《生物统计学畜禽》doc版.docVIP

薇肁肇芄虿袃羃芃袂蚆莁节薁羂芇芁蚄螄膃芁螆羀聿芀蒆螃羅荿薈羈芄莈蚀螁膀莇螂羇膆莆薂蝿肂莅蚄肅羈莅螇袈芆莄蒆肃膂莃蕿袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄芃蒀蒃蚇艿蒀蚅袃膅葿螈螅肁蒈蒇羁羇蒇薀螄芅蒆蚂罿膁薅螄螂肇薄蒄羇羃薄薆螀莂薃螈羆芈薂袁袈膄薁薀肄肀膇蚃袇羆膇螅肂芅芆蒅袅膁芅薇肁肇芄虿袃羃芃袂蚆莁节薁羂芇芁蚄螄膃芁螆羀聿芀蒆螃羅荿薈羈芄莈蚀螁膀莇螂羇膆莆薂蝿肂莅蚄肅羈莅螇袈芆莄蒆肃膂莃蕿袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄芃蒀蒃蚇艿蒀蚅袃膅葿螈螅肁蒈蒇羁羇蒇薀螄芅蒆蚂罿膁薅螄螂肇薄蒄羇羃薄薆螀莂薃螈羆芈薂袁袈膄薁薀肄肀膇蚃袇羆膇螅肂芅芆蒅袅膁芅薇肁肇芄虿袃羃芃袂蚆莁节薁羂芇芁蚄螄膃芁螆羀聿芀蒆螃羅荿薈羈芄莈蚀螁膀莇螂羇膆莆薂蝿肂莅蚄肅羈莅螇袈芆莄蒆肃膂莃蕿袆肈蒂蚁肁羄蒁螃袄芃蒀蒃蚇艿蒀蚅袃膅葿螈螅肁蒈蒇羁羇蒇薀螄芅蒆蚂罿膁薅螄螂肇薄蒄羇羃薄薆螀莂薃螈羆芈薂袁袈膄薁薀肄肀膇蚃袇羆膇螅肂芅芆蒅袅膁芅薇肁肇芄虿袃羃芃袂蚆莁节薁羂芇芁蚄螄膃芁螆羀聿芀蒆螃羅荿薈羈芄莈蚀螁膀 第一章 绪论第一节 生物统计学畜禽、水产科学研究中的作用统计学（Statistics）是研究数据资料的收集、整理、分析和解释的科学。l 收集数据是取得数据资料的过程，例如通过抽样调查或科学试验获取。正确的结论只能来自高质量的资料。l 整理资料是对数据资料进行初步归纳分析，找出数据资料的基本特征，并以适当的形式（如表、图等）展示这些数据资料，以便对数据的基本特征有清晰、直观的了解。l 分析资料是针对要研究的问题，通过对数据的深入分析，从数据资料中获取所需有关信息的过程。l 解释资料是在分析结果的基础上对所研究的问题作出统计推断。由以上定义可知统计学是与数据密切相关的科学，因而可将统计学看成是应用数学的一个分支。生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门应用数学。它在畜禽、水产科学研究中具有十分重要的作用（Biostatistics, Biometry）。一、提供试验或调查设计的方法试验设计这一概念有广义与狭义之分。l 广义的试验设计：是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定，包含： 课题名称 试验目的 研究依据 研究内容 预期达到的效果 试验方案 供试单位的选取 重复数的确定 试验单位的分组 试验的记录项目和要求 试验结果的分析方法 经济效益或社会效益的估计 已具备的条件 需要购置的仪器设备 参加研究人员的分工 试验时间、地点、进度安排 经费预算 成果鉴定 学术论文撰写等l 狭义的试验设计 试验单位(如动物试验的畜、禽)的选取 重复数目的确定及试验单位的分组。生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数据。调查设计这一概念也有广义与狭义之分.l 广义的调查设计：指整个调查计划的制定，包括： 调查研究的目的、对象与范围 调查项目及调查表 抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定 数据处理方法 调查组织工作，调查报告撰写与要求 经费预算等。l 狭义的调查设计： 抽样方法的选取 抽样单位、抽样数目的确定等生物统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要的数据。简而言之，试验或调查设计主要解决合理地收集必要而有代表性资料的问题。二、提供整理、分析资料的方法整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成统计表、绘制成统计图。通过统计表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情况。并利用所收集得来的数据计算出几个统计量，以表示该资料的数量特征、估计相应的总体参数。统计分析最重要的内容是假设检验：l 参数检验： t 检验两个处理平均数差异 方差分析多个处理平均数间差异 c2检验质量性状的分析 相关分析与回归分析：试验指标或畜禽性状间的关系进行研究，或者研究它们之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的联系形式l 非参数检验法不考虑资料的分布类型，也不事先对有关总体参数进行估算的统计分析方法。非参数检验法计算简便。生物统计是每一个畜禽、水产科技工作者必须掌握的基本工具。第二节 生物统计的常用术语1.2.1 总体（population）、个体（individual）和样本（sample）根据研究目的确定的研究对象的全体称为总体(population)，其中的一个研究单位称为个体(individual)；总体的一部分称为样本(sample)。例如：l 研究中国黑白花乳牛头胎305天产乳量，所有中国黑白花乳牛头胎305天产乳量观测值的全体就构成中国黑白花乳牛头胎305天产乳量总体；而观测200头中国黑白花乳牛头胎305天产乳量所得的200个观测值则是中国黑白花乳牛头胎305天产乳量总体的一个样本，这个样本包含有200个个体。l 含有有限个个体的总体称为有限总体 例如上述中国黑白花乳牛头胎305天产乳量总体虽然包含的个体数目很多，但仍为有限总体。l 包含有无限多个个体的总体叫无限总体 例如在生物统计理论研究上的服从正态分布的总体、服从 t 分布的总体，包含一切实数，属于无限总体。l 在实际研究中还有一类假想总体 例如进行几种饲料的饲养试验，实际上并不存在用这几种饲料进行饲养的总体，只是假设有这样的总体存在，把所进行的试验看成是假想总体的一个样本。样本中所包含的个体数目叫样本容量或大小(sample size)。例如上述中国黑白花乳牛头胎305天产乳量样本容量为200。样本容量常记为n。通常把n 30的样本叫小样本，n 30的样本叫大样本。生物统计的两大特征：l 生物统计一般是通过样本来了解总体。这是因为或者总体是无限的、假想的；即便是有限的但包含的个体数目相当多，要获得全部观测值须花费大量人力、物力和时间；或者观测值的获得带有破坏性，例如猪的瘦肉率测定，要求将猪屠宰后，把剥离板油和肾脏的胴体分割为瘦肉、脂肪、皮、骨四部分，再进行计算，不允许也没有必要对每一头猪一一屠宰测定。研究的目的是要了解总体，然而能观测到的却是样本，通过样本来推断总体是统计分析的基本特点。l 为了能可靠地从样本来推总体，要求样本具有一定的含量和代表性。只有从总体随机抽取的样本才具有代表性。所谓随机抽取(random sampling)是指总体中的每一个个体都有同等的机会被抽取组成样本。然而样本毕竟只是总体的一部分，尽管样本具有一定的含量也具有代表性，通过样本来推断总体也不可能是百分之百的正确。有很大的可靠性但有一定的错误率这是统计分析的又一特点。1.2.2 参数（parameter）与统计数（statistic）参数是描述总体特征的数，如反映数据的集中趋势的总体平均数、反映数据的变异程度的总体方差、反映不同总体的相关关系的相关系数等。由于总体往往很大，而且常常是无限的、动态的和假想的，不能直接计算总体参数，因而总体参数往往是未知的。统计数是描述样本特征的量，如样本平均数、样本方差、样本相关系数等，统计量可以由样本观测值计算得到，因而是样本观测值的函数。一般来说，每一个总体参数都有一个对应的样本统计量。我们前面所说的由样本推断总体也可以理解为由统计数推断参数。1.4.3 准确性（accuracy）和精确性（precision）准确性是指观测值或估计值与真值的接近程度，精确性是对同一物体的重复观察值或估计值彼此之间的接近程度。这两个概念可用图1.1来说明，图中显示了三个射手打靶结果的弹点分布情况，第一种情况（a）弹点分布较散且大部分偏离靶心，说明该射手的射击精确性和准确性都较差；第二种情况（b）所有弹点都偏离了靶心，但彼此间很集中，说明该射手射击的准确性差，但精确性高；第三种情况（c）则是精确性高准确性也高。图1-1 准确性与精确性示意图需要注意的是，精确性还与数据的有效位数有关。有的重复观测值在有效位数较少时（例如仅取整数）精确性很高，但如增加有效位数后，差别就显示出来了。例如，对一头仔猪体重的两次度量值分别是15.6和16.4千克，二者间的差是0.8千克，但如果只取整数（4舍5入），二者就没有差别。有效位数的多少除了人为的取舍外，还与测量仪器的精度有关，例如一个普通天平，只能称得以克为单位的重量，克以下就不敏感，而一个电子天平可以称得0.001克或0.0001克的重量。对测量仪器精度的要求和对有效位数的取舍取决于我们所研究问题的要求。在生物学研究中，有一个常用的简单规则，即30-300规则，即以数据间差异的最小单位计算，最小值与最大值间的差异应在30到300个单位。例如有一群仔猪，如果对它们的体重以千克为单位，则体重最小的为12千克，最大的为20千克，差8千克，显然这样的体重数据的精确性太低，因为一个单位的度量误差就会造成比较大的差别，如果以0.1千克为单位，则体重最小的为12.3千克，最大的为19.8千克，差7.5 千克，即差了75个单位，这样的精确性对于大多数统计分析来说已经足够了，但如果以0.01千克为单位，精确性就显得太高，记录这样的数据不仅对称重设备的要求较高，也会增加许多工作量。1.4.4 随机误差与系统误差在畜牧、水产科学试验中，试验指标除受试验因素影响外，还受到许多其它非试验因素的干扰，从而产生误差。试验中出现的误差分为两类：随机误差(random error)与系统误差(systematic error)。l 随机误差也叫抽样误差(sampling error) 由于许多无法控制的内在和外在的偶然因素如试验动物的初始条件、饲养条件、管理措施等尽管在试验中力求一致但不可能绝对一致所造成。随机误差带有偶然性质，在试验中，即使十分小心也难以消除。随机误差影响试验的精确性。统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈小，试验的精确性愈高。l 系统误差也叫片面误差(lopsided error) 由于试验动物的初始条件如年龄、初始重、性别、健康状况等相差较大，饲料种类、品质、数量、饲养条件未控制相同，测量的仪器不准、标准试剂未经校正，以及观测、记载、抄录、计算中的错误所引起。系统误差影响试验的准确性。图1-1 (b)所表示的情况，则是由于出现了系统误差的缘故。一般说来，只要试验工作做得精细，系统误差容易克服。图1-1(c)表示克服了系统误差的影响，且随机误差较小，因而准确性高，精确性也高。习题1. 什么是生物统计？它在畜牧、水产科学研究中有何作用？2. 统计分析的两个特点是什么？3. 什么是参数、统计量？二者有何关系？4. 什么是试验的准确性与精确性？如何提高试验的准确性与精确性？5. 什么是随机误差与系统误差？如何控制、降低随机误差，避免系统误差？6. 为什么要学习生物统计学？7. 为什么说下面的3种说法是等价的？统计学是由特殊推导一般统计学是由样本推断总体统计学是由统计量推断参数 螀芅荿薈蝿羅节蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁袅肄蒄莇袄膆芇蚆袃袆肀蚂袂肈莅薈袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肅莂薄羈膇膅蒀羇袆莀莆羆聿膃螅羅膁蒈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇蚈袇芈薃蚈羀蒃葿蚇膂芆蒅蚆芄腿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃腿莃蒂蚂袈膅莈螂羁莁蚆螁肃膄薂螀芅荿薈蝿羅节蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁袅肄蒄莇袄膆芇蚆袃袆肀蚂袂肈莅薈袁膀膈蒃袀袀莃荿