A computer program for identifying species-relevé groups in vegetation studies

Summary

A new method is described for the sorting of vegetation tables by computer. The computer program is largely based upon the principles ofBraun-Blanquet tablework. The main task of the program is the extraction of those species groups from the table which optimally differentiate corresponding groups of relevés.

The mechanism of group formation essentially consists of two processes which are repeated: selection of those species which typify a given group of relevés, and selection of those relevés which are typified by a given group of species. Conditions for the selection of species and relevés are numerically defined in rules I and II (p. oo). Species have to occur in at least X % of the relevés which are to be typified and must not occur in more than Y % of all remaining relevés. Relevés are only considered to be members of the typified group if they contain X % of the typifying species. Group formation procedes from the species of higher to those of lower constancies. First a preliminary group is formed coinciding with the occurrences of an initiating single species. Then this group is successively changed by alternating application of rules I and II until a stable combination of species and relevés is reached. The species groups formed in this way are listed in the printout. A tentative table is printed containing these groups and ordered after size of groups and mean within-group similarity. It can be rearranged easily into the final table without changing the species combination.

A modified version of the program is designed for the sorting of constancy tables, thus providing computing aid for higher categories of the classification process.

The strictness of the rules used can be adapted to the nature of the relevé material in five steps by varying the percentages of X and Y.

The quality of the species-relevé groups formed is very much dependent on the data used. Like in conventional table work, well-structured data result in better species groups than weakly structured data. The groups can become artifacts of the program rules when data show continuous variation.

The application and performance of the program in various situations are discussed in the paper. Programming steps are explained briefly. The full program written in FORTRAN IV, input/output specifications, and a well known sorting example are added in the appendix.

Zusammenfassung

Eine neue Methode zur Sortierung von Vegetationstabellen mit Hilfe des Computers wird beschrieben. Das Computerprogramm basiert weitgehend auf den Prinzipien derBraun-Blanquet'schen Tabellenarbeit. Seine Hauptaufgabe ist das Herausarbeiten von denjenigen Artengruppen der Tabelle, die in optimaler Weise das Aufnahmenmaterial differenzieren. Der Mcchanismus der Gruppenbildung besteht im wesentlichen aus zwei sich wiederholenden Vorgängen: Auswahl derjenigen Arten, die eine gegebene. Aufnahmengruppe typisieren, und Auswahl derjenigen Aufnahmen, die durch eine gegebene Artengruppe typisiert werden. Die Bedingungen für die Auswahl von Arten und Aufnahmen sind in Regel I und Regel II (p. oo) numerisch festgesetzt. Arten haben mindestens in X % der zu typisierenden Aufnahmen vorzukommen und dürfen höchstens in Y % der restlichen Aufnahmen vorkommen. Aufnahmen werden nur zur typisierten Gruppe gezählt, wenn sie X % der typisierenden Arten enthalten. Die Gruppenbildung schreitet von. Arten höherer zu den niedrigerer Stetigkeit fort. Zunächst wird nach dem Vorkommen ciner initiierenden Art eine vorläufige Gruppe gebildet. Durch alternierende Anwendung der Regeln I und II wird diese Gruppe solange geändert bis cine stabile Arten- und Aufnahmen-Kombination erreicht ist. Alle so erzielten Gruppen erscheinen im gedruckten “output” Teil. Eine ebenfalls gedruckte Arbeitstabelle, die nach diesen Gruppen aufgestellt und nach deren Größe und mittlerer Gruppenähnlichkeit geordnet ist, kann ohne Veränderung der Artenkombinationen schnell und einfach zur Reintabelle umgestellt werden. Eine analoge Version des Programms ist zum Sortieren von Stetigkeitstabellen vorgeschen und bietet somit Computer-Hilfe auch für das Aufstellen der höheren Einheiten.

Durch Variation der Prozentwerte von X and Y können die verwendeten Regeln in fünf Stufen der Natur des jeweiligen Aufnahmenmaterials angepasst werden.

Die Qualität der gebildeten Gruppen hängt stark von dem verwendeten Tabellenmaterial ab. Wie bei konventioneller Tabellenarbeit führt gut strukturiertes Material zu besseren Artengruppen als schwach strukturiertes. Die Gruppen können zu Kunstprodukten der programmierten Regeln werden, wenn sich die Variation im Aufnahmenmaterial sehr einem “Continuum” nähert.

Die Verwendung und das Verhalten des Programms in verschiedenen Situationen werden in der Arbeit besprochen. Die wichtigsten Programmierungs-Schritte sind kurz beschrieben. Das Programm selbst, geschrieben in FORTRAN IV, Anleitungen zum Gebrauch desselben, und die Ergebnisse für ein wohlbekanntes Tabellenbeispiel sind als Appendix beigefügt.