混合效应模型在林火发生预测中的适用性

林火是森林生态系统的重要影响因子,建立科学准确的林火预测预报模型对林火管理工作至关重要。本研究以不同气象因子为主要预测变量,基于Logistic回归和广义线性混合效应模型建立福建省林火发生预测模型,通过对比Logistic基础模型和广义线性混合效应模型的拟合度和预测精度,研究混合效应模型在林火预报中的适用性。结果表明: Logistic基础模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC)值为0.664,验证准确率为60.4%。添加随机效应后,模型的拟合和检验精度均获得了提升。其中,考虑行政区划和海拔差异效应的两水平混合效应模型的表现最优,其AUC值和验证准确率分别比基础模型提升0.057和6.0%。用此混合效应模型对福建省各地区的林火发生概率进行预测的结果表明,福建省西北部和南部为林火中高发区域,西南部和东部为林火低发区域,与实际观测的火点分布一致。混合效应模型在数据拟合和林火发生预测方面均优于Logistic基础模型,可作为林火预测和管理的重要工具。     

落叶松毛虫发生的空间分布及其影响因子

落叶松毛虫是大兴安岭林区的主要食叶害虫之一,利用模型模拟其景观尺度的空间分布、揭示其发生机理对落叶松毛虫灾害的预防和治理具有重要意义。本研究基于黑龙江省大兴安岭林区下辖3个林业局2008—2012年落叶松毛虫发生数据(小班水平),应用广义线性模型和最大熵模型预测了落叶松毛虫在立地条件、林分结构等环境变量共同作用下的空间分布,对比分析了环境变量的相对重要性,量化了落叶松毛虫发生概率对环境变量的响应规律。结果表明:广义线性模型与最大熵模型均取得了较好的预测结果,两种模型预测落叶松毛虫发生概率的空间分布大体一致,但通过设定不同的虫害发生概率阈值,适宜发生面积存在明显差别。海拔、龄组、土壤厚度、落叶松百分比是影响落叶松毛虫分布的重要环境变量。其中,落叶松毛虫发生概率在海拔300 m附近最高;中龄林、幼龄林的发生概率显著高于其他龄组;土壤厚度薄的小班更易爆发成灾;虫害发生概率与落叶松比例存在非线性正相关关系。     

基于MAXENT模型的黑龙江大兴安岭森林雷击火火险预测

黑龙江大兴安岭是森林雷击火的高发地区,急需研发精确的火险预测模型对该区森林火灾进行预测.本文基于大兴安岭地区森林雷击火灾数据及环境变量数据,采用MAXENT模型进行森林雷击火的火险预测.首先对各环境变量进行共线性诊断,再利用累积正则化增益法和Jackknife方法评价了环境变量的重要性,最后采用最大Kappa值和AUC值检测了MAXENT模型的预测精度.结果表明: 闪电能量和中和电荷量的方差膨胀因子（VIF）值分别为5.012和6.230,与其他变量之间存在共线性,不能用于模型训练.日降雨量、云地闪电数量及云地闪回击电流强度是影响森林雷击火发生的3个最重要因素,日平均风速和坡向的影响较小.随着建模数据比例的增加,最大Kappa值和AUC值均有增大趋势.最大Kappa值都大于0.75,平均值为0.772; AUC值都大于0.5,平均值为0.859.MAXENT模型的预测精度达到中等精度,可应用于大兴安岭地区的森林雷击火火险预测.     

我国林火发生预测模型研究进展

通过文献回顾,总结了国内林火发生预测模型的研究现状,并从林火发生驱动因子、林火发生概率预测模型、林火发生频次预测模型和模型检验方法等方面进行归纳分析。得出以下结论: 1)气象、地形、植被、可燃物、人类活动等因素是影响林火发生及模型预测精度的主要驱动因子;2)林火发生概率模型中,地理加权逻辑斯蒂回归模型考虑了变量之间的空间相关性,Gompit回归模型适宜非对称结构的林火数据,随机森林模型不需要多重共线性检验,在避免过度拟合的同时提高了预测精度,是林火发生概率预测模型的优选方法之一;3)林火发生频次模型中,负二项回归模型更适合对过度离散数据进行模拟,零膨胀模型和栅栏模型可以处理林火数据中包含大量零值的问题;4)ROC检验、AIC检验、似然比检验和Wald检验方法是林火概率和频次模型的常用检验方法。林火发生预测模型研究仍是我国当前林火管理工作的重点,预测模型的选择需要依据不同地区林火数据特点。此外,构建林火预测模型时需要考虑更多的影响因素,以提高模型预测精度;未来,需要进一步探索其他数学模型在林火发生预测中的应用,不断提高林火发生预测模型的准确度。     

采用广义加法模型整合数字高程模型和遥感数据进行植被分布预测

为了采用广义加法模型整合数字高程模型和遥感数据进行植被分布的预测, 并探索耦合环境变量和遥感数据作为预测变量是否能够有效地提高植被分布预测的精度, 选择海拔、坡度、至黄河最近距离、至海岸线最近距离, 以及从SPOT5遥感影像中提取的光谱变量作为预测变量, 采用广义加法模型整合环境变量和光谱变量, 建立植被分布预测模型。研究设置3种建模情景(以环境变量作为预测变量, 以光谱变量作为预测变量, 综合使用环境变量与光谱变量作为预测变量)对黄河三角洲的优势植被类型的分布进行了预测, 并对预测结果采用偏差分析、受试者工作特征曲线和野外采样点对比等3种方法进行了验证。结果表明: (1)基于广义加法模型的植被分布预测方法具有一定的实用性, 可以较为准确地预测植被的分布; 盖度较高的植被类型预测精度较高, 盖度较低的植被类型预测精度较低, 植物群落结构的特点是出现这些差异的主要原因; 综合使用环境变量和光谱变量作为预测变量的模型, 预测精度高于单独以环境变量或者光谱变量作为预测变量的模型。(2)环境变量、光谱变量大多被选入模型, 二者均对植被分布预测有重要的作用; 同一预测变量在不同植被类型的预测模型中的贡献不同, 这与植被的光谱、环境特征差异有关; 同一预测变量在不同的建模情景下对模型的贡献不同, 环境变量与光谱变量的耦合效应可能是导致预测变量对模型的贡献出现变化的原因。     

互花米草(Spartina alterniflora)潜在分布格局的空间尺度效应

了解不同空间尺度下外来入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)的潜在分布格局,有助于制定科学的防治管理策略,维护滨海湿地的生物多样性。研究基于有效的地理分布点位和环境变量数据集,设置了3个研究区幅度(区域、国家、全球)和5种环境变量粒度(30″、1.0′、2.5′、5.0′、10′),应用最大熵(MaxEnt)模型预测互花米草在不同幅度和粒度下的潜在分布,探究互花米草分布格局及其环境影响因子对空间尺度响应。结果表明：(1)MaxEnt模型在不同空间尺度下的预测效果较好,各尺度下测试集的受试者曲线下面积(AUC)值均大于0.8,真实技巧统计值(TSS)值则超过0.56,但模型的预测精度对空间尺度变化较为敏感;(2)不同空间尺度下互花米草的潜在分布格局存在着显著的差异性,表现为适生区面积会随着空间范围扩大或环境变量分辨率降低而提高,且质心位置也在不断发生地带性转移;(3)空间尺度的变化会削弱主要环境变量的解释力。在大尺度范围和低分辨率环境变量图层中,气候因子的重要性较大,而在相反尺度下地形因子的影响度得到提升;(4)研究区范围与环境变量分辨率不匹配时,模型预测精度和物...     

比较逻辑斯蒂与地理加权逻辑斯蒂回归模型在福建林火发生的适用性

林火预测预报是科学有效进行林火管理的前提,是林业管理部门和科研工作者的广泛关注的领域。逻辑斯蒂回归(Logistic Regression,LR)是目前国内外广泛应用于森林火灾预测的模型方法,然而近年来有学者发现该方法没有充分考虑林火影响因子的空间相关性和异质性,从而导致模型拟合结果偏差。地理加权逻辑斯蒂回归(Geographically weighted logistic regression,GWR)模型考虑到了模型变量之间的空间相关性,有效提高的模型的拟合能力。为探讨GWLR模型在福建林火预测上的适用性,本研究应用LR和GWLR两种方法分别建立福建省森林火灾与气象因子的预测模型,通过模型拟合能力对比,判断在GWLR的适用性。研究以2000—2005年福建地区森林火灾卫星火点数据和每日气象因子为基础,将全样本分为60%的建模数据和40%的校验数据,并重复5次,建立5个样本组。选择在5个样本组中3个及以上表现显著的变量进入最终模型。研究结果表明GWLR在模型拟合度、模型残差、空间自相关性以及预测准确率等方面均优于LR模型,说明充分考虑模型变量的空间异质性有助于提高模型的预测精度,同时也验证了GWLR在福建地区林火预测上的适应性。此外,模型参数结果显示,"日最高地表气温"、"日最低地表气温"、"日平均风速"、"24小时降水量"、"日最高本站气压"、"日照时数"、"日最高气温"和"日最小相对湿度"8个因子对福建省林火发生有显著影响,研究结论为福建地区林火预测预报提供了新的方法。     

气候变化背景下江西省林火空间预测

林火是森林生态系统中重要的干扰因子之一,深刻地影响森林景观结构和功能。在全球气候化背景下,揭示气候变化对林火空间分布格局的影响,可为林火管理和防火资源分配提供科学指导。因此,基于江西省2001—2015年MODIS火影像数据(MCD14ML)和年均气温、年均降水量、植被、地形、人口密度、距道路距离、距居民点距离7个因子数据,利用增强回归树模型:(1)分析林火发生影响因子的相对重要性及其边际效应;(2)将GFDL-CM3和GISS-E2-R气候变化模式中的年均气温和年均降水量作为未来的气象数据,在3个温室气体排放量情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下,对2050年(2041—2060的平均值)和2070年(2061—2080的平均值)江西省林火分布进行预测,生成林火发生概率图。并采用受试者工作特征(ROC曲线)和混淆矩阵评估模型预测的精度。研究结果表明:(1)年均气温和海拔与江西省林火发生的相关性较强,年均降水量、居民点距离、人口密度、道路距离与林火发生的相关性较弱,但是与林火发生密切相关的如降水、风速等也应重点关注;(2)训练数据(70%)和验证数据(30%)的AUC值(ROC曲线下面积值)均为0.736,混淆矩阵对火点预测的正确率为67.8%,表明模型能够较好地预测研究区林火的发生;(3)在RCP8.5排放情景中林火发生的增幅最明显,其增幅较大的区域由赣南向赣北移动;(4)未来2050年和2070年林火发生与当前气候(2001—2015年)下相比,赣州市、鹰潭市的增幅较为明显,其他区域不明显。江西省各林业管理部门要加强林火高发区及潜在发生区的森林监测和管理,加大防火宣传力度,提升民众的森林防火意识。     

贵州省林火发生驱动因子及预测模型

中国西南林区火源复杂,人为干扰大,多为喀斯特地貌和农林交错区,山形复杂,是中国林火发生的重灾区。分析该区域林火发生驱动因子,并进行火险区划,对于该地区合理的林火管理工作具有重要意义。本研究以西南地区的贵州省为对象,基于2011—2020年的森林火点数据、地理空间数据、气象数据、植被数据和人类活动数据等,利用ArcGIS 10.7的空间分析和R Studio等软件分析贵州省近10年林火分布时空格局,得到林火发生的驱动因子和概率预测模型,分别绘制春夏秋冬4个季节的贵州省林火发生概率和森林火险区划图。结果表明：近10年,贵州省火点数量逐年呈下降趋势,每年主要集中在1—3月,占全年火点数量的61%;距居民点距离、距铁路距离、人口密度、逐月平均空气温度、逐月平均相对湿度和逐月累计降雨量对贵州省林火发生概率有显著影响,得到模型的预测准确率为81.9%,曲线下面积为0.904;贵州省春季林火发生概率高于其他季节,且春、秋和冬季的森林火灾高火险区主要集中在贵州省西部,而夏季则主要是贵州东部的林火发生概率较高。研究得到贵州省林火发生驱动因子和基于季节火险区划图,对于该地区科学林火管理具有重要意义,贵州西...     

空间误差模型在黑龙江省森林碳储量空间分布的应用

基于黑龙江省2010年一类调查数据和重点公益林检测样地（5075块）数据以及同期黑龙江省、吉林省和内蒙古自治区59个气象站的气象数据,以森林碳储量为因变量,以胸径、每公顷株数、海拔、坡度及降雨与温度的乘积因子作为自变量,利用GeoDA软件构建空间误差模型,用全局Moran I 来描述不同空间尺度下模型残差的空间自相关性,计算最佳带宽（25 km）下的局域Moran I来表现模型残差的空间分布,计算组内方差来解释模型残差的空间异质性,最后将模型的预估结果生成黑龙江省森林碳储量的空间分布图.结果表明： 黑龙江省森林碳储量的分布具有空间效应;本文所选林分因子、地形因子及气象因子都显著影响森林碳储量的空间分布,胸径是最主要的因子.空间误差模型可以很好地解决模型残差的空间自相关性及空间异质性.由模型的预估结果可以看出,森林碳储量的空间分布存在很大差异,张广才岭、小兴安岭及大兴安岭地区是森林分布较密集的区域,松嫩平原地区的森林碳储量分布较少,完达山地区处于中等水平.
     

药用植物资源利用的一种分析模型

在系统分析药用植物资源利用的各方面因素基础上,以资源利用模式为研究切入点,提出了一个基于资源利用模式和模式形成路径的分析模型（Pattem—Path Model）,用于整体分析某一药用体系中植物资源的开发利用水平和发展过程。应用该分析模型对2005版中国药典使用的药用植物资源（549种高等植物）进行了分析,结果表明：中国药典中应用的药用植物,其资源利用发展较成熟（供应持续性良好的植物资源占79％,暂不能持续供应的占21％）;但是资源利用的发展过程不尽合理（部分植物资源的栽培开展滞后于野生资源的枯竭,占40％）。该结论与已有定性评价观点相一致,并量化地体现出资源利用的发展水平和发展过程,能够推广应用到其他药用体系的资源利用分析,为药用植物资源的利用管理提供决策依据。     

金黄地鼠高血脂模型的建立

目的建立高血脂金黄地鼠动物模型,研究红葡萄酒预防高血脂的作用。方法用含有2%胆固醇的高脂饲料喂养金黄地鼠,设正常对照组和模型组,饲养15 d。期间观察金黄地鼠对高脂饲料的耐受性,试验结束时,测量血清总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)值,并对肝脏进行光镜和电镜观察。结果金黄地鼠对高脂饲料具有较强的耐受性。经过15 d之后,模型组TC、TG、HDL-C、LDL-C、VLDL-C极显著升高(P<0.01),分别为对照组的9.06、4.19、2.43、6.21、18.88倍,而HDL-C/(LDL-C VLDL-C)显著降低(P<0.05),光镜和电镜观察表明模型组动物的肝脏出现脂肪肝样改变。结论本造型方法时间短,取血方便,血量充足,是一个较好的高血脂模型建立方法。     

类别学习的双系统模型

概念和类别学习是认知心理学研究的核心问题之一,以往的理论主要基于类别学习的单系统理论假设,而近十多年来概念和类别的研究关注类别学习的双重系统问题。目前双系统模型不仅得到了行为学实验的支持,更重要的是得到了临床神经心理和认知神经研究的广泛支持,本文回顾了双系统模型的非行为学研究证据,并指出了今后概念和类别研究应该注意的问题。     

结核病动物模型研究进展

结核病是由结核分枝杆菌感染引起的传染病,是危害人类健康的主要传染病之一。动物模型已经成为研究人类传染病的标准化工具。虽然对于结核分枝杆菌而言并没有真正意义的动物资源,但由于不同种类的动物,对分枝杆菌的敏感性不一样,因此可以成为结核病研究的有利工具。结核病最常用的实验动物模型包括小鼠、兔和豚鼠。每种动物有其自身特点,但并不能完全模拟人类疾病。通过建立结核病的动物模型,可以大大增加我们对疾病的病因、毒力和发病机制的理解。除了这三种模型外,非人灵长类也常被用于结核病的研究。本文总结了这几种结核病模型的研究状况。     

系统性光变态反应检测动物模型的建立

目的建立稳定、完善的系统性光变态反应检测的动物模型。方法以对氨基苯磺酰胺（SN）作为光敏剂,经腹腔注射与灌胃两种途径对小鼠和豚鼠进行给药,通过UVA加UVB光照诱导以及只用UVA光照激发后,于4h、24h、48h和72h分别测量小鼠耳厚度及观察豚鼠皮肤红斑反应。结果24h、48h和72h时,小鼠出现耳肿胀反应,豚鼠出现皮肤红斑反应。结论口服、腹腔注射SN,均可产生光变态反应,成功建立系统性光变态反应检测的动物模型。     

Lipid peroxidation modifies the picture of membranes from the "Fluid Mosaic Model" to the "Lipid Whisker Model"

The “Fluid Mosaic Model”, described by Singer and Nicolson, explain both how a cell membrane preserves a critical barrier function while it concomitantly facilitates rapid lateral diffusion of proteins and lipids within the planar membrane surface. However, the lipid components of biological plasma membranes are not regularly distributed. They are thought to contain “rafts” - nano-domains enriched in sphingolipids and cholesterol that are distinct from surrounding membranes of unsaturated phospholipids. Cholesterol and fatty acids adjust the transport and diffusion of molecular oxygen in membranes. The presence of cholesterol and saturated phospholipids decreases oxygen permeability across the membrane. Alpha-tocopherol, the main antioxidant in biological membranes, partition into domains that are enriched in polyunsaturated phospholipids increasing the concentration of the vitamin in the place where it is most required. On the basis of these observations, it is possible to assume that non-raft domains enriched in phospholipids containing PUFAs and vitamin E will be more accessible by molecular oxygen than lipid raft domains enriched in sphingolipids and cholesterol. This situation will render some nano-domains more sensitive to lipid peroxidation than others. Phospholipid oxidation products are very likely to alter the properties of biological membranes, because their polarity and shape may differ considerably from the structures of their parent molecules. Addition of a polar oxygen atom to several peroxidized fatty acids reorients the acyl chain whereby it no longer remains buried within the membrane interior, but rather projects into the aqueous environment “Lipid Whisker Model”. This exceptional conformational change facilitates direct physical access of the oxidized fatty acid moiety to cell surface scavenger receptors.     

动脉粥样硬化动物模型制作方法的介绍

动脉粥样硬化动物模型在病因学、病理学及预防方面的研究中起着非常重要的作用。近年来,运用兔子、小鼠、大鼠、鹌鹑等成功地建立了大量高脂饲料、单纯药物、高脂饲料加药物、基因敲除鼠及基因工程模型等诱导的动物模型。本文介绍了这几种动物模型的制作方法,以期为动脉粥样硬化的深入研究提供参考。     

A Digital Model for the Venous Junctions

The venous network in the lower limbs is composed of a considerable number of confluent junctions. Each of these singularities introduces some blood flow disturbances. Each physiological junction is unique, in terms of its geometry as well as the blood flow rate. In order to account for this great variability, we developed a numerical model based on the use of the N3S code (a software package for solving Navier-Stokes equations). To test the validity of the model, one of the numerical simulations is compared with the data obtained in the corresponding experimental configuration. The velocity measurements were carried out with an ultrasonic pulsed Doppler velocimeter. We also measured pressure differences using differential sensors. The numerical computations were then used to obtain the values of the flow variables at any point, with various geometrical and flow configurations. As far as the velocity field is concerned, a very marked three-dimensional pattern with swirls was observed. The pressure evolution was also strongly disturbed, with a non-linear decrease. All these data indicate that confluence effects cannot be neglected when evaluating pressure decreases. With a tool of this kind, it is possible to accurately predict the disturbances associated with any geometrical configuration or any flow rate.     

大鼠免疫性血小板减少模型的研究

采用注射兔抗大鼠血小板血清（ＡＰＳ）方法,建立了大鼠免疫性血小板减少模型。大鼠腹腔注射１：４稀释的ＡＰＳ（０．７ｍｌ／２００ｇ体重）,连续３ｄ,可使血小板数量显著降低,其降低率为８１±９％（ｎ＝１２）,且其骨随巨核细胞增生活跃,但注射ＡＰＳ后对血中红细胞数和白细胞数无明显影响．在注射ＡＰＳ的同时,给予大鼠灌胃强的松（１ｍｇ／２００ｇ体重）,可抑制ＡＰＳ所致的血小板减少的下降程度,并促进停止注射ＡＰＳ后血小板数的恢复。以上结果表明,该模型符合免疫性血小板减少性紫癜的病理特征。