Принципы построения оценочных шкал

В лесокультурных исследованиях для оценки патологического состояния культур и в некоторых иных случаях используют шкалы, с помощью которых устанавливают степень повреждения культур болезнями и вредителями, зимостойкость культивируемых растений, другие их количественные или качественные признаки. В настоящем разделе рассмотрены принципы, позволяющие составлять методические обоснованные шкалы (или выбирать их из числа известных), наиболее пригодные для целей исследования.

Существует два типа шкал – параметрические и непараметрические. Параметрические шкалыприменяют в случае, когда в распределении случайных величин определено стандартное отклонение σ. Сигмальная структура шкал является теоретически наиболее обоснованной, так как исходит из свойств закона нормального распределения Лапласа – Гаусса и других кривых, имеющих точки перегиба, которые у кривых второго порядка и выше ограничивают качественные изменения признака. В симметричной кривой Лапласа – Гаусса точки перегиба ограничивает на оси X стандартное отклонение –σ и +σ, являющееся нормой типичности изучаемого признака. При этом центром типичности кривой нормального распределения является среднее значение признака М.

В нормальном распределении может быть построено несколько шкал с различными границами типичности:

1) двухбалльная (альтернативная), в которой варианты классифицируют по признаку: больше или меньше средней;

2) трехбалльная шкала: < – σ; – σ + σ; > + σ;

3) четырехбалльная шкала: < – σ; М – σ; М +σ; > + σ;

4) шестибалльная шкала: – 3σ – 2σ; – 2σ – σ; М – σ; М + σ; + σ + 2σ; + 2σ + 3σ;

5) восьмибалльная шкала. В нормальном распределении в амплитуде колебаний признака – 3σ + 3σ заключено 99,7% числа вариантов, остальные варианты в количестве 0,3% выходят за границы – 3σ + 3σ, следовательно, такая шкала является восьмибалльной. Указанные 0,3% числа вариант являются нетипичными, хотя и относятся к изучаемой совокупности.

Увеличивая число баллов оценки в два раза (путем уменьшения интервала шкалы до 0,5σ), получают двенадцатибалльную шкалу, а с учетом вариант, выходящих за пределы – 3σ + 3σ – 14 балльную.

6) в параметрических шкалах размер интервала баллов устанавливают по формуле:

k = 0,6σ (4)

В случае изучения несимметричной кривой, которая также обладает свойством симметрии типичности изучаемого признака относительно ее центрального балла, может быть использована шкала, составленная по методу сигмальных шкал. При этом необходимо иметь ввиду, что с увеличением симметричности распределения среднее арифметическое приближается к центру шкалы.

Рассмотренные выше методические подходы к составлению монотипичной шкалы используют при изучении одного отдельного признака. Но все биологические объекты имеют много признаков; при их изучении методически более целесообразно составлять не монотипичные, а политипичные шкалы; решение этой задачи можно достичь с использованием специальной литературы и компьютерной техники.

Для построения непараметрических шкал не требуется вычисления параметров совокупности, таких как среднее значение М и стандартное отклонение σ. При составлении непараметрических балльных шкал необходимо соблюдать следующие методические положения:

1) направление изменения – возрастание или убывание баллов шкалы должно логически соответствовать ее сути и названию. Например, зимостойкость растений можно оценивать по шкале в порядке возрастания величины баллов или ее снижения; в последнем случае более правильно ее назвать шкалой незимостойкости;

2) баллы шкалы в лучшем случае отсчитывают от нуля для удобства математической обработки и графического представления материалов;

3) число баллов в шкале должно приблизительно соответствовать числу классов в вариационной статистике (обычно от 8 до 14), что облегчает анализ материала. Такое же число классов, близкое или равное 10, применяют в лесной таксации (см. раздел «Лесоводственно-таксационные методы исследования»). Минимально допустимое число баллов в шкале равно 5, максимально допустимое – 21. Использование числа баллов в шкале менее 5 ведет к чрезмерному упрощению анализа и снижению точности получаемых результатов, а более 21 – к привнесению в анализ излишних мешающих подробностей. Оптимальное число баллов в шкале равно 10 – 12;

4) применяют равные размеры интервалов изучаемого признака в шкале в одних случаях и неравные – в других. При этом использование равных и неравных интервалов должно быть логически обоснованным. Иногда вполне пригодными для анализа могут быть шкалы как с равными, так и с неравными интервалами. Например, в лесной таксации успешно применяют равномерную шкалу оценки древостоев по классам возраста и неравномерную – по группам возраста.

В лесокультурном производстве в нормативном порядке по комплексу признаков (средняя ширина междурядий, средняя высота и число жизнеспособных культивируемых растений на 1 га) установлена четырехбалльная шкала оценки качества культур (неудовлетворительное, удовлетворительное, хорошее, отличное). Такая шкала оценки качества культур в целом соответствует потребностям лесокультурного производства, несмотря на очевидные ее упрощения. Для научных исследований применение такой шкалы недостаточно, так как:

1) она объединяет разнотипичные признаки как лесоводственно-биологические, так и технологические без учета их веса;

2) низка дробность шкалы – число баллов в ней равно 4 при минимально допустимом, равном 5;

3) шкала начинается не с нуля;

4) шкала не учитывает ряд признаков, необходимых для более точной оценки качества культур, в частности, степени их смыкания и повреждения вредителями, болезнями, лесными пожарами и др.

С целью избежать, по возможности, указанных недостатков при построении шкалы оценки качества культур, необходимо:

1) дифференцировать оценку качества по каждому оценочному показателю, разработав для каждого из них монотипичные шкалы балльной оценки;

2) для использования в научных исследованиях построить интегральную шкалу оценки качества лесных культур с использованием полученных монотипичных шкал (с учетом веса оценочных показателей);

3) трансформировать построенную политипичную шкалу в вид, пригодный для использования в практическом лесоводстве при оценке качества лесных культур.