结构方程混合模型在SNP分析中的应用

采用结构方程混合模型(SEMM)对实际SNP数据进行分析,为遗传统计学提供一种新的有效的分析方法。本研究的数据是由GAW17提供的,包含697个个体的22条常染色体的上万个SNP和根据这些SNP所模拟的697个个体的性状特点。随机挑选了1号染色体上的4个SNP和3个定量性状作为研究变量,分别进行潜在类别分析和结构方程混合模型分析。根据4个SNP数据,人群被分为3个潜在类别,概率分别为0.53,0.34,0.13。潜在类别1、2和3中的因子均值Q分别为-4.029、-2.052和0,潜在类别1、2的因子均值均低于3(<0.001)。研究表明:结构方程混合模型(SEMM)综合了结构方程模型和潜在类别模型的思想,形成了自己的优势,可用于处理同时包含分类潜变量和连续潜变量的数据。     

灾难方程

科学家们正逐步确认能综合起来引发疑难病症的各种因素。 当卡特琳娜飓风在2005年8月引发湾区海滨的塌陷时，它之所以能够造成如此严重而持久的破坏，是因为几大因素的完美结合：不完善的基础设施、通讯设备陈旧，以及急救系统的瘫痪。这些因素综合起来造成了美国近年来最严重的灾难。类似地，许多顽疾也是各种因素综合作用的结果。     

基于Budyko假设的渭河径流变化归因识别

定量评价河川径流量变化特征,开展其归因识别研究是制定气候变化应对策略与合理利用水资源的基础。以渭河流域为研究区,采用Mann-Kendall趋势检验法、双累积曲线等方法分析渭河流域1958—2015年的气候、水文要素变化特征,采用基于Budyko水热耦合平衡理论的水量平衡法估算径流变化对各驱动因素的弹性系数,定量评价气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:渭河流域咸阳、张家山、状头站的年径流量呈显著减少趋势,径流深减少速率分别为:-1.520、-0.501、-0.322 mm/a。3个站控制流域面平均降雨量呈非显著性减少趋势,年潜在蒸散发呈非显著增加趋势。剧烈的人类活动如工农业用水、大规模水土保持措施的实施及退耕还林草等引起的下垫面变化是径流量减少的主要因素,渭河干流和泾河流域下垫面变化对径流减少的贡献率均超过了60%,降雨变化贡献次之,潜在蒸散发的影响最小。     

不同光照条件下米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的温度生态幅

米氏凯伦藻和东海原甲藻是我国东南沿海地区赤潮的主要优势种。为定量获取米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的温度生态幅,根据3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))条件下4个温度水平(18,22,25,28℃)对米氏凯伦藻和东海原甲藻生长特性的室内培养实验结果,并结合Shelford耐受性定律建立了基于温度的米氏凯伦藻和东海原甲藻比生长率的耐受性模型,最后根据前期的研究成果分别获取了米氏凯伦藻和东海原甲藻生长的最适温度、适温范围及耐受温度范围。结果表明,无论是米氏凯伦藻还是东海原甲藻,在相同培养光照条件下,在设定的温度水平范围内,分别存在一个适宜米氏凯伦藻和东海原甲藻的最适生长温度T_(opt),且当T≤T_(opt)时,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率随着温度的升高而显著增大;而当T≥T_(opt)时,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率随着温度的升高而显著减小。随着培养光照强度的升高,米氏凯伦藻和东海原甲藻细胞密度和比生长率均呈现"先升后降"的变化趋势。建立的藻类生长温度耐受性模型与谢尔福德耐受定律较为吻合,定量获取米氏凯伦藻在3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))下的最适生长温度分别为22.48,22.37,22.33℃;适温范围分别为17.93—27.03,17.82—26.92,17.78—26.88℃;耐受温度范围分别为13.38—31.58,13.27—31.47,13.23—31.43℃;东海原甲藻在3个光照水平(28.32,75.06,111.66μmol m~(-2)s~(-1))下的最适生长温度分别为22.10,21.99,21.93℃;适温范围分别为17.59—26.61,17.48—26.5,17.42—26.44℃;耐受温度范围分别为13.08—31.12,12.97—31.01,12.91—30.95℃。     

生态学数学模型参数优化估计的遗传算法

本文提出用遗传算法,对生态学中的一些数学模型参数进行优化估计,并以崔-lawson方程为例．尝试了遗传算法的效果．结果表明,该方法性能良好,可望成为生态学中各类非线性模型辨识的有效参数．     

二个新的种群增长方程

本文提出了二个新的种群增长方程,方程Ⅰ和方程Ⅱ．对Gause的草履虫实验数据的拟合结果表明,这二个方程与逻辑斯谛方程相比,可以有效地降低拟合的残差平方和．     

Fitzhugn—Nagumo神经传导方程的周期初值问题

本文讨论了Ｆｉｔｚｈｕｇｎ－Ｎａｇｕｍｏ方程的周期初值问题,用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法证明了整体解的存在唯一性。     

典型草原区鹰隼类密度对啮齿动物密度的数值响应

捕食者与猎物的关系是动物生态学研究的热点之一,捕食者应对猎物密度的变化往往呈现出特定的数值响应特征。为研究典型草原区鹰隼类对其猎物——啮齿动物密度变化的数值响应关系,于2005年7月在内蒙古自治区锡林郭勒盟阿巴嘎旗白音图嘎苏木选取15个实验样地,采用标准夹线法调查了啮齿类密度,同时采用目视方法调查了鹰隼类密度。本次实验共捕获鼠类2 675只,主要为布氏田鼠(Lasiopodomys brandtii),观察到鹰隼类活动450只次。回归分析结果表明,鼠类密度和鹰隼类密度的数值反应关系符合S型曲线,可用Gompertz方程W=22.765 e-3.735 e-0.078 t来拟合,拟合优度R2达0.984,表明鼠类密度对鹰隼类密度有显著影响,验证了Holling所提出的脊椎动物捕食者和猎物数量关系属于S型反应曲线的观点。从本文的结果看,鹰隼类数量对鼠类数量的反应可分为三个阶段:(1)平缓期,随着鼠类密度的逐渐增加,鹰隼类活动频次增长非常缓慢;(2)快速反应期,当鼠类密度达到5只/hm2时,鹰隼类活动频次随鼠类密度的增加迅速增长,期间出现一个增长拐点值;(3)稳定平台期,当鼠类的密度达到40只/hm2左右时,鼠类密度虽然继续增加,但鹰隼类活动频次保持稳定,不再增加。本研究可为草原鼠害的天敌控制方法提供参考。     

小秦岭自然保护区秦岭冷杉死亡原因

小秦岭国家级自然保护区濒危植物秦岭冷杉(Abies chensiensis)近几年出现了不明原因的衰败死亡现象,并有不断扩展的趋势,分析研究就地保护这一珍稀植物资源迫在眉睫。在对小秦岭全部秦岭冷杉定位监测的基础上,通过对活树、死树分布和结构的对比分析,并采用相关分析、偏相关分析和结构等式模型(Structural Equation Models,SEM)结合环境因子,探讨了秦岭冷杉的生存状况和死亡原因。结果如下:(1)枯死树与活树分布基本相一致,活树个体中小树和大树相对较少,死亡个体主要为小树和中龄树;(2)秦岭冷杉的生长与海拔、坡度、土壤含水量和土壤温度呈显著的相关性;(3)SEM分析结果显示,秦岭冷杉活树与土壤含水量和温度呈明显的正相关系,而死树却表现出负相关关系,枯死树与空间位置和地形表现出的负相关关系要明显大于活树。上述结果说明,秦岭冷杉幼苗和小树较少,更新能力差,秦岭冷杉的死亡不是个别现象和局部环境变化所造成的;秦岭冷杉的生长与海拔、坡度、土壤含水量和土壤温度关系密切;土壤含水量和温度对秦岭冷杉生长具有促进作用,是影响秦岭冷杉死亡和衰败的重要环境因素。在今后秦岭冷杉经营保护过程中要注意微环境的变化,减少人为因素对环境的干扰。