使用CANOCO進(jìn)行CCA或RDA

1、如何用如何用CANOCO 4.5進(jìn)行進(jìn)行CCA/RDA分析分析鄭有用由于制作者水平有限，本篇不涉及蒙特卡洛檢驗(yàn)。進(jìn)一步學(xué)習(xí)應(yīng)參考Canoco for Windows 4.5 中文簡(jiǎn)明教程 與Multivariate Analysis of Ecological Data Using Canoco。本篇內(nèi)容參考上述資料。數(shù)據(jù)文件預(yù)處理WCanoImp是將excel數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CANOCO可以處理的數(shù)據(jù)格式的程序。使用方法：1、打開(kāi)excel文件，將數(shù)據(jù)組織為“以行代表樣方，以列代表變量”的格式。2、選中這一部分，并復(fù)制（此時(shí)這些數(shù)據(jù)在粘貼板上，WCanoImp將直接從粘貼板上讀取這些數(shù)據(jù)）。3、打

2、開(kāi)WCanoImp，點(diǎn)擊保存（如果數(shù)據(jù)格式以如前所述在excel文件中組織好，則不需要點(diǎn)擊任何選框，直接保存即可）。保存文件后綴為“dat”。4、將環(huán)境變量和物種變量皆以上述步驟處理，得到兩個(gè)dat文件，這是我們進(jìn)行排序的原材料。RDA排序分析CANOCO for Windows 4.5是我們進(jìn)行排序操作的程序。使用方法：1、打開(kāi)該程序，點(diǎn)擊New project開(kāi)始一次新的排序。2、程序?qū)⒊霈F(xiàn)一個(gè)名為”Available Data的對(duì)話框，選框意義如下圖。選擇完畢后點(diǎn)選下一步（下面以進(jìn)行RDA分析為例）。同時(shí)有物種數(shù)據(jù)與環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)選擇（進(jìn)行CCA、RDA必須有這兩種數(shù)據(jù)）。直接梯度分析，包括

3、RDA、CCA。進(jìn)行這些分析時(shí)選擇。這里藏著一行，是間接梯度分析，包括PCA、CA等。3、進(jìn)入“Data Files”對(duì)話框，用于指明將要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)文件。指定后點(diǎn)擊下一步。分別選擇前面處理后的環(huán)境與物種數(shù)據(jù)文件（dat文件）。選擇結(jié)果輸出文件。程序沒(méi)有自動(dòng)建立結(jié)果輸出文件的功能，因此需要我們手動(dòng)建立。建立方法是：建立一個(gè)空的文本文件，然后把后綴改為“sol”即可。建立后再在本對(duì)話框中指定它。4、進(jìn)入“Type of Analysis”對(duì)話框，用于指明需要的分析類型。此處以RDA為例。指定后點(diǎn)擊下一步。前面若在”Available Data對(duì)話框中選擇了間接梯度排序，在此處就可以選擇這幾種方

4、法因?yàn)槲覀兦懊嬖凇盇vailable Data對(duì)話框中選擇了直接梯度排序，在此處只能選擇幾種直接梯度排序的方法，包括CCA、RDA。5、進(jìn)入“Scaling： Linear Methods”對(duì)話框，此處參數(shù)的選擇見(jiàn)Multivariate Analysis of Ecological Data Using Canoco的P55，選擇后對(duì)圖解釋方式的影響見(jiàn)P152-153。指定后點(diǎn)擊下一步。關(guān)注樣方情況時(shí)選擇這個(gè)。關(guān)注物種時(shí)選擇。物種箭頭長(zhǎng)度代表物種在排序空間內(nèi)的變異性。選擇這個(gè)時(shí)，物種箭頭長(zhǎng)度代表了該物種在多大程度上被排序圖解釋。樣方情況與物種情況都想關(guān)注時(shí)選擇。由于對(duì)原理的不了解，Speci

5、es scores的選擇對(duì)箭頭長(zhǎng)度的影響我還不能很好地理解。此外，這兩個(gè)選項(xiàng)的選擇還將對(duì)解釋有下面影響：前者：物種變量箭頭在另一個(gè)物種變量箭頭線上的垂直投影代表了兩者的相關(guān)性。后者：兩個(gè)變量箭頭之間cosine值代表了兩者之間的相關(guān)性。但是，兩種Species scores的在物種相關(guān)性方面解釋的結(jié)果是差不多的。CCA與RDA類似，但由于模型的不同，有個(gè)別參數(shù)設(shè)置不同。在此只介紹不同的部分前面選擇了CCA分析后，進(jìn)入“Scaling： Unimodal Methods”對(duì)話框。與RDA部分相同biplot scaling 適用于物種比較集中，梯度較短類型。Hills scaling選項(xiàng)適用于物

6、種梯度較長(zhǎng)尺度類型。一般選擇前者就行，它能為排序圖提供一個(gè)更量化的解釋。CCA中該對(duì)話框的選擇6、進(jìn)入“Transformation of Species Data”對(duì)話框，此處參數(shù)的選擇見(jiàn)Multivariate Analysis of Ecological Data Using Canoco的P13。指定后點(diǎn)擊下一步。一般進(jìn)行Log轉(zhuǎn)換，默認(rèn)值A(chǔ)、B為1的情況適應(yīng)大多數(shù)情況。但是當(dāng)物種數(shù)據(jù)的值太小（比如0.1以下）時(shí)，B=1會(huì)導(dǎo)致結(jié)果受參數(shù)B影響過(guò)大。此時(shí)應(yīng)該改變A的值，比如說(shuō)改為10。一般程序默認(rèn)值在物種數(shù)據(jù)大約在0100這個(gè)規(guī)模下結(jié)果良好。7、進(jìn)入“Centering and Stan

7、dardization”對(duì)話框，只有線性模型的分析（PCA或RDA）才涉及此參數(shù)設(shè)置。此處參數(shù)的選擇見(jiàn)Multivariate Analysis of Ecological Data Using Canoco的 P51。指定后點(diǎn)擊下一步。物種數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中心化和標(biāo)準(zhǔn)化后，各列變量的平均值均為0 ，方差均為1對(duì)于樣方，中心化和標(biāo)準(zhǔn)化并不總是必要的；對(duì)于物種數(shù)據(jù)，中心化是必要的，標(biāo)準(zhǔn)化不一定是必要的。但是當(dāng)物種數(shù)據(jù)量綱不同時(shí)，該數(shù)據(jù)一定要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化!而當(dāng)物種數(shù)據(jù)量綱相同時(shí)，不標(biāo)準(zhǔn)化物種數(shù)據(jù)可能比較好，因?yàn)楫?dāng)不同物種的平均豐度差別較大時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)使得罕見(jiàn)物種的權(quán)重變大。物種數(shù)據(jù)量綱相同時(shí)選擇這個(gè)。物種數(shù)

8、據(jù)量綱不相同時(shí)選擇這個(gè)。8、進(jìn)入“Data Editing Choices”對(duì)話框。這個(gè)對(duì)話框是用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇操作的。指定后點(diǎn)擊下一步。用于在分析中排除不想要分析的環(huán)境變量在分析中刪除不想要分析的物種數(shù)據(jù)如果數(shù)據(jù)都是想要分析的，則直接選擇下一步即可。9、進(jìn)入“Forward selection of ”對(duì)話框。這個(gè)對(duì)話框是用于對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先選擇操作的。指定后點(diǎn)擊下一步。并不是所有的解釋變量對(duì)于響應(yīng)變量的解釋都有顯著貢獻(xiàn)。環(huán)境變量預(yù)選的目的就是篩選出有顯著解釋性的環(huán)境變量。手動(dòng)預(yù)選，可以看到各個(gè)環(huán)境變量的解釋量，從中選擇自動(dòng)預(yù)選的參數(shù)自動(dòng)預(yù)選與蒙特卡洛檢驗(yàn)相關(guān)，這部分不理解。10、此對(duì)話

9、框?yàn)樽罱K確認(rèn)對(duì)話框，點(diǎn)選完成后參數(shù)將保存在一個(gè)con文件中，選擇好保存的文件即可。11、出現(xiàn)Project對(duì)話框，點(diǎn)選Analyze即開(kāi)始分析。12、前面如果選擇了手動(dòng)預(yù)選，則此時(shí)進(jìn)入Forward Selection Step對(duì)話框?？偨忉屃孔兞縎alinity的解釋量當(dāng)前已選變量所能解釋的解釋量用Include variable按鈕將選中的變量加入分析中，用Stop selection按鈕結(jié)束選擇。完成后得到分析結(jié)果。13、分析結(jié)果顯示在log對(duì)話框中，該log文件可以保存，在需要時(shí)還可以再次打開(kāi)。這一部分?jǐn)?shù)據(jù)有些文獻(xiàn)會(huì)列出來(lái)，需要注意。至此，我們得到了一個(gè)log文件和一個(gè)con文件，后者

10、用于作圖。作圖CanoDraw for Windows程序用于作圖。使用方法：1、打開(kāi)分析后得到的con文件，并按提示保存作圖結(jié)果在cdw文件中。2、點(diǎn)選CreatBiplot and Joint PlotsSpecies and env. variables（根據(jù)希望做的圖點(diǎn)選即可，此處用物種與環(huán)境變量的疊圖為例）3、美化排序圖。右鍵點(diǎn)擊希望改變的部分，選擇Select Suchlike可以同時(shí)選中類似的部分，然后按下F5對(duì)屬性進(jìn)行改變。4、在FileExport中選擇希望導(dǎo)出的格式，即可得到成品圖。RDA/CCA方法的選擇兩種方法的原理相同，但是使用的模型不同，需要先確定待分析數(shù)據(jù)適合哪一

11、種分析方法。方法是先進(jìn)行DCA分析。選擇這個(gè)在這里使用方法：1、選擇DCA分析。指定數(shù)據(jù)文件等步驟與前文相同。一般選擇這個(gè)即可2、“Detrending Method”對(duì)話框。3、轉(zhuǎn)換。此部分參數(shù)設(shè)置與前文排序介紹中相同。4、一路直接點(diǎn)擊“下一步”。5、在“Project”對(duì)話框中直接點(diǎn)擊分析6、在“l(fā)og”對(duì)話框中找到下圖所示的一行如果四個(gè)軸中梯度最大值超過(guò)4，選擇單峰模型（CCA）比較合適；如果小于3，線性模型（RDA）比較合適；介于34 之間，兩種模型均適合。物種數(shù)據(jù)的量綱不同時(shí)不適合做單峰模型排序，即便梯度長(zhǎng)度大于 4。結(jié)果解讀1、log文件的解讀此處直接粘貼了中文簡(jiǎn)明教程，log文件的其他部分請(qǐng)參考該資料。2、如何解釋排序圖。RDA排序圖的解釋此處只給出一般較關(guān)注的物種與環(huán)境變量的關(guān)系圖的解讀，其他部分參考中文教程。物種箭頭之間的關(guān)系一般而言，箭頭夾角的余弦值代表兩個(gè)物種的相關(guān)性，如近直角則代表幾乎不相關(guān)。具體參考PPT的P8，“Scaling： Linear Methods”對(duì)話框的選擇。物種和環(huán)境變量之間的關(guān)系空心箭頭代表環(huán)境變量，實(shí)心箭頭為物種。相應(yīng)的余弦值代表了之間的相關(guān)性。CCA排序圖的解釋物種和環(huán)境變量之間的關(guān)系空心箭頭代表環(huán)境變量，三角形為物種。物種垂直投影于環(huán)境變量延長(zhǎng)線上，物種2距離