㈠长期预测模型——初测方程M10▲=4.62+1.54 f10+4.96 L11
这是第一步,利用上一年种群内部信息,预测下一年种群的发展趋势和年峰量M10▲。此二元回归方程中,第一回归因子(X1)是高峰期繁殖指数f10,第二回归因子(X2)是入冬期种群壮龄比L11。前篇《三内因》已将此2参量的算式及生物学涵义作了阐述,f10从密度负反馈强度和种群个体生理素质上、L11则从青壮个体的量上,反映下年度种群发展基础,起较深远影响。f10和L11在上年11月末之前都可获得,所以能够提早10余月,对下年种群年峰量及全年数量级作出初步估计。
该方程以玛纳斯点1970-1978年实测加1967年的推算值,共10年数据建立,n=10,自由度df=7,复相关系数R=0.919>R0.01,回归吻合度很好。该估计量的95%置信区间为:M10▲±2.36 Sy▲ 。
复测模型主方程:M10’=4.41+0.64 M10▲+1.86 M4 。式中,第一回归因子取初测方程的预报值M10▲,它传递上年种群繁殖力f10和年龄结构L11两方面信息。第二回归因子取当年种群开春基数M4,它既是该年种群发展的数量基础,又因关联上冬种群的下降率,内含着越冬个体体质强弱的信息。
此方程以玛纳斯点1970-1979共10年数据建立,df=7,R=0.929>R0.01,回归吻合度也很好。
复测模型辅方程:M10〞= 20.10+0.89 Sn+4.20 T-0.84 Ra 。此方程估计冬、春气候的影响。前文《小鼠四友(上)》已表明,冬雪、春温对北疆小家鼠影响最显著,对M10极显著正相关。本模型首选此2因素,第一回归因子Sn为上冬最冷五旬(12月下旬至2月上旬)平均积雪深度距平,此5旬是“≥3cm稳定积雪期”的主要部分,计算较简便;第二回归因子T为当年晚春四旬(4月下旬至5月下旬)平均气温距平。降水与种群的关系复杂,在整个夏半年呈窄抛物线形相关,作线性估算对回归贡献不大,但考虑它也是重要气候条件,且春雨在部分年份有明显影响,故采作第三回归因子:式中Ra为当春的后五旬(4月中旬至5月下旬)降水量距平,对M10〞呈负相关。三个距平按当地14年平均值计:冬雪Sn=Sni-11.2厘米,春温T=Ti-17.7℃,春雨Ra=Rai-3.79厘米。降水量常规单位为毫米,此处换成厘米,使该项的系数能与另2项一样取位。
此三元回归方程以玛纳斯点1967-1979共13年数据推算,df=9,R0.01=0.836,R=0.835≈R0.01。
“附加影响ad”及其算法:复测模型以主方程估计内因(上年f10、L11及本年M4)的效应为基础,再以辅方程衡量外因的“附加影响ad”,用以对主方程第一回归因子作增量或减量,将M10▲转换为内外因效果合估的Mad。
Mad的运算含6步:①由辅方程算出M10〞→②计算该值对历年(1968-1980年)平均年峰量的离差:Z=M10〞-16.73→③取初测方程的估计标准误Sy▲→④计算“附加影响”值:ad=Z/Sy▲→⑤抄初测方程的年峰量估计值M10▲→⑥算出合估值:M10▲+ad=Mad 。
M10〞的离差Z可视为外因所致的波动,会或正或负,ad隨之有正负之别。基于种群波动不同阶段对外部条件的反应不同,对ad规定2条计算法则:A,种群处于“内抑年”(即暴发之次年),遇+ad不计,Mad=M10▲+0,如1981年。B,种群处于“上升”阶段(即非暴发次年),遇-ad不计,Mad=M10▲-0,如1970、1979、1983年。
综合预报值M10※ 算法:如上算得Mad,代入复测主方程,回归系数不变,按“0.64Mad+1.86M4+4.41=M10※”计算,得多因子综合的复测预报值M10※。其95%置信区间用主方程标准误:M10※±2.36 Syˊ,但Syˊ算式中第一回归因子取Mad值。依此预报当年种群年峰量和数量级,可提前5个月。
预测模型的运用
每年11月下旬用初测方程算出下年的M10▲±2.365 Sy▲,当年5月底用复测模型算出M10※±2.36 Syˊ,即可据主值(M10▲、M10※)或其上限,按表Ⅸ-2定的指标作出种群数量级及危害度预报。
表Ⅸ-3为按此模型计算的历年预报值与实测值的比较,上部1968-1979年是推算回归方程的年份,属理论值对实测值吻合度的检验,下部1980-1983年是应用于预测预报的实例,可见总的效果是不差的。除1978、1979和1982三年外,复测值置信区间M10※±2.36Syˊ全都落在实测值上,数量级预报也多相符。1978、1982年的偏差出于例外因素,表脚注中作了说明。