全 文 ： 一
第l9卷第4期
1999年7月
生 态 学 报
ACTA ECOLoGICA SINICA
Vol_l9．No．4
July．1999
捕食关系的 Meta分析
塑凰墓，里兰．遄
(中国科学院华南植物研究所 ．广州 510650)
皈’ 、 ·／2 2 2
摘姜：应用 Meta分析方击．探 讨捕食者与被捕食者种群数量的关系滞 果表明．捕食效应 随地带性而变化 ．热带效应值最
大，亚热带 、温带和寒带也有散应 ，亚热带最小。按分类划分成两十级嗣时清 椎动物级别属于大效应 ，而无脊椎动物级别
为小效应，级别间差异不显著。按所在生态系统划分级别分析．陆生生态系统级别为中效应，淡水生态系统为小效应。总
体上表明捕食者导致被捕食者种群数量的降低I但不同标准如分的级别里几十级别的效应大小有差别 。通过本例研究．
表明 Meta分析可有效地应用于大尺度的生态学问题分析 。
关键词 ：Meta分析；捕食者 I被捕 食者 }种群数量
The M eta Analysis on the relationships between predator and prey
ZHENG Feng-Ying，PENG Shao—Lin ( 0 ^Chi 口Ins出 fe 占 。 ， A阳蜘 Sci~cps．
Guangxhou．510650．China)
Abstract：The relationships between the predator and prey’s population number weJt studied with M eta
Analysis M ethod．The results showed as follows．The change of pred且cious effect varied with the zonal
change．The effect in tropics was the biggest·in subtropical zone it was lowest and in temperate gone and
frigid zone the media1．The effect in vertebrate classes was bigger than that in inverterate classes、The ef—
feet in terrestrial ecosystems was bigger than that in freshwater ecosystems．In ge neral the predator made
decrease of prey’s population number．and there were various effect values in different classes．
Key words：M eta analysis；predator；preyIpopulation number
文章蛐号 r1000—0933(1999)04—0448—05 中田分娄号 ：Q1 41 文献标诅码=A
Meta分析 (Meta—analysis)是一种对多个独立实验结果进行定量综合的统计方法 ]。Meta分析从根本
上改变了人们对众多独立试验结果进行综合的思路 其思壕起源于本世纪30年代 一．Rosenthal在1963年
开创性地把其应用于教育心理学 ]，70年代渗透于医学领域，井在1976年由Glass命名为术语 Meta—analy—
sis[6-
。8O年代 Hedges和 Olkln对 Meta分析进行 总结和发展 ]。直到90年代此方法才被应 用于生态学 领
域lB叫“ 虽然目前对 Meta分析的应用还有很大的争论．但作为一种对大量实验结果进行定量综合的统计
方法 ．Meta分析具有严密的统计学基础，可 较客观地进行定性 、定量的综合分析 ．可提高统计性能 ，兼容
相互矛盾的实验和统计结论 ，获得综合性的分析结论，故 Meta分析是一种分析的再分析 它的应用前景还
是很广阔的 为此 ，1997年和 1998年在美国生态学年会学术交流 中，被单独列为一个主题。
Meta分析在我国生态学上的应用尚未见报道，彭少麟等首次撰文介绍了整体方法及在生态学研究上
的一些应 用实例[123 本文尝试用 Meta分析方法对捕食关 系进行实例研究 。
捕食是生物种问关系的一个重要类型。在生态学和生物进化学理论中占有重要地位 捕食关系影响着
捕食者与被捕食者的种群密度、种群结构等，同时也是群落构成中的一个重要作用力 对二者种群何相互
关系的野外实验研究从本世纪初就 已开始 ，其 中，捕食者对被捕食者种群数量的影响一直是研究的热点。
基盘项 目：国束 自然科学基金重大项 目(编号 39899870)，广末省基金(编号 r 980952)．中国科学院重大项 目(编号
KZ951一B1 1 10)资助
全都运算在美国纽约州立大学 Gureviteh教授螬送的 Meta分析专甩软件包上进行．特此致谢l
收薯日期 1998—12—05}恬订日期：1999—03—20
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4期 郑凤英等 ：捕食关系的 Meta分析 449
许多学者对不同环境下的若干对捕食者与被捕食者关 系怍了研究 ，结果很不一致 。Sih，etat曾用。数表决 ”
法对野外实验 中捕食关系的重要性 进行过评价 ，但结论的准确性 尚有争议。本文尝试用 Meta分析方法
对这一关系进行统计学评价。以期揭示捕食者对被捕食者种群数量的效应强度及其在不同级别的重要性 。
1 Meta分析所采用的统计学方法
1，1 研究数据的选取
由于 Meta分析是对 已发表物的结果进行统计再分析 ，所 以首要任务是收集反映本主题的各十独立实
验的结果。研究实验的选择应注意以下几 点：所选论文必须在同一主题下f选择论文不应带有 主观性 f所选
论文研究结果相互间应具有独立性 ；所选论文对实验结果的测量指标尽可能一致 。
1 2 有关概念的定义
(1)研究 Meta分析中被选取的每一十独立实验 同一论文中有可能被选取一个或多个研究。
(2)敷应 研究因素对实验对象的影响。
(3)对照组和 实验组 在 Meta分析中，往往要对研究中不同操作的两组实验结果进行比较 。分析者必
须确定其中的一组为对照组，另一组为实验组，且确定标准在所有研究中应该一致。如 Gurevitch在分析生
物竞争的影响时。将在竞争者 自然密度下的实验组定为对照组 ，而把竞争者密度高 于或低于 自然密度的实
验组定为实验组嘲 在奉文中．将无捕食者 的实验组定为对照组 ，有捕食者的实验组定为实验组。
(4)组别 进行 Meta分析时按照一定的标准将所有研究划分类别。
1．3 Meta分析所需原文献数据
Meta分析不需要原文献的原始数据，只需它的最终统计结果 ，即实验组和对照组的样本总量 Ne．Nc，
均值 Xe·Xc以及标准差 ＆ 、＆ 对于以图形式发表的数据 ，可以通过数字化仪与计算机相连使图数值化
1 4 Meta分析所需的变量指标
目前 已开发出多种 Meta分析方法 ，接
难易程度，大致可分为3类：第1类为简单方
法．基于 P值、 值等 ，信息量小，较为 简单
而适用于无 中间数据 、资料有限的情形。第
2类主 要包括 固定效 应模 型、随机 效应 模
型、混合效应模型、贝叶斯模型等 第3类为
多元统计方法，主要 是考虑其它协变量 的
回归方程 】。但应用于生态学的只有两种 ，
即固定效应模型和 混合效应模 型。同所 有
统计方法一样 ，Meta分析也首先需要构造
一 个 变量 ，所不同的是，用于 Meta分析 的
变量反映 的是一个 实验 结果的效 应大小
目前常用的变量为无偏效应值( )．其计算
公式为 ： =[ 一溉 ) ]· ．其 中，岛 为
对照组和实验组的共有离差， 为一项对取
样大 小误 差的较正 。 dges提 出另一变量
反应 比(InRR)，但 目前 应用较 少[】 。
1．5 Meta分析的具体计算
固定效应模型和混合效应模型的具体
计算过程见参考文献[_2]。
2 捕食关系的 Meta分析
2．1 文献及其研究数据的收集
根据 上文 所 提 的 收 集 文献 原则 ，对
寰l Meta分析中56个研究蠡据来薄
Table l S∞ m s of data 5‘studies used I皿 the Meta—mudy~s
注 IV=Vertehrate． Ⅳ=lnvertehrate．F—Freshwater ecosys—
tem．Te Terrestrial ecosystem．T=Temperate。one
Tr．=tropical m & =Subtropical。m Fr．=Fried zDne
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450 生 志 学 报 9卷
1980年以后的 Ecology进行搜索 ，共获得l8篇有关野外实验中捕食者对被捕食者影响的论文 ：，共有独
立研究56个 ，其中测量指标为种群数量(种群密度和种群多度 )。定无捕食者的实验组为对照组 ，有捕食者
为实验组。全部收集的文献情况列于表I：
2．2 分析计算
整理各研究的境计数据 样本大 小、均直、标准 差(太多数研究仅提供标准误，要换算成标准差)。在
MetaWin软件包上进 行计算 ，第一步先假设 所有研究享有共同的 d值进行分析，如果其级别 内异质性
经 检验显著，则说 明假设不正确 ，此时按研究所在气候带将56个研究划分为4个级别 ：寒带、温带、亚热带
及热带 }按生境划分为2个级别：淡水生和陆生 ；按被捕食动物的分类划分为2个级别 ：脊椎动物和无脊椎动
物 ，再进行分析。所有分析都包括 固定效应模型和混台效应模型两种分析方法 。
2．3 结果及讨论
通过 Meta分析软件包的计算，全部结果列于表2～5。
表2 56个研究的 Meta分祈结果
Table 2 The outomae of Meta-analysis in 56 studies
表3 不同气候带级别的 Meta分析结果
Table 3 The outcome of Meta—analysis in climlt~classes
d+ + = 一 0．3854(95 C1：一 0．5245，一 0 2464)
Qb=15．0358(Z 一test：dr-3，p-0．0017)
‘h 一 66 S206
Qtota】 81 8564
’+ 一 一 0 4498(95 C1；一 0 5112，一 0．2745)
‘ ’一0 7279(X test；d，一3． 0．0210)
①Frigid∞ ；②Temperate gone}@Subtropica]Ⅲ ；④Tropical zofle
d值的正负意义由分析者在计算中决定 ．分析中，定义正值为由于捕食者的存在导致被捕食者种群数
量的增加，负值代表由于捕食者的存在引起被捕食者种群数量的降低 表2为假设所有研究享有共同效应
值时的 Meta分析结果 从表中可看出不论是 固定效应模型还是混合效应模型 ，d值均较小 根据 Cohen的
常规解释 ：0．2是小效应 ，0．s是中效应 0．8是大效应 ．即在56个研究中，捕食者可以降低被捕食者的种群数
量，但影响较小。因为研究间同质性 Qwl-81．8565且 P一0．010 所以上面的假设不正确．即至少有一个研
究有不同的效应值 ．所以应进一步地分析。
表3为据气候带划分成4个级别时的 Meta分析结果 ．从表中可知，热带这一级别里的效应值最大 ．为一
1．0800(固定效应)和 1．0916(混合效应)。温带为中效应 ，寒带和亚热带级别为小效应。从检验可知 ，寒带
和热带 级别的同 质性很高 ，温带 、亚热带异质性 也不显著。4个级别 问的固定效 应模 型异质性 显著 Qb=
1 5．0358(df-3 P一0．0017)，混合效应模型的结果趋势与固定效应模型相同，仅在数值上较高 。
表4为按分类划分成两个级别时的 Meta分析结果：脊椎动物级别里的 d值为0．8335(固定效应，)即属
于大效应 ，其 值经 检验 ，P一0．0928>0．05，故不显著 说 明异质性较高。而无脊椎动物级别 为小效
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邦凤英等：捕食关系的 Meta分析 431
应 ，级别间异质性较显著 表5是将56个研究按所在生态系统划分级别的分析结果，陆生生态系统级别的 d
值大 ，级别内异质性 不显著 ；淡水生态系统为小效应 ，级别内异质性大且较显著 级别间差异不显著 。
亵4 不同分类带缎嗣的 Meh分析结果
Table 4 The outcome of M eta·inalys~ in taxa classes
d一+：一0 3854(95gCl：一0 5245．一n 2464
o}=3 80s2( -teshdf：1． =0 05to)
：7 0482
0total=3]8564
d。 +=一0-4562(95 凹：一0 6360．一0 2 65)
哪。：2 81 28(~n—t c； I， =0 0935)
①Vertebtate|@Invertebrate
衰5 不同生态系统缎嗣的 Meta分析结果
Table 5 The outcome of Meta-analysis In e0 ym m classes
级别 研 究散 效应值 d 93％置信区间 同质性 Q (自由度， 检
C Lass ud ct⋯ 95NCI 验
(df
时
p．品 ： 盘
固定效应 混台技应 固定技应 混合效应 nst／
Fixed modEI Mixed rnode1 Fixed rn0 1 Mi ed deI 固定技应 Fixed model
d+ + 一 一 0．3854(95 CI：一 0．5245．一 0 2464)
一 2 9889(Z 一test：d，。-1．p=0．0838)
‘ 一 78 8675
Q tots】一 81 8564
d + +一一O．4374(93％CI：一0．6409．一0 2765)
。= 1-6300( 一test：af=1， 一0．3023)
综上所述，在56个研究的总效应较小，且表明捕食者导致被捕食者种群数量的降低 但按不同标准的
环境和本身特有属性分类别进行有统计学意义的定量 总结。固定效应模型和混合效应模型的分析结果趋
势相同一只是混合效应模型计算结果大小稍有变化。
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