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Lexikon der Biologie: Clusteranalysen

Clusteranalysen, statistische Verfahren zum Vergleich von ökologischen Daten (z. B. den Fangergebnissen mehrerer Bodenfallen) in Form von Ähnlichkeiten. Es handelt sich um rein beschreibende (deskriptive), multivariante Analysen, die nicht zur Erklärung von Zusammenhängen oder der Wirkung von Faktoren dienen können. Vor der Durchführung einer Clusteranalyse muß geklärt werden, ob man die Variablen oder die Fälle gruppiert. Meist klumpt man die Fälle. Als Fall kann z. B. das Fangergebnis einer Bodenfalle angesehen werden. Ein Variablen-Cluster würde beispielsweise vorliegen, wenn man beschreiben wollte, wie gleichsinnig bestimmte Beobachtungsdaten (Variable) auf das Vorkommen von Tieren wirken: Eine Frage wäre beispielsweise, ob bestimmte Tierarten in ihrer Häufigkeit in allen Beobachtungseinheiten (z. B. Bodenfallen) korrelieren. Die Darstellung einer Clusteranalyse erfolgt meist in Form eines Dendrogramms. Ein gängiges Verfahren ist die Konstruktion eines Minimalbaums, bei dem der Grad der Verschiedenheit zwischen den einzelnen Einheiten als euklidischer Abstand in einer Ähnlichkeitsmatrix berechnet und graphisch dargestellt wird ( vgl. Abb. ).




Clusteranalysen

Dendrogramm (Minimalbaum) zur Darstellung der "Verwandtschaft" (Ähnlichkeit) zwischen 20 verschiedenen Standorten (z. B. Probestellen) anhand eines mathematischen Vergleichs ökologischer Daten (z. B. Fangergebnisse von Bodenfallen), die von diesen Standorten vorliegen und nach einer standardisierten Methodik gewonnen wurden: Auf der x-Achse sind die 20 Probestellen aufgetragen, die y-Achse ("Verschmelzungsniveau") bezeichnet ein Maß für die Ähnlichkeit zwischen den einzelnen Gruppen (Clustern). Je kleiner das Verschmelzungsniveau zwischen zwei Gruppen ist, desto größer ist die Ähnlichkeit zwischen ihnen. In dem hier dargestellten hypothetischen Fall werden die Probestellen auf einem Verschmelzungsniveau von 1,2 zunächst in zwei große Blöcke unterteilt – beispielsweise deshalb, weil allen Probestellen des linken Blocks bestimmte Arten gemeinsam sind, die den im rechten Block zusammengefaßten Probestellen fehlen. Nach diesem Schema gliedert sich das Dendrogramm immer weiter dichotom auf, bis schließlich das Niveau der einzelnen Probestellen erreicht ist. Weiterhin werden im vorliegenden Beispiel jeweils mehrere Probestellen zu insgesamt vier Ähnlichkeitsgruppen A bis D zusammengefaßt, die sich dann auf einem Verschmelzungsniveau zwischen 0,4 und 0,6 weiter aufteilen.

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