基于测量值计算问题的标准答案的设置

生物学奥林匹克竞赛有一类题型需要通过测量值的计算进行作答。由于测量误差的存在,该类考题的标准答案必须是一个范围,而非某个精确的数值。本文首先汇总了近年来在国际生物学奥林匹克竞赛考试中出现的该类题目,然后定量探讨了标准答案范围的设置对假阴性（正确作答但不得分）和假阳性（猜测结果但得分）的影响。基于定量分析,本文对该类题型标准答案的设置给出建议。     

Study on the Hydrophobic Property of Shark-Skin-Inspired Micro-Riblets

This paper aims to characterize the hydrophobic property of shark-skin-inspired riblets with potential engineering appli- cations. Based on the hydrophobic theory, a new hydrophobic model which is consistent with the special structure of shark-skin-inspired micro-riblets was proposed. Then, the contact angles of different droplets were measured by optical contact angle measuring device on the shark-skin-inspired micro-riblets and the smooth surface, respectively. The results show that the surface of micro-riblets possesses obvious hydrophobicity, and the actual contact angles of different droplets residing on the riblets decrease with the increase in the droplet volume. According to the new hydrophobic model and the measurement of contact angle, it was found that the arrangement and structure of the shark-skin-inspired micro-riblets significantly affect the surface hydrophobic property. Using the new hydrophobic model, the prediction error of contact angle can be less than 3% compared with the measured one. The research on hydrophobic property of biomimetic micro-riblets is proved to be necessary and important to well explain drag reduction and microbe-resistant property of micro-riblets.     

Bayesian model predicts the aboveground biomass of Caragana microphylla in sandy lands better than OLS regression models

回归模型可用于预测森林生态系统地上生物量,其中最为常用的是最小二乘回归模型。在预测灌木,尤其是多茎灌木的地上生物量 时,最小二乘法与贝叶斯方法的比较很少被研究。我们开发了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)生物量预测模型。小叶锦鸡儿是科尔 沁沙地广泛分布的多茎灌木,对减少风蚀、固定沙丘具有重要作用。本研究建立6种表征生物量的异速增长模型,并基于统计标准选择 在预测生物量方面表现最佳的1种,然后分别用最小二乘法与贝叶斯方法对模型中的参数进行估计。参数估计过程中用自助法考察样本量大 小的影响,同时区分测试集与训练集。最后,我们比较了最小二乘法与贝叶斯方法在小叶锦鸡儿地上生物量预测中的表现。异速增长的6个 模型均达到显著水平,其中幂指数为1的模型表现最佳。研究结果表明,采用无先验信息与有先验信息的贝叶斯方法进行估计,得到的均 方误差在测试集上低于最小二乘法。另外,基径作为预测变量在最小二乘法与贝叶斯方法中均不显著,表明在生物量预测模型中应谨慎选 择合适变量。本研究强调贝叶斯方法、自助法和异速增长模型相结合能够提升沙地灌木生物量预测模型的准确度。     

典型森林生态系统总辐射和光合有效辐射长期观测中的仪器性能衰变和数据校正

利用中国通量网( ChinaFLUX)4个森林台站(长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳)2003-2008年总辐射和光合有效辐射(PAR)观测资料,研究了CNR1总辐射表和Li-190SB光量子仪在长期观测中可能出现的不确定性和仪器性能变化等问题.结果表明:98％以上的CNR1总辐射观测精度满足技术标准,但在西双版纳站,CNR1观测的总辐射(QCNR1)比高精度短波辐射仪CM11观测的总辐射(QCM11)平均低7％;虽然温度对CNR1观测的总辐射有一定影响,但其影响大都在仪器允许的精度范围内,在西双版纳站,CNR1除了受温度影响外,还受到热带雨林特有的季节性雾的影响;通过分析光合有效辐射数据(特别是其与总辐射比值)的长期变化发现,光量子仪Li-190SB的性能衰减较明显,平均年衰减率达4％左右,为了校正PAR仪器性能衰减产生的系统误差,本文尝试给出了PAR的后期补偿校正方法,该方法可基本消除由于野外长期使用所造成的Li-190SB性能衰减.     

放疗设备等中心精度分析与对策

等中心回转精度是医用电子直线加速器,钴60远距离治疗机,放疗模拟定位机,立体放射外科系统等医疗设备重要的综合技术性能指标之一。其精度高低将直接影响放射治疗的治愈率和有效率。本文通过对放疗模拟定位机的等中心回转误差分析。提出了一些对策措施。实践证明,这些方法是行之有效的。     

一类神经传播方程的特征差分方法和最佳阶l^2误差估计

给出矩形域上一类神经传播方程的特征差分,利用沿特征线方向构造差分逼近格式的方法和技巧．对给定的模型进行离散数值逼近和数值分析．特别是在沿特征线方向构造离散差分格式的过程中,可能会出现离散点在定义域之外的问题．本文提供了一个新的有效的差分逼近的处理方法,得到了该方法的三。一模误差估计．     

生态学试验设计与解释中的常见问题

一个"好"的试验,统计检验的显著差异可证明处理效应存在;而一个"坏"的试验,统计检验的显著差异本身并不能证明处理效应的真实存在.试验单位的不独立就可能使干扰因素偏倚地影响试验结果,是多种形式的伪重复的根本原因.如果不统筹地考虑试验方法和数据分析方法,环境要素的时空格局就可能被错误地当成处理效应.以案例分析的形式探讨了中国生态学试验设计与解释中常见的3个问题:(1)简单伪重复问题,这是Hurlbert[2]早已指出的伪重复情形中的一种,通常是把取样的重复当成了处理的重复;(2)把反复测量结果当成重复的问题,即对同一个对象的反应变量前后进行多次观测,却把这些观测值视为重复而进行统计检验所造成的问题;(3)混淆时空效应与处理效应的问题,由于取样方法(破坏性取样)或者研究对象(例如流动的水体)性质的特殊性等原因,数据中所体现出来的格局有可能由于时空效应而并非处理效应所造成.在这3种情况下,数据的产生方式与所用统计方法的前提相违背.     

人工神经网络在林火发生预报中的应用

对于林火发生预报,就是要将着火样本和不着火样本进行划分,得到一个判断是否发生林火的阈值。以往我们采用过数量化理论和回归分析判断,但那些都是线性划分,而对于不能线性划分的样本集,划分的效果就不是很好。本文利用人工神经网络的二层感知器模型对着火样本和不着火样本进行了重新划分,二层感知器是在二维输入空间上用三条相交的直线,得到一个封闭区域以实现样本集的正确划分。     

间歇性生态输水塔里木河下游断面地下水位变化模拟

地下水作为干旱区生态系统的重要组成部分,对植物生长具有重要作用。以塔里木河下游英苏断面2011—2015年逐月地下水埋深变化为研究内容,基于非稳定流理论,以河道附近水位边界条件作为初始求解条件,以余误差函数erfc(x)为求解函数,综合考虑地下水变化时间滞后效应及潜水蒸发作用,旨在构建间歇性输水河道地下水埋深变化模型。结果表明:(1)生态输水期间,在短期内,临近河道地下水埋深波动较大,而远离河道地下水埋深波动并未受到较大的影响,生态输水作用影响河岸附近地下水埋深变化存在一定时段的滞后期,且随着距离河道的增加,滞后期增长。(2)以河道为基点的地下水非稳定流运动及潜水蒸发作用是影响沿岸地下水变化的诸多环境因子中最敏感的因子。(3)模拟结果表明基于非稳定流理论对塔里木河下游地下水变化模拟效果较好,达到了地下水模拟精度的要求,对塔里木河下游断面尺度上地下水恢复状况研究及后期生态恢复评价具有重要的理论意义与参考价值。