Compositional statistical analysis of soil 31P-NMR forms.

Abdi, D., Cade-Menun, B.J., Ziadi, N., et Parent, L.-É. (2015). « Compositional statistical analysis of soil 31P-NMR forms. », Geoderma, 257-258, p. 40-47. doi : 10.1016/j.geoderma.2015.03.019  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les formes du phosphore (P) déterminées par spectroscopie par résonnance magnétique nucléaire (RMN du 31P) sont des données de composition, c'est-à-dire relatives à une partie d’un ensemble, donc tombant entre 0 et l’unité de mesure. Puisque les données de composition sont intrinsèquement liées les unes aux autres dans un espace de composition prédéfini et fermé, une simple transformation logarithmique, variable par variable, ou toute autre transformation des variables de composition peut produire des résultats statistiques erronés. Or, la plupart des études analysent les formes du P comme des composants uniques plutôt que des parties d’un ensemble donné, par exemple comme le phosphore total (PT) ou la masse du sol sec, ce qui entraîne systématiquement des biais méthodologiques et des interprétations conflictuelles. L’analyse des données de composition à l’aide de coordonnées du rapport logarithmique centré, clr, ou du rapport logarithmique isométrique, ilr, échappe à ces difficultés et préserve la cohérence sous compositionnelle dans l’analyse. Cette étude avait comme objectif de comparer les méthodes classiques et compositionnelles pour l’analyse statistique des données RMN du 31P exprimées comme des proportions du PT ou des concentrations relatives à la masse du sol sec. Nous avons utilisé deux ensembles de données publiés. Des analyses de la variance et une analyse du pH du sol ont été réalisées sur les pourcentages des espèces du phosphore ramenées au PT ou en concentrations non transformées ramenées sur une base de la masse du sol sec, ainsi que les logarithmes ordinaires, les rapports logarithmique centrés, clr, et les rapports logarithmiques isométriques, ilr. Des valeurs de statistiques F et de coefficients de corrélation avec le pH du sol contradictoires ont été obtenues pour les données de RMN du 31P non transformées ou logarithmes ordinaires transformés exprimés comme des proportions ou des concentrations. En comparaison, les résultats statistiques étaient les mêmes quelle que soit l’unité de mesure lorsque les pourcentages des composés du P étaient transformés en clr. À l’aide de coordonnées orthogonales ilr, les données de RMN du 31P étaient corrélées aux propriétés du sol et entre elles, et synthétisées dans une distance multivariée sans biais méthodologique. Nous concluons que les analyses de variance et de régression des espèces moléculaires du P dépendent de l’échelle et que les transformations clr et ilr devraient être utilisées pour une analyse non biaisée des fractions du P et éviter les interprétations conflictuelles.

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