, Volume 39, Issue 3, pp 171-184

Hierarchical classification of European salt marsh vegetation based on numerical methods

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Summary

This work is devoted to a hierarchical classification of European salt marsh vegetation based on numerical methods. A numerical syntaxonomy has been obtained by automatic methods of classification applied to synoptic tables of salt marsh communities. The data have been reduced by a process of species selection based on a weighting procedure which gives high weights to species with high frequency density in Raunkiaer class V. The methods, including both monothetic divisive and polythetic agglomerative procedures, give very similar results at low hierarchical levels. The greater part of clusters defined at the first level above the association, correspond to well-described alliances in phytosociological literature.

The methods give different results at higher hierarchical levels. The hierarchical structure has been evaluated in terms of correspondence between species and clusters of synoptic tables by Concentration Analysis and by the ratio: mutual information/equivocation information. The most efficient structure has been provided by methods based on presence-absence data.

The resulting numerical syntaxonomical scheme encompasses 14 groups of tables at the order level and 4 groups at the class level. The scheme suggests similarity values within alliance, order and class level which are quite comparable with those already reported in literature. A strong relationship between the syntaxonomical scheme and ecological and chorological factors is emphasized. The need to use logical models on which to base syntaxonomical decisions is stressed.

Zusammenfassung

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der hierarchischen Klassifikation europäischer Pflanzengesellschaften auf Salzböden mit Hilfe numerischer Methoden. Dabei konnte eine numerische Syntaxonomie durch automatische Klassifikationsmethoden, die ihrerseits auf synoptische Tabellen von Salzböden-Vegetation gestützt sind, erzielt werden. Die Angaben wurden durch eine Auswahl von Arten reduziert, indem jenen Arten mehr Bedeutung beigemessen wurde, deren Häufigkeit zu Klasse V nach Raunkiaer gehört. Die Methoden, die sowohl das monothetisch trennende als auch das polythetisch zusammenfassende Verfahren einschließen, ergeben bei niederem hierarchischen niveau sehr ähnliche Resultate. Der Großteil der Clusters, die sich bei der ersten Stufe oberhalb der Assoziation definieren lassen, stimmt mit gut beschriebenen Verbänden in der bereits bestchenden pflanzensoziologischen Literatur überein.

Auf höherem hierarchischen Niveau zeigen die Methoden verschiedene Ergebnisse. Die hierarchische Struktur wurde nach der Übereinstimmung zwischen Arten und clusters synoptischer Tabellen durch die Konzentrations-analyse und den Ratio: mutuelle Information/Equivocation geschätzt. Als wirkungsvollste Struktur erwiesen sich dabei Methoden, die sich auf Angaben über Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Arten stützen.

Das sich daraus ergebende numerische syntaxonomische Schema umfaßt 14 Tabellengruppen mit Ordnungsund 4 Gruppen mit Klassen-Niveau. Aus dem Schema ergeben sich Ähnlickeitswerte innerhalb des Verbands-, Ordnungs-, und Klassen-Niveaus, die den in der Literatur bestehenden ziemlich vergleichbar sind. Enge verwandt-schaftliche Beziehungen zwischen dem syntaxonomischen Schema und ökologischen sowie chorologischen Faktoren lassen sich feststellen. Die Notwendigkeit, syntaxonomische Entscheidungen aufgrund logischer Modelle zu treffen, scheint naheliegend.

Contribution from the Working Group for Data-Processing in Phytosociology. International Society for Vegetation Science, which is based on two conference papers presented at the meetings of the group at Prague, September 1973, and Montpellier, September 1975. The themes of these papers were Ordination of species, and Classification of associations, both based on frequency data from synoptic tables of salt marsh vegetation.
For nomenclature of species see Table 2.
We would like to thank Dr. W.G. Beeftink, Dr. E. van der Maarel, Prof. L. Orlóci and Prof. S. Pignatti for the stimulating discussions and Messrs S. Sedmak and A. Zampar for their technical assistance. Special thanks are due to Dr. E. van der Maarel for the critical revision of the manuscript. The work was supported by the Italian CNR.