[发明专利]一种基于R软件的入侵植物频度数量变化调查分析方法

摘要

一种基于R软件的入侵植物频度数量变化调查分析方法，使用沿样线规则等距间隔6～7 m设置小样方块，记录某一入侵植物的有无，调整小样方块尺寸使频度数据在40%～60%的范围；利用pwr、TrialSize、MESS和R自带功效分析功能，计算达到给定显著性水平和功效高低所需要的样本数，并对临时样地和固定样地入侵植物的频度数据变化进行显著性检验和统计功效分析；计算时只需代入实测数值、复制粘贴代码。本发明的入侵植物频度数据调查不受季节限制，调查覆盖面积大，数据重复性高，方法简单易行，为入侵植物频度数据的小样方块尺寸调整、独立两样本差异卡方检验、成对两样本McNemar检验提供了范例。

主权项

一种基于R软件的入侵植物频度数量变化调查分析方法，其特征在于：主要操作步骤如下：(1)在计算机上安装R软件及所需软件包：在https://www.R‑project.org下载R 3.4.1或更高版本，根据提示直接运行安装，安装完成后，双击桌面R 3.4.1图标打开RGui视窗，从“程序包”菜单的下拉菜单中选择“安装程序包”，在弹出的“Secure CRAN mirrors”中选择“China”后“确定”，再在弹出的“Packages”中选择“MESS”后“确定”，安装好MESS程序包；使用类似过程安装“pwr”、“TrialSize”程序包；(2)样地预调查：选择典型样地，以系统抽样法进行入侵植物频度数据的初步调查；调查以样线沿山脚——山顶方向设置，样线与样线平行且间隔7m；并以1m×1m小样方块沿样线分布，随机起点、等距间隔6m；记录64个1m×1m小样方块有无某一入侵植物之后，检查入侵植物出现的频度是否在20％～80％的范围内，如果频度低于或高于此范围，则需调整小样方块尺寸后重新开始预调查；(3)单样本监测与达到给定精确度所需样本数计算：利用pwr程序包(Clay Ford，2017)进行计算：library(pwr)pwr.p.test(h＝ES.h(p1,p2),sig.level＝0.1,power＝0.9)将预调查中比例频度p1＝有/(有+无)和给定精确度|p1‑p2|中的比例频度p2代入上式，之后，将两条代码复制粘贴到RGui，回车得到样本数n；(4)两样本临时样地频度比较所需样本数计算：使用R软件自带功效分析函数计算，代码为：power.prop.test(p1＝？,p2＝？,sig.level＝0.1,power＝0.9)将预调查中两样本入侵植物的比例频度p1和p2代入上式，在RGui中运算得到每个组所需样本数n；(5)两样本临时样地入侵植物频度差异显著性检测。临时样地两样本的调查数据分布如表1，采用卡方检验：chisq.test(matrix(c(C11,C10,C21,C20),nrow＝2))两样本临时样地入侵植物有无计数列表中的4个数值为样方个数计数；(6)两样本临时样地入侵植物频度变化检验的功效分析使用如下代码：power.prop.test(p1＝？,p2＝？,n＝？,sig.level＝0.1)其中，p1、p2为两样本入侵植物比例频度，n为最终实测的样本大小，这3个数值代入上式后，复制粘贴到RGui，回车得到统计功效power。(7)两样本固定样地重复观测频度变化所需样本数的计算中，选择临床医学程序包TrialSize，计算得到的样本数最小也最合理。(8)两样本固定样地重复观测入侵植物频度变化显著性检验，使用McNemar检验，数据收集方法见表2：表2：固定样地两次重复观测数据表在表2中，每个观测小样方块可能有4种表现：两次记录都有某一入侵植物(p11)、第一次有但第二次无(p10)、第一次无但第二次有(p01)、两次记录都无该入侵植物(p00)；4个数值用0～1比例频度表示，4个数值之和等于1；两样本固定样地频度差异检验的代码如下：mcnemar.test(matrix(c(p11,p10,p01,p00),nrow＝2))另外，也可以采用按表2分列的计数数据。