren. Unterdessen ist die Entwicklung abgeschlossen, das Programm relativ stabil und eine eingehende Anleitung mit Beispielen publiziert (Wildi & Orlóci 1996).

Für wen ist das Programm geeignet?

Die statistische Analyse von Vegetations- und Standortsdaten ist und bleibt sowohl konzeptionell als auch technisch immer recht schwierig. Das liegt weniger am allgemein üblichen, erheblichen Stichprobenumfang von mehreren hundert bis tausend Aufnahmen, als vielmehr an der sehr grossen Zahl von Variablen (Arten). Zudem wird in der Regel mit zwei komplementären Variablensätzen gearbeitet, nämlich den Vegetations- und den Standortsdaten. Immer öfters sind auch geostatistische Untersuchungen gefragt, die das Vorhandensein von Raumvariablen voraussetzen, sowie Zeitreihenanalysen, die auf Zeitvariablen beruhen. Wer in diesem Kontext Daten im Feld erhebt, mit Stichproben aus Datenbanken arbeitet oder Daten simuliert, findet in MULVA-5 eine geeignete Software.

Was leistet es?

Im Vergleich zur Vorgängerversion bietet MULVA-5 mehr Operationen und Analysen an. Vereinfacht sind es drei grundlegende Leistungen, welche erbracht werden können:

Eine Analyse der Datenqualität. Das Programm erkennt Ausreisser, gibt Auskunft über fehlenden inneren Zusammenhang in den Aufnahmen und ermittelt Redundanz in den Daten. Eine Qualitätskontrolle und allfällige Massnahmen zur Verbesserung der Datenstruktur (z.B. durch Eliminierung von Ausreissern, Reduktion der Variablen oder Bildung von Teildatensätzen) bilden eine unerlässliche Voraussetzung einer erfolgreichen statistischen Analyse.
Eine Musteranalyse. Mit verschiedenen Methoden werden Gruppen- und Gradientenstrukturen erkannt. Damit lassen sich z.B. Vegetationstabellen ordnen oder Datensätze so reduzieren, dass Zusammenhänge leichter erkennbar sind.
Eine Standortsanalyse. Im Gegensatz zur Vorgängerversion stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, um Zusammenhänge zwischen der Vegetation einerseits sowie Standortsfaktoren, Raum- und Zeitvariablen anderseits zu ermitteln. Voraussetzung ist, dass die zusätzlichen Variablen für alle Aufnahmen vorliegen.

Anwendungen

Eine der häufigsten Anwendungen ist das Ordnen einer Vegetationstabelle (Abb. 1). Der im Programm eingebaute Algorithmus generiert die allgemein angestrebte Diagonalstruktur in den besetzten Zellen der Vegetationsliste. Differenzierende Arten werden in den oberen, nicht differenzierende in den unteren Teil derselben geschoben. Insgesamt entspricht die Anordnung den pflanzensoziologischen Konventionen (c.f. Mueller-Dombois & Ellenberg 1974).

Abb. 1: Geordnete Vegetationstabelle, berechnet mit MULVA-5, formatiert mit EXCEL
Fig. 1: Tableau de la végétation ordonnée, calculé à l'aide de MULVA-5 et formaté avec EXCEL.

MULVA-5 eröffnet die Möglichkeit, Vegetations- und Standortsschlüssel herzustellen und auch benutzerfreundlich anzuwenden. Vegetationsschlüssel erlauben dem Benützer, auf Grund einiger Artfunde die Zugehörigkeit einer Fläche zu einer (oder mehreren) Vegetationseinheiten zu bestimmen (Abb. 2). Obwohl sich Mehrdeutigkeiten und Unschärfen bei diesem Verfahren besonders klar abzeichnen, erfolgt die Zuordnung absolut reproduzierbar. Bei Standortsschlüsseln werden Standortsfaktoren vorgegeben. Sie ermitteln, welche Vegetationseinheit zu erwarten ist, aber auch welche Pflanzenarten vorkommen sollten.

Abb. 2: Ergebnisse des Vegetationsschlüssels. Der Zugehörigkeitsgrad einer Fläche mit den Arten Acer pseudoplatanus und Allium ursinum zu 7 verschiedenen Typen des Schlüssels wird gezeigt.
Fig. 2: Exemple d'une surface dotée de Acer pseudoplatanus et Allium ursinum dont le coefficient de similitude indique les diverses possibilités d'appartenance à l'un des types de la clé.

MULVA-5 verfügt über viele Schnittstellen zu anderen Programmen. So lassen sich alle Daten aus EXCEL importieren und in dieses exportieren (Abb. 1 ist ein Beispiel dafür: die Tabelle wurde mit EXCEL formatiert). Daten und Resultate lassen sich aber auch in Statistikprogramme übertragen, die andere Leistungen erbringen als MULVA. In Abbildung 3 ist eine Ordination der Waldgesellschaften der Schweiz dargestellt (Wildi et al. 1996). Sie beruht auf eine Stichprobe aus der vegetationskundlichen Walddatenbank der WSL (Wohlgemuth 1992). Die dunklen Punkte entsprechen Aufnahmen, in denen Quercus spec. als Baum vorkommt. Die Ordination zeigt einerseits den Schwerpunkt der Verbreitung, andererseits ein verstreutes Vorkommen über einen weiten Standortsbereich - eine Konsequenz der Kultivierung. Die Ordination wurde mit MULVA-5 gerechnet und mit DataDesk dargestellt. Auf dem Bildschirm ist sie in drei Dimensionen frei drehbar.

Abb. 3: Ordination einer Stichprobe aus der vegetationskundlichen Datenbank der Schweiz, 3 Projektionen. Dunkle Punkte markieren Aufnahmen, in denen Quercus spec. als Baum vorkommt. Der Punkteschwarm ist in DataDesk in drei Dimensionen drehbar.
Fig. 3: Trois projections d'une ordination. Les relevés sont un échantillonnage de la banque de données phytosociologiques de Suisse. Les points foncés indiquent la présence de Quercus spec. en tant que plante adulte. Le nuage de points peut être tourné afin d'être vu en trois dimensions dans DataDeskTM.

Verfügbarkeit

Kleinere Versionen für DOS/Windows sowie Macintosh sind über Internet kostenlos abrufbar (Download Page). In der WWW-Dokumentation befindet sich eine Kurzanleitung. Die vollständige Beschreibung (Wildi & Orlóci 1996) enthält neu auch zahlreiche Beispiele für praktische Anwendungen. Sie ist im Buchhandel, aber auch an der WSL direkt erhältlich.

Literatur

Mueller-Dombois, D.; Ellenberg, H., 1974: Aims and Methods of Vegetation Ecology. John Wiley & Sons, New York Chichester Brisbane Toronto. 547 p.

Wildi, O.; Orlóci, L., 1996: Numerical exploration of community patterns. A guide to the use of MULVA-5. 2nd ed. SPB Academic Publishing bv, Amsterdam. 171p.

Wildi, O.; Keller, W.; Kuhn, N.; Krüsi, B. O.; Schütz, M.; Wohlgemuth T., 1996: Revision der Waldgesellschaften der Schweiz: Die Analyse einer nicht-systematischen Datenbasis. Landschaftsentwicklung und Umweltforschung 103. TU Berlin. Im Druck.

Wohlgemuth, T., 1992: Die vegetationskundliche Datenbank. Schweiz. Z. Forstwes. 143, 1: 22 - 36.