渤海灣浮游動(dòng)物調(diào)查數(shù)據(jù)分析

楊東

摘 要：通過(guò)對(duì)渤海灣調(diào)查區(qū)域所得數(shù)據(jù)的處理和分析，最后做出最經(jīng)濟(jì)、最有效的捕撈策略，以期對(duì)漁業(yè)資源的健康發(fā)展提供理論依據(jù)。按照粒度理論，將浮游動(dòng)物分成中小型浮游動(dòng)物和大型浮游動(dòng)物兩部分。主要針對(duì)中小型浮游動(dòng)物數(shù)據(jù)進(jìn)行平面分布分析，采用同樣分析方法可以得出大型浮游動(dòng)物分析結(jié)論。

關(guān)鍵詞：浮游動(dòng)物；因子分析；層次聚類分析

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2019.31.094

1 調(diào)查范圍及數(shù)據(jù)

1.1 調(diào)查范圍

本研究共選擇了9個(gè)站位，分別為A11（N118°00′，E38°50′）、A5（N117°48′，E38°55′）、A10（N117°45′，E38°50′）、A15（N117°44′，E38°45′）、A21（N117°46′，E38°36′）、A20（N117°37′，E38°36′）、A14（N117°37′，E38°45′）、A9（N117°40′，E38°50′）、A4（N117°42′，E38°55′）。

1.2 調(diào)查數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)項(xiàng)次依次為站位，總種數(shù)（個(gè)），豐度（inds./m3），生物量（mg/m3），生產(chǎn)量（mgAFDW/m3a），種數(shù)（S），香農(nóng)-威納指數(shù)（H），均勻度（J）：A11，13，855，1262.57，972.18，13，1.57，0.61；A5，10，5278，5523.97，4253.46，10，1.25，0.54；A10，12，1858，665.33，512.3，12，1.55，0.63；A15，18，4838，5037.25，3878.65，18，1.82，0.88；A21，11，5235，5277.41，4063.61，11，1.28，0.54；A20，9，1533，1242.59，956.79，9，1.58，0.72；A14，7，683，731.58，563.32，7，0.92，0.47；A9，12，3080，2695.42，2075.47，12，1.53，0.62；A4，8，340，237.5，182.88，8，1.51，0.73；平均，11，2633，2519.29，1939.85，11，1.45，0.64。

2 因子分析

2.1 因子分析法

因子分析方法可以用較少的指標(biāo)代替原來(lái)較多的指標(biāo)，但依然能反映原有的全部信息。

2.2 站位因子分析

首先根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)創(chuàng)建SPSS數(shù)據(jù)文件，然后選用統(tǒng)計(jì)分析→數(shù)據(jù)縮減→因子分析。引入上述因子分析的7個(gè)變量（總種數(shù)、豐度、生物量、生產(chǎn)量、豐富度、香農(nóng)-威納指數(shù)和均勻度）。在彈出的對(duì)話框中做如下選擇：提取公因子的方法（Method）：主成分分析法；提取（Extract）可選：提取特征值大于1的因子；旋轉(zhuǎn)（Rotation）的方法：方差最大正交旋轉(zhuǎn)；因子得分（FactorScores）：作為新變量存入；統(tǒng)計(jì)量：初始解；相關(guān)矩陣：系數(shù)矩陣；提取分析：相關(guān)矩陣、因子未旋轉(zhuǎn)時(shí)的解、碎石圖；檢驗(yàn)的假設(shè)是，總體中與該單元對(duì)應(yīng)的變量間的相關(guān)系數(shù)為0。然后開始分析。

表1是各成分的公因子總方差分解。Components列為各主成分的序號(hào)，Initial Eigenvalues列為相關(guān)矩陣的特征值。這些因子是用于確定那些因子應(yīng)該保留。Total列為各成分的特征值。第一主成分的特征值為Total=3.835，第二主成分特征值為Total=2.564。% of Variance列為各成分所解釋的方差占總方差百分比的累積百分比，也就是各因子特征值占特征值總和的百分比。Cumulative %列為自上而下各因子方差占總方差百分比的累積百分比。前兩個(gè)因子的特征值之和占總方差的91.414%。Extraction Sums of Squared Loadings列為因子提取結(jié)果，是未經(jīng)旋轉(zhuǎn)的因子載荷的平方和。它給出的是每個(gè)因子的特征值說(shuō)明的方差占總方差的百分比和累積百分比。從初始分析的統(tǒng)計(jì)量可以看出按系統(tǒng)默認(rèn)值給出的分析原則，提取特征值大于1，那么應(yīng)該取前兩個(gè)因子。而前兩個(gè)因子已經(jīng)對(duì)于大多數(shù)數(shù)據(jù)給出了充分的概括，可以看出前兩個(gè)成分所解釋的方差占總方差的91.414%。因此，確定提取兩個(gè)主成分。

3 站位間層次聚類分析

聚類分析是根據(jù)事物本身特性來(lái)研究個(gè)體分類的統(tǒng)計(jì)方法，是按照物以類聚的原則來(lái)研究的事物分類。依據(jù)上述各類數(shù)據(jù)，對(duì)各站位進(jìn)行層次聚類分析，其中包括：Dendrogram圖譜分析、Vertical Icicle冰柱圖分析、Cluster Membership層次歸類分析。

分析步驟：首先打開因子分析后得到的新數(shù)據(jù)“中小型2.sav”選用統(tǒng)計(jì)分析→層次聚類分析，得到的2個(gè)公因子，即facter1_1的值：A11為0.65063，A5為-0.95904，A10為0.33831，A15為1.90480，A21為-0.64008，A20為0.03608，A14為-1.57284，A9為0.11707，A4為0.12507和facter2_2的值A(chǔ)11為-0.64966，A5為1.40853，A10為-0.67706，A15為1.00440，A21為1.32929，A20為-0.67038，A14為-0.69720，A9為-0.13754，A4為-1.18547。

然后選擇分類變量：按站位分類；聚類的數(shù)目（NumberofClusters）：選擇范圍為4-6類；聚類方法（Method）：僅分類；儲(chǔ)存新變量（SaveNewVariables）：聚類成員；然后確定分析，結(jié)果顯示如圖1。

圖2是冰柱圖。從白色的類似冰柱處分界，可以看成5類的劃分。如果做出全觀測(cè)量圖，可以清楚地看到所有觀測(cè)量最后聚為一類的全過(guò)程。圖中顯示了從聚為一類到聚為8類的過(guò)程。從圖中可以清楚地看到哪幾個(gè)站位被歸為一類。綜合聚類分析結(jié)果，將所有站位分為5類。

4 均值比較

4.1 均值比較原理

雖然上面的結(jié)論已經(jīng)確定各站位可以分為幾類，以及哪些站位被分到哪個(gè)類中都可以明顯的看出來(lái)，但并沒有具體的分析，沒有說(shuō)明在該季節(jié)里哪些站位所在區(qū)域比較適合捕撈，哪些站位所在區(qū)域不適合捕撈。因此，有必要對(duì)各站位的各變量的均值進(jìn)行比較。

4.2 各類間均值多重比較

下面采用均值比較的方法進(jìn)行更深層次分析。操作步驟：首先打開“統(tǒng)計(jì)分析”→“均值比較”→“一維方差分析”對(duì)話框。然后將2個(gè)因子（facter1_1、facter2_1）移入因變量，分成的5個(gè)類移入“固定因子”。第三多重比較方法（MultipleComparisons）：選擇鄧肯法Duncan ，最后點(diǎn)擊確定分析。

從分析結(jié)果中可以清楚的看到站位被分為5類的綜合指標(biāo)的均值比較。由于所測(cè)試的指標(biāo)總種數(shù)、豐度a、生物量b、生產(chǎn)量p、豐富度d、香威指h和均勻度j等都是越高越適合捕撈，因此，綜合起來(lái)也就是各類的均值越大越好。將分析結(jié)果中的均值數(shù)據(jù)整理匯總得以下結(jié)果。類別1：因子1為0.287522，因子2為-0.79564，總和為-0.50812；類別2：因子1為-0.79957，因子2為1.36891，總和為0.569342；類別3：因子1為1.904905，因子2為1.004402，總和為2.909307；類別4：因子1為-1.57284，因子2為-0.6972，總和為-2.27004；類別5：因子1為0.117069，因子2為0.134571，總和為0.25164。

把因子均值總和按照從大到小順序排列為：類3、類2、類5、類1、類4，然后對(duì)照?qǐng)D2冰柱圖的分類結(jié)果，上述排序可轉(zhuǎn)化為：A15、（A5，A21、A9）、（A11，A10，A20，A4）、A14。

5 結(jié)論

本文利用SPSS軟件系統(tǒng)地分析了9個(gè)站位進(jìn)行的采樣和生態(tài)調(diào)查數(shù)據(jù)，描述了統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程，通過(guò)對(duì)輸出圖表和圖形的綜合分析，將各站位進(jìn)行了具體分類，可以得出以下結(jié)論：

對(duì)于中小型浮游動(dòng)物而言，秋季在渤海灣A15站位所在區(qū)域捕撈最合適，其次是A5、A21和A9這一類的站位所在區(qū)域，最不適合捕撈的是A14站位所在區(qū)域，具體排序?yàn)椋篈15、（A5，A21、A9）、（A11，A10，A20，A4）、A14。

參考文獻(xiàn)

[1]李少菁，許振祖.海洋浮游動(dòng)物學(xué)研究[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，40（2）：576585.

[2]盧紋岱. SPSS for Windows統(tǒng)計(jì)分析[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[3]劉蓉剩.試驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖像計(jì)算機(jī)處理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.