整合分析(Meta-analysis)方法及其在全球变化中的应用研究

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1、万方数据评述第51卷第22期2006年11,EJ讲学屯苏整合分析(Meta．analysis)方法及其在全球变化中的应用研究雷相东①②彭长辉②③8田大伦④孙剑峰②(①中国林业科学研究院资源信息研究所，北京100091；②ECO．MCSLab，InstituteofEnvironmentSciences，UniversityofQuebecatMontreal(UQAM)，Montreal，H3C3P8，Canada；③中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；④中南林业科技大学生命科学与技术学院，长沙410004．+联系人，E—mail：peng．changhui@uqa

2、m．ca)摘要整合分析是一种专门对单个研究进行统计综合、找出普遍结论并发现差异的定量研究方法．自20世纪90年代初引入生态和进化生物学以来，得到了迅速的发展．随着对全球变化问题的日益关注，近年来该方法在全球气候变化研究中也开始得到广泛的应用．介绍了整合分析方法的原理、步骤和优缺点，并综述了其在气候变化研究中的应用，包括生态系统对CO：浓度升高和全球变暖的响应、生态系统对0，的响应、土地利用和管理对气候变化的影响及干扰对生态系统生物地球化学循环的影响等方面．尽管整合分析存在一些不足和风险，但仍然优于传统的文献综述方法．整合分析中的一些方法如累计整合分析、敏感性分析等仍未在全球气候变

3、化中得到应用；需要定期对某一主题的整合分析进行更新；全球气候变化研究中尤其要重视交互作用的影响和长期实验．因此，整合分析在全球气候变化研究中仍有很大潜力，它能在更大的时空尺度上回答单个研究无法完全回答的问题．中国科研工作者在气候变化方面进行了大量的实验，建立了研究和观测网络，积累了大量的原始数据和实验结果，迫切需要应用整合分析将这些研究进行集成，从而为政府部门应对气候变化的决策提供科学依据．可以预料整合分析将在中国的全球气候变化研究中得到更多的应用和发展．关键词整合分析全球气候变化气候变化问题是可持续发展所面临的巨大挑战中的一部分．全球平均温度在过去100年增高了约o．6℃并且将

4、继续升高；C02浓度与工业革命前相比增加了38％，本世纪末将达700Ltmol／mol【lJ．最近50年来观察到的变暖现象很可能是由于人类活动造成的，而且21世纪人类活动将继续改变大气组成．气候变化有改变生态系统结构(如植物高度和物种组成)和功能(如光合和呼吸作用、碳同化和生物地球化学循环)的潜力，而生态系统的改变又通过一些反馈机制影响全球变化，全球变化又影响人类的活动，从而改变生态系统和气候变化的反馈机制．气候变化、人类活动和生态系统的反应方面的研究一直是一个热点和重大问题．但气候变化对生态系统的直接和间接影响极其复杂并有着巨大的时空变异性【2j．不同的单个研究对气候变暖和人类

5、活动的影响结论差异很大．尤其是当评估气候变化的影响时，全球尺度的变化及反应比单个研究要重要得多【3，4J．因此，需要充分利用这些单个研究的数据并进行整合，从而找到普遍的结论并发现差异．整合分析(Meta—analysis)JE是这样一种专门对单个研究进行统计综合的技术[5】，www．scichina．com且已经发展成为一种研究方法【6J．自Glass【71首次提出Meta—analysis这一术语以来，该方法在心理学、社会学、教育学、经济学、医学领域获得了充分的应用和发展，并从20世纪90年代初引入生态学和进化生物学【8J．Gurevitch和Hedges【9J、Arnqvis

6、t和Wooster[10]较早对整合分析在生态学和进化生物学中的应用进行了介绍和评述．1999年《Ecology》杂志组织发表了整合分析在生态学中应用的专题，系统地介绍了Meta—analysis在生态学中的应用实例、前景及存在的问题【111．1993年赵宁等【12】首次把它介绍进了中国医学界．目前这一方法已在医学领域得到广泛的应用，主要应用于处理和对照实验的综合分析中，判断处理的平均效应及影响强度和不同独立研究结果的变异性，其结果可以用图表形式直观地进行表现．彭少麟等【1引首次把这一方法引入了中国生态学界，并对近年来生态学与医学中的整合分析进行了系统评述[141．值得注意的是，

7、国际上整合分析在生态学中的应用已经得到了迅速的发展．近年来在全球变化大尺度生态学研究中也越来越多地应用整合分析，尤2587万方数据讲学屯抠第51卷第22期2006年11月i平述其是在研究陆地生态系统对全球变暖和大气中CO：浓度倍增的响应等全球变化的热点问题中表现出很高的应用价值．但整合分析在中国生态学领域的实际应用尤其是在全球气候变化研究中的应用很少[15,16]．本文介绍了整合分析方法，并对其在全球气候变化中的应用进行了述评，提出了将来的发展方向和应用前景．1整合分析方法1．1