87整合分析Meta-Analysis方法与应用42页

1、关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 整合分析概况整合分析概况 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(Fleiss and Gross, 1991)。 什么叫什么叫Meta-analysis? 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 整合分析的特点整合分析的特点 希腊词前缀“希腊词前缀“Meta”有“元”

2、、“在此之后”的意思有“元”、“在此之后”的意思 同一主题下分析的再分析同一主题下分析的再分析 通过不同算法，计算“通过不同算法，计算“Central tendency” 得到定性和定量的结果得到定性和定量的结果 对主题的全面评估对主题的全面评估 评估试验效果评估试验效果 回答科学问题回答科学问题 验证科学假设验证科学假设 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 整合分析能做什么？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对不同研究进行比较总结，揭示研究主题的潜在规律 (Rosenthal 1990). 评估同一主题下不同研究的平均评估同一主题下不同研究的平

3、均/整体效应值大小整体效应值大小(Schmidt 1992). 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。 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。 (Schmidt 1992). 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 综述研究综述研究 vs 整合分析整合分析 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 整合分析发展史整合分析发展史 整合分析的雏形（基于实验样本均值以检验疫苗的有效性。整合分析的雏形（基于实验样本均值以检验疫苗的有效性。 Simpson and Pearson, 1904 ） 整合分析的发源（整合分析的发源（Tip

4、pett, Fisher, Yate 于于1931提出了结合概 率统计检验。） 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 ： 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 ：Effects size。Glass，1976 ） 整合分析在生态学中的应用（整合分析在生态学中的应用（Gurevitch et al., 1992; Gurevitch and Hedges, 1999 ） 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 较早的较早的Meta-analysis的介绍的介绍 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学

5、统计教程 Number of publications about meta-analysis, 1950-2014 (Web of Science) 以整合分析为主题的文章逐年增多以整合分析为主题的文章逐年增多 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 1990-2014生态学以整合分析为主题的论文数生态学以整合分析为主题的论文数 名论文数名论文数 Ecological Applications33American Naturalist37 Ecological Monographs7Conservation Biology44 Evolutionary Ecology17Ecol

6、ogical Entomology7 Functional Ecology20Ecology109 Global Change Biology74Ecological Economics33 Journal of Animal Ecology21Ecoscience7 Journal of Ecology39Oecologia56 Journal of Evolutionary Biology24Oikos67 Journal of Vegetation Science10Ecology letters98 （1990-2014） 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 1）是否已

7、有大量研究？ 现有多少关于该主题的研究？（实验的？综 述的？） ）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？ ）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？）弄清该主题有无意义？ 什么样的主题可采用什么样的主题可采用Meta-analysis? 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 4.Meta-analysis 3.Database 2.Criteria 1.Question 5

8、. Results & Publication Conclusion Calculation Collection and compilation Demarcation and classification Advance a question (hypothesis) 基本步骤及常用计算基本步骤及常用计算 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 1) 明确适当的主题明确适当的主题: Define the independent and dependent variables of interest 2) 数据搜集：数据搜集：Collect the studies in a sy

9、stematic way, attempting to find all the published (and often the unpublished) research available 3) 文献阅读：文献阅读：Read each articles method and results very carefully, assessing how independent and dependent variables were operationalized and measured 4) 确定标准：确定标准：Select studies according to certain cr

10、iteria 5) 数据筛选：数据筛选：Examine the variability among the obtained effect sizes informally with graphs and charts 6) 计算计算/合并效应值：合并效应值：Combine the effects using several measures of their central tendency 7) 统计检验：统计检验：Examine the significance level of the indices of central tendency 8) 评估效应值：评估效应值：Evaluat

11、e the importance of the obtained effect size 9) 报道研究：报道研究：Report the meta-analysis findings 详细步骤详细步骤 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 例例1 Different responses of soil respiration and its components to nitrogen addition among biomes: A meta-analysis Zhou et al., 2014, GCB 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 为何选择了这一主题？

12、为何选择了这一主题？ 1.1. 大量的野外模拟氮沉降实验的存在。大量的野外模拟氮沉降实验的存在。 2.2. 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。 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。 3.3. 土壤呼吸是陆地生态系统仅次于光合作用的第二大通量。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 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 如何搜索文献如何搜索文献 数据库：数据库： Web of Science 文献年限确定：文献年限确定：1900-2012 搜索词：搜

13、索词：(nitrogen OR N OR urea OR fertiliz* OR manure OR nitri* OR ammon*) AND (CO2OR carbon* OR microb* OR litter OR leaf* OR soil OR plant OR ecosystem) AND (effect* OR respon* OR affect* OR impact* OR increas* OR decreas* OR alter*) NOT (animal* OR medic* OR chemist*) 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 筛选文献并汇编

14、文献库筛选文献并汇编文献库 为统一的模式： 编号_第一作者_出版年_标题 例如：01_Chen et al_2002_Effects of nitrogen fertilization on soil nitrogen pools and microbial properties in a hoop pine. 编号与数据库中的首列编号相同 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 数据库的建立数据库的建立 1) 根据研究的目的，编辑数据库结构 数据来源信息： 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：研究点的背景条件： 生态系统类

15、型、主要植被类群、经纬度、年降雨、 年均温、土壤pH 研究方法：研究方法：处理方式、处理水平、持续时间 等 收集变量：收集变量：变量名、Control group、Csd、 treatment group、 Tsd、Cn, Tn 2) 数据录入数据录入 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） 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 数据库1 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 Response ratio (RR) (Curtis1996) lnln(/)ln()ln()RRXt XcXtXc= 22 22 t

16、c ttcc SS v n Xn X =+ 1 ij w v = 11 11 mki ijij ij mki ij ij w RR RR w = + = = 11 1 () mki ij ij s RR w + = = 95% CI=1.96 ()RRs RR + (1) (2)(3)(4) (5)(6) 2 2 () exp 2 x ya = (7) 数据的整合 响应率（Response ratio, RR)及平均响应率（RR+)的估算 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 数据计算-方式1 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 数据计算数据计算-方式方式2 关注

17、微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 Response ratio -0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0 Frequency 0 10 20 30 40 50 Frequency 0 10 20 30 40 50 Frequency 0 10 20 30 40 50 60 A) All ecosystems Mean = 0.0217 SE = 0.0031 n = 512 P 0.001 B) Agriculture Mean = 0.0342 SE = 0.0038 n = 340 P 0.001

18、 C) Non-Agriculture Mean = -0.0026 SE = 0.0053 n = 172 P = 0.92 Forest Grassland Others Soil carbon pool (SCP) 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 例例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） 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 土壤自养呼吸（Ra）和异养呼吸（Rh）对氮添加的响应 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 碳库对 氮添加的响应碳库对 氮添加的响应 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 碳库及生物量响应率与 土壤呼吸响应率的关系 碳库及生物量响应率与 土壤呼吸响应率的关系 关注微信公众号【杏花开医学统计】看更多医学统计教程 EquationR2P-Value RR (Rs) = 0.010MAT-0.1510.1260.001 RR (Rs) = 0.010MAT-0.003DUR-0.1300.1460.001 RR (Rs) = 0.013MAT-0.00