简单生物生长模型中的对数正态分布

本文用统一的方法给出了简单生物生长模型中增长比向量un×l服从对数正态分布的条件,推广了Mosimann和Campbell[6]的相应结论,修正了[6]中一些错误,并导出了成分数据对数对比不相关的几个条件。我们还考虑了与形状向量独立的相对容量的表示问题。

蔡家川流域人工刺槐生物量模型的构建与比较

利用蔡家川流域不同立地条件下48株刺槐样木生物量的实测数据,以胸径、树高、冠幅、冠长及胸径、树高的复合因子为自变量,构建生物量异速生长模型、多元线性模型和相容性生物量模型。采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、估计标准误差(SEE)、总相对误差(TRE)、平均相对误差(ARE)和平均百分比误差(MPE)等6个指标对模型进行拟合度和精确度的检验。结果表明:以胸径(D_(BH))、树高(h)的复合因子构建的生物量模型估测效果较好。3种模型的检验指标均在可接受的范围内,均适用于蔡家川流域刺槐生物量的预测。其中,多元线性模型对树枝、树叶生物量预测效果最佳,预测精度为90.11%和89.72%;相容性生物量模型对总树干、根系和总生物量的预测精度高达91.38%、90.83%、93.90%,并且解决了各器官生物量与总生物量的相容性问题。构建的模型中,相容性生物量模型的估测效果最好,多元线性模型和生物量异速生长模型次之。

特定腐败微生物生长模型的构建在冷鲜牛肉中的应用

牛肉作为一种高档食品，是我国的第二大肉类食品，在国内的消费量仅次于猪肉。牛肉高蛋白、低脂肪，含有人体必需的氨基酸、钙、磷、铁及多种维生素，在人们日益关注健康的今天，更是受到人们的青睐，享有“肉中骄子”的美誉。

广东省常绿阔叶林生物量生长模型

[目的]研究林分生物量生长模型,以期估算区域尺度上的森林生物量。[方法]利用广东省五期森林资源连续清查数据(1997,2002,2007,2012,2017),以30个固定样地为研究对象(每块样地均有30株以上五期保留木,共计1412株样木)。以Richards理论生长方程为基础,分别构建了基础生物量生长模型、含有林分特征的生物量生长模型、含有林分特征和立地条件的生长模型等不同形式的林分生物量生长模型,比较和评价了不同林分生物量生长模型的拟合效果。[结果]基础生物量生长模型拟合效果最差,调整决定系数Ra^2仅为0.475;将林分密度指标引入基础生物量生长模型后,拟合效果得到极大改善,R_a^2提高到了0.836;将哑变量引入含有林分特征的生长方程进行立地条件划分后,Ra^2达到0.961,拟合效果达到最优。[结论]含有林分特征的生物量生长方程一定程度反映了林分生物量生长与林分密度之间的关系,在此基础上划分样地类别进行参数分级,进一步提高了生物量生长模型的拟合精度,反映了不同立地条件下生产力之间的差别。

广东省含参数分级的阔叶林分生物量生长模型

【目的】建立区域尺度林分生物量生长模型,为预测未来某一时段广东省天然阔叶林生物量和碳储量提供方法学支持。【方法】基于广东省1997−2017年5期森林清查数据,选择栎类、木荷和其他软阔类等6个阔叶树种为优势树种的203个天然林样地,以参数分级反映立地质量差异,以竞争指数表示密度影响,以分步建模(一元非线性回归法)和联合建模(非线性联立方程组法)区别建模方式,采用理论生长方程构建胸径生长模型估计林龄进而构建多种林分生物量生长模型,以决定系数和平均预估误差等4个指标评价模型拟合优度;对拟合优度较高的模型,以2002−2017年4期连清的183块样地为检验样本,用总相对误差来验证其应用效果。【结果】对比模型拟合效果和区域尺度及样地水平上的估计精度,以探究林分密度、不同参数分级、分级方法和建模方法共4项影响因素对生物量生长模型的效果,结果表明:非线性联立方程组法优于分步建模法;与生长速度有关的参数b分级模型优于与生长潜力有关的参数a分级模型;考虑林木竞争和分级方程中加入竞争指数对优化模型性能影响不大。参数b分级、自变量和分级方程皆不含竞争指数的联合模型(模型10)为最优模型,其生物量生长模型确定系数R^(2)为0.9701;预测4期生物量时,估计效果较好,后期估计误差明显低于前期,如采用模型10预估栎类2002−2017年区域尺度生物量时,4期的估计误差分别为6.22%、15.27%、4.80%、−1.84%。【结论】以Richards理论生长方程为基础构建林分生物量生长模型来估测区域尺度生物量是一种可行的方法,为评估未来某一时段区域尺度森林生态系统的固碳能力提供依据,也为其他区域的林分生物量生长模型研建提供参考。

蜡样芽孢杆菌在草莓中的生长及预测模型的建立

在对草莓的病源微生物污染调查中发现蜡样芽孢杆菌具有高的检出率。为比较不同温度和不同包装方式的草莓表面蜡样芽孢杆菌数量的变化情况,测定了7℃、15℃、25℃、30℃的温度条件下,采用保鲜盒包装和保鲜膜包装方式的草莓表面蜡样芽孢杆菌生长数据;选用Baranyi Roberts模型为初级模型,拟合不同温度和不同包装方式的草莓中蜡样芽孢杆菌生长曲线,并对模型进行验证。结果显示,7℃冷藏的蜡样芽孢杆菌均增长缓慢而与包装方式无关;15℃低温贮藏过程中,膜装与盒装延滞期基本相同,但膜装比盒装降低了0.7 lg cfu/g的生长势,说明保鲜膜在此温度下有一定的抑菌作用;在25℃、30℃储藏下两种包装方式的比生长速率和延滞期基本相同,蜡样芽孢杆菌在42 h后分别增长了2.9 lg cfu/g、3.2 lg cfu/g,表明贮藏温度是影响蜡样芽孢杆菌的主要因素。因此在高温条件下蜡样芽孢杆菌会带来潜在的食用安全风险。本研究结果为微生物定量风险评估提供重要信息。

低温杀菌黄焖鸡中菌落总数生长预测模型的比较和货架期预测

为比较不同生长预测模型对低温杀菌黄焖鸡中菌落总数生长情况的拟合效果,使用修正的Gompertz模型、修正的Logistic模型和Baranyi模型描述其在4、15、25℃贮藏期间菌落总数的变化情况,使用Belehradek模型和Arrhenius模型描述菌落总数生长参数与贮藏温度之间的关系,通过计算各模型拟合所得的参数值及回归相关系数R^2、均方误差平方根、赤池信息准则和贝叶斯信息准则等指标评价模型的拟合优度,以最优组合建立产品的货架期预测模型。结果表明:在一级模型中,修正的Logistic模型拟合所得的生长参数值最接近实测值,模型的评价指标最优;在二级模型中,Arrhenius模型的拟合优度最高,其R^2均在0.97以上;对修正的Logistic模型的偏差因子、准确因子和Arrhenius模型的残差值进行分析,表明建立的一级、二级模型可被接受;以此为基础建立低温杀菌黄焖鸡的货架期预测模型,经过验证,模型预测值与实测值的相对误差值均在±10%以内,表明所建立的货架期预测模型能够比较准确地预测低温杀菌黄焖鸡在4～25℃范围内的货架期。

红烧卤牛肉货架期预测模型的建立

为了探究红烧卤牛肉在不同温度下的货架期,本试验将加工好的红烧卤牛肉真空包装,进行二次沸水煮制杀菌(中间相隔48 h)。以菌落总数为指标建立货架期预测模型,将二次杀菌后的红烧卤牛肉产品分别贮藏在4、10、15、20、25℃的恒温培养箱中,测定贮藏期间菌落总数的变化。结果表明,随着贮藏温度的升高,微生物的最大生长比率增大,迟滞期和货架期缩短;建立一级模型(修正Gompertz模型)与二级模型(Belehradek模型),修正Gompertz模型除4℃下微生物生长曲线无法拟合之外,其余4个温度拟合效果良好(相关系数R2>0.9),并通过了模型验证(准确因子Af与偏差因子Bf的范围分别在1.1~1.9与0.75~1.25之间);结合一、二级模型建立红烧卤牛肉货架期预测模型,模型通过了验证(预测值与实测值相对误差在10%以内),预测得到的10、15、20、25℃贮藏的红烧卤牛肉货架期分别为185.76、64.05、31.00、15.08 d。本研究获得了红烧卤牛肉在10~25℃的货架期预测模型,为红烧卤牛肉在不同温度下的贮藏时间选择提供了理论依据。

微量量热法对细菌最低生长温度的研究

用微量量热计测定了大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌和枯草杆菌 ,在牛肉膏汤液体中不同温度下的产热曲线 按限制性条件下微生物生长模型进行了处理 ,求得了细菌的生长速率常数k、衰减速率常数 β和在实验条件下细菌增长的最大倍数M和细菌的最大数目K ,建立了细菌生长速率常数k和细菌生长温度T的定量关系 ,得到k=0时的温度T0 。

Gompertz曲线和Logistic曲线在生物数学中的比较与应用

Gompertz曲线方程和Logistic曲线方程常被用来描述生物生长与经济现象的S型生长过程,本文通过Mathematica软件使用Gompertz曲线方程和Logistic曲线方程对同一生物生长问题进行拟合,并根据拟合优度检验比较Gompertz曲线模型和Logistic曲线模型的拟合程度。

奶粉中阪崎克罗诺杆菌生长与失活建模的研究进展

奶粉中含有丰富的营养物质,极易被微生物污染,而阪崎克罗诺杆菌是污染奶粉的主要病原菌之一。本文对国内外阪崎克罗诺杆菌生长、失活建模的研究进行综述,生长模型的建立为病原微生物的监测提供有效信息,失活模型的建立能反映传统、新型微生物控制技术和历史应激对阪崎克罗诺杆菌的失活作用效果。最后,针对目前阪崎克罗诺杆菌在预测建模研究中存在的问题进行探讨,并对阪崎克罗诺杆菌的研究方向提出建议,以期为今后的研究提供参考。

帽儿山林木生长及抚育的研究

笔者提出了饱和接近率的概念 ,可以用于描述林木间竞争的强度 ,并可用于发现那些接近于停滞生长的林木 ,以便在抚育间伐时将这些林木伐去 ;笔者还对三种常用的生物生长模型分析了内在的缺点 ,即生长速率与生物年龄无关。为了体现年龄对生物生长的影响 ,应在生长方程的右边乘上年龄因子t-b。

华北落叶松人工林生物量及其分配模式

植物生物量及其分配模式是全球碳循环研究的重要内容之一。为提高我国不同尺度森林生物量碳的估算和模型模拟等的准确性,该文采用标准木法研究了华北落叶松人工林典型分布区(关帝山、五台山中山和亚高山、五台山山间盆地、塞罕坝林区)的单木生物量相对生长模型、林分生物量及其分配模式的动态变化。结果表明:①林分生物量随林龄的增加而增加,但不同分布区林分生物量的生长过程存在有一定的差异。林龄较小时各区林分生物量的差别很小,但随着林龄的增加各区之间的差异逐渐变大。在五台山中山和亚高山,林分生物量在林龄25年左右时基本达到稳定,而五台山山间盆地则在林龄35年左右时才基本达到稳定,并且这两个分布区的最大林分生物量都小于关帝山和塞罕坝。②不同分布区生物量的分配模式存在一定的差异。干生物量的比例在关帝山和塞罕坝间无显著性差异(P>0.05),都明显大于五台山(P<0.05),其中五台山中山和亚高山干生物量所占的比例最小。各区枝生物量所占的比例均有显著差异(P<0.05),叶生物量所占的比例却无明显差异(P>0.05)。除五台山山间盆地外,其余3个分布区干生物量的比例与林龄、胸径和蓄积量等林分指标呈极显著正相关(P<0.01),枝和叶生物量的比例与这些指标呈极显著负相关(P<0.01),而且都以指数形式趋于稳定值,但根生物量的比例却与这些指标大多无明显相关性(P>0.05)。

水产品货架期模型的研究进展

本文对水产品的货架期模型研究进行了全面的综述,总结了水产品基于数学方程的预测模型和基于计算机人工神经网络模型的研究,包括:化学反应动力学模型、基于温度变化的货架期模型、微生物生长非生长预测模型以及人工神经网络模型在水产品中的应用。通过比较分析各种预测模型的优势,为水产品的品质保鲜与安全保障技术提供支持。

被开发的单种群Gompertz离散模型的定性分析

生物物种、生态环境等因素不同,生物的生长过程的图形呈多样性变化,对于世代不重叠的种群及季节性繁殖的种群等,精确描述它们的增长过程需要用离散模型。本文对符合Gompertz生长方程的种群进行了定性分析,考察由Gompertz离散方程给出的生产模型的最优开发问题。

亚热带常绿阔叶林9个常见树种的生物量相对生长模型

生物量相对生长模型作为一种简便且有效的生物量估算方法,已得到广泛应用.国内偏重于针叶林或阔叶纯林的生物量相对生长模型研究,而在估算多树种阔叶林的生物量时,一般选用混合物种的生物量相对生长模型,这会导致估算结果产生较大误差.本文在亚热带常绿阔叶林典型分布区随机设置了33块样地,针对栲树、鹿角锥、钩锥、石栎、猴欢喜、虎皮楠、赤杨叶、乳源木莲和少叶黄杞9个常见的树种,构建了单物种及混合物种的生物量相对生长模型,并探讨了单物种模型及混合物种模型间估算误差的差异.结果表明:以D(胸径)和D2H(胸径的平方乘以树高)为自变量,分别构建混合物种模型,其中树枝、树叶、树根、地上和整株生物量是以D为自变量的模型为优,但树干生物量是以D2H为自变量的模型为优.将树高引入以D为自变量的单物种模型后,6个树种单物种模型的解释能力呈不同程度的下降趋势,最高下降5.6%(猴欢喜).与以D和D2H为自变量的混合物种模型相比,8个树种单物种模型的SEE(估计值的标准差)出现下降;对不同器官而言,其单物种模型的SEE不同程度地下降,最高达13.0%和20.3%(树枝).不考虑种间和模型形式间的差异,将会严重影响生物量碳库及其动态评估的准确性.因此,为提高生物量估算的准确性,应综合考虑种间和模型形式间的差异.

西伯利亚地区主要森林优势树种生物量相对生长模型

西伯利亚地区的主要森林优势树种有欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)、西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.)、凯杨德落叶松(Larix cajanderi Maye)、西伯利亚红松(Pinus sibirica Mayr)、西伯利亚云杉(Picea obovata Ldb.)、西伯利亚冷杉(Abies sibirica Ledeb.)、欧洲山杨(Populus tremula L.)、欧洲白桦(Betula pendula Roth)等。利用IIASA和俄罗斯著名学者V.A.Usol’tsev的专著等提供的森林优势树种样地实测数据和生物量实测数据,西伯利亚地区7个森林优势树种的林分平均林木区域尺度上的生物量相对生长模型已成功构建。精度分析结果表明,7个树种的树干(带皮)和地上生物量模型完全满足计算这些树种样地生物量和植被碳储量的需要;除西伯利亚红松外的其它6个树种的树枝、树叶的生物量模型可以用于样地内林木主要营养器官生物量的计算;欧洲赤松、西伯利亚红松、西伯利亚冷杉和欧洲山杨的地下生物量模型也已达到实际应用的精度要求。区域尺度上样本数对生物量模型构建的响应与局地尺度上的响应在有限样本条件下可能略有不同。

基于OD-TTD法构建金黄色葡萄球菌生长模型的研究

本文应用OD-TTD法测定金黄色葡萄球菌的生长速率和迟滞期,并在此基础上构建其生长模型。以金黄色葡萄球菌CMCC(B)26003为实验菌株,将梯度稀释的菌液于96孔细胞培养板中培养,实时测定各菌液的OD值。根据达到特定OD值所需的时间(times to detection,TTD)与起始菌数(N0)的线性关系和OD达到特定值时的菌数(Nd),计算生长速率(μ)和迟滞期(λ),然后选择合适的模型拟合生长数据。结果得出:TTD=-154.86N0+1202.3,R2=0.9997(OD=0.1),计算出μ为0.0064 log[cfu/(mL·min)],λ为7.8 min。根据Gompertz、Baranyi、Logistic和3-phase linear(3PLM)模型推算TTD值。结果表明3PLM模型推导结果与实测值基本吻合,因此最适合构建生长模型。此外,对比平板法和OD-TTD法,发现生长速率值两者差别不大,但迟滞期值则前者远比后者大。因此,在OD-TTD法基础上采用3PLM模型可以快速简便地构建金黄色葡萄球菌生长模型,但是迟滞期的测定结果仍存在不确定性。

采用生长模型对自平衡试桩荷载~位移曲线的研究

自平衡试桩法用于评价基桩承载力具有一定优势,但一直未能有效解决如何描述上段桩的荷载~位移曲线的问题,且在工程试桩时存在上段桩未达到极限状态的情况,此时不能测得上段桩承载力的真实值。基于生物生长型模型与实测荷载~位移曲线,运用Matlab对荷载~位移曲线进行生长型拟合,将拟合结果与双曲线模型拟合结果进行对比,分折了由两种模型所得到的承载力并讨论了影响模型曲线及其参数的因素。结果表明,Gompertz模型更适合描述上段桩的荷载~位移曲线,由Gompertz模型确定的极限承载力的误差小于双曲线模型;模型形态整合参数与桩侧土摩阻力正相关,与桩体参数负相关,对于上段桩未达到极限状态的试桩工程,可通过Gompertz模型拟合少量试桩数据得到极限承载力,为确定其承载力提供依据。