周灵燕_整合分析(Meta-analysis)――方法与应用

周灵燕2016-9-24整合分析概况整合分析(Meta-analysis)，又译为综合分析，是指针对同一问题所取得的多个独立实验结果进行比较综合的一类统计方法。通过比较和综合分析的结论是否有意义,取决于这些研究是否满足特定的条件(FleissandGross,1991)。什么叫Meta-analysis?整合分析的特点希腊词前缀“Meta”有“元”、“在此之后”的意思——同一主题下分析的再分析通过不同算法，计算“Centraltendency”——得到定性和定量的结果对主题的全面评估——评估试验效果——回答科学问题——验证科学假设整合分析能做什么？对不同研究进行比较总结，揭示研究主题的潜在规律(Rosenthal1990).评估同一主题下不同研究的平均/整体效应值大小(Schmidt1992).为同一主题的研究提供科学问题，并为未来研究提供样本大小含量。(Schmidt1992).综述研究vs整合分析整合分析发展史整合分析的雏形（基于实验样本均值以检验疫苗的有效性。SimpsonandPearson,1904）整合分析的发源（Tippett,Fisher,Yate于1931提出了结合概率统计检验。）整合分析的发展（整合分析在心理学、教育学研究中的应用效应大小：Effectssize。Glass，1976）整合分析在生态学中的应用（Gurevitchetal.,1992;GurevitchandHedges,1999）较早的Meta-analysis的介绍Numberofpublicationsaboutmeta-analysis,1950-2014(WebofScience)以整合分析为主题的文章逐年增多1990-2014生态学刊物以整合分析为主题的论文数刊物名论文数刊物名论文数EcologicalApplications33AmericanNaturalist37EcologicalMonographs7ConservationBiology44EvolutionaryEcology17EcologicalEntomology7FunctionalEcology20Ecology109GlobalChangeBiology74EcologicalEconomics33JournalofAnimalEcology21Ecoscience7JournalofEcology39Oecologia56JournalofEvolutionaryBiology24Oikos67JournalofVegetationScience10Ecologyletters98（1990-2014）1）是否已有大量研究？现有多少关于该主题的研究？（实验的？综述的？）2）是否存在分歧或不足？这些研究的结论是否存在分歧，目前关于该主题是否尚未形成较为一致的观点？3）弄清该主题有无意义？什么样的主题可采用Meta-analysis?4.Meta-analysis3.Database2.Criteria1.Question5.Results&PublicationConclusionCalculationCollectionandcompilationDemarcationandclassificationAdvanceaquestion(hypothesis)基本步骤及常用计算1)明确适当的主题:Definetheindependentanddependentvariablesofinterest2)数据搜集：Collectthestudiesinasystematicway,attemptingtofindallthepublished(andoftentheunpublished)researchavailable3)文献阅读：Readeacharticle'smethodandresultsverycarefully,assessinghowindependentanddependentvariableswereoperationalizedandmeasured4)确定标准：Selectstudiesaccordingtocertaincriteria5)数据筛选：Examinethevariabilityamongtheobtainedeffectsizesinformallywithgraphsandcharts6)计算/合并效应值：Combinetheeffectsusingseveralmeasuresoftheircentraltendency7)统计检验：Examinethesignificanceleveloftheindicesofcentraltendency8)评估效应值：Evaluatetheimportanceoftheobtainedeffectsize9)报道研究：Reportthemeta-analysisfindings详细步骤例1Differentresponsesofsoilrespirationanditscomponentstonitrogenadditionamongbiomes:Ameta-analysisZhouetal.,2014,GCB为何选择了这一主题？1.大量的野外模拟氮沉降实验的存在。2.土壤呼吸及其组分对氮添加的响应在不同的研究中，甚至是已有的整合分析中尚存在分歧和不足。3.土壤呼吸是陆地生态系统仅次于光合作用的第二大通量。全球变化背景下如何搜索文献数据库：WebofScience文献年限确定：1900-2012搜索词：(nitrogenORNORureaORfertiliz*ORmanureORnitri*ORammon*)AND(CO2ORcarbon*ORmicrob*ORlitterORleaf*ORsoilORplantORecosystem)AND(effect*ORrespon*ORaffect*ORimpact*ORincreas*ORdecreas*ORalter*)NOT(animal*ORmedic*ORchemist*)筛选文献并汇编文献库文献编号文件重命名为统一的模式：编号_第一作者_出版年_标题例如：01_Chenetal_2002_Effectsofnitrogenfertilizationonsoilnitrogenpoolsandmicrobialpropertiesinahooppine…….编号与数据库中的首列编号相同数据库的建立1)根据研究的目的，编辑数据库结构数据来源信息：文献编号、第一作者、发表年代研究点的背景条件：生态系统类型、主要植被类群、经纬度、年降雨、年均温、土壤pH研究方法：处理方式、处理水平、持续时间等收集变量：变量名、Controlgroup、Csd、treatmentgroup、Tsd、Cn,Tn2)数据录入依次录入所选文章中符合要求的数据（例2+1.PDF,柱状图1.jpg,GetData）数据库1Responseratio(RR)(Curtis1996)lnln(/)ln()ln()RRXtXcXtXc2222tcttccSSvnXnX1ijwv1111mkiijijijmkiijijwRRRRw111()mkiijijsRRw95%CI=1.96()RRsRR(1)(2)(3)(4)(5)(6)22()exp2xya(7)数据的整合响应率（Responseratio,RR)及平均响应率（RR++)的估算数据计算-方式1数据计算-方式2Responseratio-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0Frequency01020304050Frequency01020304050Frequency0102030405060A)AllecosystemsMean=0.0217SE=0.0031n=512P0.001B)AgricultureMean=0.0342SE=0.0038n=340P0.001C)Non-AgricultureMean=-0.0026SE=0.0053n=172P=0.92ForestGrasslandOthersSoilcarbonpool(SCP)例1——氮添加对不同生态系统土壤呼吸及其组分的影响数据来源及不同生态系统Rs的平均响应率所收集的野外模拟氮沉降实验数据分布图（295篇）土壤自养呼吸（Ra）和异养呼吸（Rh）对氮添加的响应碳库对氮添加的响应碳库及生物量响应率与土壤呼吸响应率的关系EquationR2P-ValueRR(Rs)=0.010MAT-0.1510.1260.001RR(Rs)=0.010MAT-0.003DUR-0.1300.1460.001RR(Rs)=0.013MAT-0.004DUR-0.000039MAP-0.1120.1590.001RR(Rs)=0.013MAT-0.004DUR-0.000038MAP-0.00046FREQ-0.1130.1690.001研究地点MAT对RR(Rs)的影响氮添加条件下RR(Rs)的影响因素实验持续时间对RR(Rs)和RR(SCP)的影响例2Zhouetal.,2016,GCB数据库2Hedges’d(d)及平均Hedges’d（d++)的估算m=nt+nc-2两因子对土壤呼吸及其组分的交互作用我们需要很多尝试！得出结论、与同行交流