数学建模的教学实践与思考

从中学生物学教学角度简述了数学模型与模型方法的含义，通过实例介绍了数学模型构建的基本步骤，以及模型结论的课堂拓展、运用。     

荒漠灌丛土壤动物分布及其生态功能

在干旱、半干旱荒漠生态系统中,灌丛作为一种重要的植被类型,其独特的形态和生理适应特性能够有效促进退化生态系统结构与功能的恢复。土壤动物是荒漠生态系统中不可或缺的重要组成部分,对促进灌丛"肥岛"演变具有重要的生态作用,有利于灌丛生态功能的发挥及退化生态系统的恢复。近年来,国内外学者对荒漠灌丛微生境土壤动物的研究逐步深入,取得大量的研究成果。在此基础上,首先综述荒漠灌丛微生境土壤动物群落分布和生态功能,总结灌丛与土壤动物分布间作用关系的数学模型,针对荒漠灌丛土壤动物研究中存在的问题提出了未来可能的研究方向和建议。     

以DRGs为驱动的病种管理应用探索

自北京市实施按疾病诊断相关组付费改革以来,北京安贞医院在2013年启动了以疾病诊断相关组为驱动的病种管理。安贞医院通过2个周期的PDCA循环管理,建立以数学模型技术为支撑的病种管理体系,有效地提高了医疗质量和效率,保障了医疗安全和医疗费用的控制,并在实时精细化管理方面做了有益的尝试。     

基质用量与蛹虫草生长及代谢数学模型研究

以蛹虫草CM-16菌株为研究对象,以小麦为主要栽培基质,采用规格为300mm×200mm×110mm的蛹虫草栽培专用塑料盒进行盒式栽培,栽培基质用量分别为250 g/盒,300g/盒,350 g/盒,400 g/盒和450g/盒,以蛹虫草的生产周期、子座鲜质量、基质利用率及栽培基质代谢损失等为指标,研究不同栽培基质用量对蛹虫草生长发育及代谢的影响规律.在试验范围内,栽培基质用量与蛹虫草生产周期、子座密度、子座鲜质量、生物学效率及基质利用率之间均呈显著的二次函数关系,与栽培剩余基质含水率及栽培基质代谢损失之间呈极显著的线性关系,但与子座长度的关系不显著.研究结果表明,栽培基质用量是影响蛹虫草生长发育、子座产量及经济效益的重要因素.     

大型医疗设备成本绩效考核数学模型的建立

目的探讨医疗设备绩效管理的新模式,提高医疗设备的经济效益。方法研制医疗器械成本效益分析评价模型,对医疗设备使用中影响成本的元素进行分析,并提出合理的改善方法。结果通过开展医疗设备使用效益分析,为决策提供可靠的数字依据,对医疗设备的投资及使用进行监督核算。     

含氮有机物在污水处理过程中的生物转化机制与模型研究进展

随着市政污水处理厂的提标改造,出水总氮浓度逐渐降低,但溶解性有机氮(Dissolved Organic Nitrogen,DON)在总氮中的占比却越来越高,对含氮消毒副产物的生成和受纳水体富营养化的潜在贡献不可忽视。正因如此,近年来有关污水处理系统中DON的研究不断增加。本文重点综述了污水处理厂DON特征、生成转化规律及其生态影响。目前通过混凝沉淀、消毒等物理化学工艺的联合最高可去除70%左右的进水DON,但生物处理单元的微生物代谢活动会生成新的DON,主要包括氨基酸、聚胺等,其藻类生物可利用性较高。在已有DON模型基础上,本文提出了更加完善的ASM3-DON模型,纳入了包括内源呼吸、细胞生长、微生物产物再利用在内的6个过程,可用于对DON生成转化进行更加精确的模拟。未来围绕污水处理过程的DON研究应重点关注DON的快速精确定量分析、生成转化规律探究以及高效去除方法开发。     

污染物环境生态效应评价研究进展

总结了污染物环境生态效应评价的关键环节--生态受体选择、反应终点和评价参数确定等研究现状,分析讨论了这些环节目前存在的问题和今后的研究方向.个体和种群层次上的生态受体研究较为深入,相应的反应终点研究也较为成熟,但群落和系统层次上的生态受体研究较少,相应的反应终点还不能完整的表征其结构与功能发生的变化.应用能够完整反映生态系统功能及结构组织状态的反应终点,以生态系统为受体进行污染物环境生态效应评价是今后的研究方向.基于假设检验的NOEC只是一个实验设计浓度,不能构造置信区间;ECx由不同的数学模型计算的结果差异较大,置信区间随效应值x的降低而增大.研究综合假设检验与数学模型各自优点的评价参数估算方法是污染物环境生态效应评价的重要研究内容.     

NIRS定量分析羽衣甘蓝油含量、蛋白质含量数学模型的建立

应用近红外反射光谱技术(NIRS)采集807份羽衣甘蓝种子光谱数据,然后挑选250份材料,用经典化学方法测试种子油含量和饼粕蛋白质含量.通过偏最小二乘法(PLS)、改良最小二乘法(MPLS)和不同光谱散射及数学处理技术来建立NIRS定量分析数学模型.种子油含量和饼粕蛋白质含量模型的交叉检验相关系数(1-VR)分别为0 9180、0 9062,交叉检验标准差(SECV)分别为1 0606、0 8720,校正标准差(SEC)分别为0 9267、0 8119.两种模型的外部检验相关系数(RSQ)分别为0 949、0 915,相对误差分别小于3 60%、2 70%,预测标准差(SEP)分别为0 881、0 779,检验偏差(BIAS)均较小分别为-0 054、-0 062.研究表明:这两个数学模型的分析结果具有较高的精确度,在品质育种中具有较好的应用前景.     

系统生物学中的数学模型方法及其应用

综述了当前在系统生物学研究领域中常用数学模型的建立和研究方法,介绍了通量平衡分析、基元通量模式、生化系统理论,以及代谢控制分析等模型的理论基础和发展背景,讨论了这些模型之间的联系、区别,以及适用范围,并总结了这些模型在分析代谢网络结构、优化代谢途径、指导菌种改进以提高琥珀酸、色氨酸、乙醇等重要化工品生产率和转化率中的实际应用。     

临海柑橘园橘小实蝇种群数量消长规律

【背景】近年来,随着种植结构的改变以及南方携虫水果的频繁调运,橘小实蝇逐渐向北扩散危害,对水果生产造成严重威胁。【方法】2008～2010年应用性诱剂的监测方法对柑橘园橘小实蝇种群数量进行了定点、系统的跟踪监测;并结合气象资料和田间调查情况,通过对当旬成虫数量与当旬及其前延逐句气象要素的筛选来建模,进而确定影响橘小实蝇种群数量的主要气象因子。【结果】临海柑橘园橘小实蝇种群数量时序变化呈单峰型曲线,其性诱成虫初见期在6月下旬至8月初,高峰期在9月上旬至11月上旬,11月中旬后成虫数量逐渐下降,到12月下旬未诱集到成虫。气象因子筛选和建模结果表明,柑橘园橘小实蝇成虫种群数量年度变动以旬平均温度为决定要素,季节性变化以旬降雨量为决定要素。【结论与意义】临海柑橘园橘小实蝇种群数量随温度和土壤湿度的增大而增长。本研究对提高橘小实蝇监测预警水平、有效控制橘小实蝇危害具有重要意义。