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    青年伊犁馬體尺綜合評判模型探究

    2016-11-01 01:30:07任海帆胡安德克王川坤殷夢圓尤震晨曾亞琦姚新奎李林玲姚芳芳
    新疆農(nóng)業(yè)科學 2016年4期
    關(guān)鍵詞:管圍伊犁馬競速

    任海帆,胡安德克,王川坤,龔 鵬,殷夢圓,張 晶,尤震晨,向 前,孟 軍,曾亞琦,姚新奎,李林玲,王 歡,姚芳芳

    (新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院,烏魯木齊 830052)

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    青年伊犁馬體尺綜合評判模型探究

    任海帆,胡安德克,王川坤,龔 鵬,殷夢圓,張 晶,尤震晨,向 前,孟 軍,曾亞琦,姚新奎,李林玲,王 歡,姚芳芳

    (新疆農(nóng)業(yè)大學動物科學學院,烏魯木齊 830052)

    【目的】研究青年伊犁馬體高、體長、胸圍、管圍對1 200 m競賽速度的影響,擬合青年伊犁馬體尺綜合評判模型?!痉椒ā繙y定30匹2歲伊犁馬體高、體長、胸圍、管圍四項基本體尺及其1 200 m速度賽成績。探究馬匹體尺與速度的相關(guān)性,采用K-means聚類法將試驗馬匹分類,并擬合馬匹體尺綜合評判模型。【結(jié)果】在1 200 m速度賽中,馬匹體高與馬匹速度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),體長與速度呈顯著正相關(guān)(P<0.05)、胸圍與速度沒有相關(guān)性(P>0.05),管圍與速度呈極顯著負相關(guān)(P<0.01);試驗馬匹上、中、下三個類別的得分分別為2.34、2.20、1.26。利用判別分析得到馬匹體尺綜合評判模型?!窘Y(jié)論】擬合青年伊犁馬體尺綜合評判模型能較好的判定其運動性能。

    青年伊犁馬;體尺;1 200 m速度賽;K-means聚類;體尺綜合評判模型

    0 引 言

    【研究意義】體型結(jié)構(gòu)是影響馬匹競速性能的一項重要因素。不同用途馬匹均有適合運動特點的體型結(jié)構(gòu)[1,2],傳統(tǒng)上根據(jù)評定人對馬匹體尺分項評分來對運動馬體型結(jié)構(gòu)進行評定,這種方式受人為主觀經(jīng)驗影響較大,不同評定人鑒定結(jié)果差異較大,同時當馬匹體尺相近時很難通過主觀評定對其運動性能進行準確評定,也很難反映馬匹的真實運動性能。因此,需要通過客觀量化的方法,對馬匹體尺進行綜合評判[3]?!厩叭搜芯窟M展】裴紅羅[3]以參加1 000 m速度賽的24匹伊犁馬為研究對象,分析基本體尺與速度的相關(guān)性,結(jié)果顯示,體高、胸圍、管圍與速度呈顯著或極顯著相關(guān)。姚新奎[4]在研究伊犁馬體尺、年齡對其競賽性能影響中指出:伊犁馬體高對成績具有極顯著影響(P<0.01),隨著賽程的加長,影響逐步減小;胸圍及管圍對不同賽程成績具有顯著影響(P<0.05)。李敏等[5]通過研究伊犁馬速度賽體尺與速度相關(guān)性發(fā)現(xiàn),短距離項目體高越高、管圍越小時速度越快。Magnussan[6]通過測量能夠表現(xiàn)馬匹個體運動性能的9個主要運動關(guān)節(jié)角度和10個主要運動關(guān)節(jié)長,分析這些性狀對馬匹性能發(fā)揮的影響,找出最適宜的細分體尺性狀區(qū)間,為運動馬的選育提供客觀的依據(jù)。劉志安[7]采用K-means聚類法對鮮馬乳進行了質(zhì)量分級,并通過判別分析建立了鮮馬乳質(zhì)量分級評判模型。【本研究切入點】目前,國內(nèi)對馬匹體尺的評分主要采取人為觀測的方式,這種方法過于主觀,不能客觀評定馬匹的競速性能。因此,研究一種客觀評定馬匹競速性能的方法尤為重要?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過對伊犁馬1 200 m速度賽速度進行測定,并選取馬匹體高、體長、胸圍、管圍四項體尺為指標,探究伊犁馬體尺對1 200 m速度賽成績的影響,擬合馬匹體尺綜合評判模型。找出對馬匹體尺客觀評判方法,為我國速度賽馬的培育及性能評定提供基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

    1 材料與方法

    1.1材 料

    研究對象為新疆伊犁昭蘇馬場30匹2歲伊犁馬。試驗所用馬匹、騎手、賽馬場由新疆伊犁昭蘇馬場提供。

    1.2方 法

    所選馬匹進行1 200 m測試賽,并用秒表測定其成績。用測仗、卷尺測量每匹馬的體高、體長、胸圍、管圍。

    1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計

    所獲得的數(shù)據(jù)和結(jié)果用Excel軟件進行整理,運用Spss19.0統(tǒng)計分析軟件進行相關(guān)分析、因子分析、聚類分析和判別分析。結(jié)果以平均值±標準差表示。

    2 結(jié)果與分析

    2.1體尺與速度的相關(guān)性

    將所選馬匹測試賽成績換算為速度,并統(tǒng)計其體高、體長、胸圍、管圍及測試賽速度。結(jié)果表明,所選伊犁馬測試賽平均成績?yōu)?1.97 m/s,成績及體尺波動均相對較小,所有馬匹成績及體尺較為接近。表1

    表11 200 m速度與體尺統(tǒng)計
    Table 1The results of body measurements and speed of 1 200 m

    速度(m/s)Speed體高(cm)Bodyheight體長(cm)Bodylength胸圍(cm)Heartgirth管圍(cm)Cannoncircumference11.97±0.63140.23±4.08136.50±5.44155.96±4.0017.76±0.82

    通過Spss19.0分析軟件將馬匹體高、體長、胸圍、管圍與1 200 m速度做相關(guān)性分析,結(jié)果表明,在1 200 m速度賽中,馬匹的速度與馬匹體高呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),即馬匹體高越高,速度越快;與體長呈顯著正相關(guān)(P<0.05),即馬匹體長越長,速度越快;與胸圍呈不顯著正相關(guān)(P>0.05);與管圍呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),即管圍越小,速度越快。

    在1 200 m速度賽中,對馬匹競賽速度影響最大的基本體尺為體高、體長和管圍,而胸圍對此影響則相對較小。因此,選取馬匹的體高、體長及管圍為其體尺綜合評判模型變量。表2

    表21 200 m速度與體尺相關(guān)性
    Table 2The correlations between body measurements and speed of 1 200 m

    體高(cm)Bodyheight體長(cm)Bodylength胸圍(cm)Heartgirth管圍(cm)Cannoncircumference速度(m/s)Speed0.489**0.410*0.151-0.557**

    注:**表示在 0.01 水平上極顯著相關(guān),*表示 在 0.05 水平上顯著相關(guān)

    Note:* * is greatly significantly different at the 0.01 level,*is significantly different at the 0.05 level

    2.2初步聚類

    2.2.1馬匹運動性能初步分類

    由于管圍相對體高和體長等指標較小,無法直接進行比較和統(tǒng)計,因此,在進行數(shù)據(jù)分析時先對數(shù)據(jù)通過極差化法進行標準化處理[8,9]。具體方法為:Y=(Yn-Ymin)/(Ymax-Ymin),其中Y為處理后數(shù)據(jù),Y∈[0,1];Yn為第n項影響因子處理前的數(shù)據(jù),Ymin、Ymax分別為該影響因子中所測得的最小值和最大值。

    通過Spss19.0中K-means法將標準化后的體尺數(shù)據(jù)分為三類,得到馬匹體尺指標最終聚類中心。表3

    表3馬匹體尺指標最終聚類中心
    Table 3The final cluster centers of body measurement

    聚類Cluster123體高Bodyheight0.7270.8130.356體長Bodylength0.5370.4780.253管圍Cannoncircumference0.2750.7830.652

    2.2.2馬匹運動性能得分矩陣的確立

    經(jīng)過聚類分析將所有馬匹分為三類,分類的三項體尺指標是:體高、體長、管圍。由上述相關(guān)分析可知,1 200 m速度賽中馬匹體高越高,速度越快;體長越長速度越快;管圍越小,速度越快。因此,馬匹體高和體長數(shù)值越大,得分則越高;馬匹管圍越小,得分越高。

    根據(jù)聚類分析結(jié)果可知馬匹體高、體長和管圍得分矩陣分別為:a1=(2 3 1)、a2=(3 2 1)和a3=(3 1 2)。

    2.2.3影響因子權(quán)重的確定

    通過因子加權(quán)法計算每項體尺指標的共性因子的累計貢獻率,根據(jù)累計貢獻率決定每項體尺指標的權(quán)重。若該因子在共性因子中作用越大,則累計貢獻率就越高,即表明該因子的權(quán)重就越大[9]。

    用Spss19.0進行因子分析得到馬匹體尺指標解釋的總方差和體尺指標的成分矩陣。

    在因子分析中馬匹體高的貢獻率為56.414%、體長的貢獻率為32.901%、管圍的貢獻率為10.685%。表4

    馬匹體高在三個成分中的系數(shù)分別為:0.910、0.108、-0.400;體長在三個成分中的系數(shù)分別為:0.912、0.084、0.401;管圍在三個成分中的系數(shù)分別為:-0.178、0.984、0.010。表5

    表4體尺指標解釋的總方差
    Table 4The total variance explained variance of body measurement

    成分F1F2F3特征值Characteristics1.6920.9870.321貢獻率Contribution56.41432.90110.685累計貢獻率Thecumulativecontribution56.41489.315100

    表5體尺指標的成分矩陣
    Table 5The Component matrix of body measurement

    Xi1Xi2Xi3F10.9100.108-0.400F20.9120.0840.401F3-0.1780.9840.010

    根據(jù)Xj=a1jF1+a2jF2+a3jF3計算各體尺指標權(quán)系數(shù)(aij表示第i個主因子對第j個評價參數(shù)的權(quán)系數(shù),計算時取其絕對值。表6

    表6體尺指標的權(quán)系數(shù)和權(quán)重
    Table 6The Weight coefficient and weight of body measurement

    指標Index體高(cm)Bodyheight體長(cm)Bodylength管圍Cannoncircumference權(quán)系數(shù)WeightcoefficientXj83.24319.37035.865權(quán)重WeightWj0.600.140.26

    2.3體尺綜合得分

    馬匹體尺指標最終的得分矩陣與馬匹體尺指標的權(quán)重矩陣相乘,得到馬匹體尺綜合得分矩陣:

    體尺綜合得分矩陣=AB

    通過以上聚類分析可得馬匹體尺指標最終聚類中心,以這三個點為中心,將所有試驗馬匹分為三類,經(jīng)過評分和權(quán)重確定后,得到馬匹體尺得分矩陣,將三大類馬匹各體尺得分分別加和后,得到馬匹體尺綜合得分。表3,表7

    表7體尺綜合得分
    Table 7The quality classification score
    Table of body measurement

    得分Score123體高Bodyheight1.201.800.60體長Bodylength0.420.280.14管圍Cannoncircumference0.780.260.52總分Totalscore2.202.341.26

    所有三大類馬匹的在經(jīng)過各體尺得分加和后,按照得分高低可將所有馬匹分為三個不同類別。表8

    表8馬匹分類
    Table 8The quality classification Table of horse

    分類Classification總分Total等級Grade12.20中等22.34上等31.26下等

    在初步聚類分類中的第二類,得分最高為2.34,其競賽性能最好,被劃分為上等馬;第一類得分為2.20,其競速性能一般,被劃分為中等馬;第三類得分為1.26,其競速性能相對較差,被劃分為下等馬。表3

    2.4判別分析

    判別分析是一種判斷樣本分類的多變量統(tǒng)計方法,適用于根據(jù)樣本的觀測值建立分組預測[10]。通過Spss19.0對馬匹的各體尺指標進行判別分析,對研究對象分為兩個維度的典型判別函數(shù),每個函數(shù)分別解釋所有變異的99%和1%。表9

    表9特征值
    Table 9Eigenvalues

    函數(shù)Function特征值Eigenvalue累積%Cumulative正則相關(guān)性Regularrelativity14.046a99.80.89520.010a100.00.098

    注:a表示在分析中使用了前2個典型判別式函數(shù)

    Note:a expression used the first two canonical discriminant function in the analysis

    各等級的馬匹在組質(zhì)中心處的函數(shù),中等(1.061,0.179),上等(2.159,-0.079),下等(-1.997, -0.020)。表10

    表10組質(zhì)心處的函數(shù)
    Table 10The Function of Group Centroid

    分類Classification函數(shù)Function12中等Medium1.0610.179上等Finestgrade2.159-0.079下等Difference-1.997-0.020

    根據(jù)典型判別式函數(shù)系數(shù)計算出每個個案的平面坐標,計算它們和各類重心的距離,即可得到馬匹的分類[11]。

    通過Spss19.0統(tǒng)計分析軟件的判別分析得出分類函數(shù)的系數(shù),可通過該系數(shù)分別確定最終的三個判別函數(shù)。將新測定的馬匹體尺分別帶入三個函數(shù)中,哪個判別函數(shù)的值最大,則表明該馬匹就屬于哪一類。

    表11分類函數(shù)系數(shù)
    Table 11The coefficients of classification function

    類別123體高(cm)37.09337.70235.596體長(cm)2.4892.4632.360管圍(cm)19.68619.67020.165(常量)-2984.521-3067.927-2767.010

    由表11可知三個馬匹體尺綜合判別函數(shù)分別為:

    Class1=37.093X體高+2.489X體長

    +19.686X管圍-2 984.521 .(中等)

    Class2=37.702X體高+2.463X體長

    +19.670X管圍-3 067.927. (上等)

    Class3=35.596X體高+2.360X體長

    +20.165X管圍-2 767.010 .(下等)

    2.5交叉驗證

    判別結(jié)果的交叉驗證結(jié)果表明:模型對初始分組中93.3%的馬匹進行了正確判別,對交叉驗證組馬匹中的80.0%的馬匹進行了正確判別,預測準確率達80.0%。表12

    表12交叉驗證
    Table 12Cross validation

    類別Category預測組成員Prediction123合計Total初始Initial計數(shù)%1510.062190.01030.00.01414183.316.70.0100.0210.090.00.0100.030.00.0100.0100.0交叉驗證Crossvalidation計數(shù)%1330.062370.01030.00.01414150.050.00.0100.0230.070.00.0100.030.00.0100.0100.0

    3 討 論

    體尺是影響馬匹競賽性能的重要指標之一。試驗通過對馬匹體尺與1 200 m測試賽速度進行相關(guān)性分析表明,馬匹體高、管圍與速度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),體長與速度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),這與李敏等[12]的研究結(jié)果一致。胸圍與速度之間相關(guān)性不顯著,這可能是因為1 200 m為短距離賽事,要求馬匹具有更高的無氧運動能力;也可能是因為青年馬匹正處于生長階段,此時期馬匹體尺與成年體尺有一定差異所致;同時李敏等[12]的研究結(jié)果也表明胸圍率較大的馬匹在中長距離比賽中更具優(yōu)勢,研究結(jié)果與此基本一致。具體原因還有待于進一步研究。

    我國暫未對馬匹競賽能力評價建立健全的機制,對馬匹競賽性能一般采用專家評分的方式進行。這種依據(jù)經(jīng)驗進行評定帶有較大的主觀性,很難準確、客觀、真實的反映馬匹性能,一般將競賽性能較好的馬匹留做賽馬種馬,這就對馬匹競賽性能進行科學、客觀的評價提出了更高的要求。

    K-means聚類法是一種先把被聚類對象進行初始分級,然后逐步調(diào)整,以得到最終分級的方法[13]。這種聚類方法可以完全根據(jù)馬匹體尺自身特點評判馬匹的性能,減少人為評判的主觀性,能夠?qū)︸R匹競速性能更加客觀地進行評判,避免主觀因素造成的誤差。

    通過對與速度相關(guān)的體尺進行聚類,將體尺性能相近的馬匹聚成一類,得出上、中、下三個等級馬的體尺綜合得分。這為人們通過體尺評判馬匹性能提供了更加數(shù)量化的科學依據(jù)。由于馬匹體尺在實際操作中比較容易快速獲得,并且馬匹體尺性能與其競速性能也有相關(guān)性,因此試驗通過馬匹體尺性能反應其競速性能。這種方法雖然存在片面性,但其實際操作性較強,且體尺性能相對于其他性能更具有代表性,因此,體尺性能評定可以用于馬匹競速性能的初級評定。

    體尺判別只是馬匹競速性能判別中的一項,只能從體尺方面反映其競速性能的好壞,是馬匹競速性能的側(cè)面反映。影響運動馬競速性能的不只是體尺性能,其中還包括馬匹的血統(tǒng)、年齡、負重及競賽狀態(tài)等因素,運動馬的競速成績也是自身因素和環(huán)境因素的綜合作用,它與調(diào)教訓練、騎乘技術(shù)等人為的因素也有很大的關(guān)系。體尺性能不足以充分說明馬的競速性能,因此,馬匹競速性能的綜合評價模型還有待進一步全面研究。

    青年馬體尺與成年馬體尺有一定差異,其各項體尺都會隨年齡的增長有所改變。試驗的體尺綜合判別模型是否適用于成年伊犁馬體尺性能的評判還有待進一步驗證。

    4 結(jié) 論

    通過聚類分析和判別分析對青年伊犁馬1 200 m體尺競速性能進行客觀評判研究,結(jié)果顯示試驗馬匹根據(jù)其體尺得分可分為上、中、下三等。上等馬的體尺綜合得分為2.34;中等馬的體尺綜合得分為2.20;下等馬的體尺綜合得分為1.26。

    利用判別分析得到馬匹體尺綜合判別數(shù)學模型,三個判別函數(shù)為:

    Class1=37.093X體高+2.489X體長

    +19.686X管圍-2 984.521 .(中等)

    Class2=37.702X體高+2.463X體長

    +19.670X管圍-3 067.927 .(上等)

    Class3=35.596X體高+2.360X體長

    +20.165X管圍-2 767.010 .(下等)

    模型預測正確率為80.0%,馬匹體尺綜合評判函數(shù)能對未知馬匹的體尺進行合理判定。

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    Fund project:Supported by Major Projects of Science and Technology Department of Xinjiang Uygur Autonomous Region (Horse Key Technology Research and Demonstration (for Sport, Meat and Milk) (201130101) National Key Technologies R & D Program "Research into and integrated demonstrating of the Key Technique for production on the high quality sport horse"(2011BAD28B06); National Key Technologies R&D Program"Research and Integrated Demonstrating of the Key Technique for Breeding the New Strains of Trotter, Dairy and Endurance Horse" (2012BAD44B00)

    Studies on the Comprehensive Evaluation Model of Young Yili Horse Body Size

    REN Hai-fan, Huandeke, WANG Chuan-kun, GONG Peng, YIN Meng-yuan, ZHANG Jin,YOU Zhen-chen, XIANG Qian, MENG Jun, ZENG Ya-qi,YAO Xin-kui,LI Lin-ling, WANG Huan, YAO Fang-fang

    (CollegeofAnimalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumuqi830052,China)

    【Objective】 To study the effect of body height, body length, heart girth, cannon circumference on 1,200 m race speed in young Yili horses and establish young Yili horses body size comprehensive evaluation model.【Method】This paper studied on 2-year-old Yili as the research object, measured the horses body height, body length, heart girth, cannon circumference four basic body size, and 1,200 m sprint performance. SPSS 19.0 was used to do correlation analysis of horses body size and speed, and K-means clustering method was emplyed to classify test horses, and fit the comprehensive evaluation model of body size. 【Result】The correlation analysis showed that the 1,200 m speed race, the horses body height showed a significant positive correlation (P<0.01) with the horses speed, length and speed demonstrated a significant positive correlation (P<0.05), bust and speed displayed no correlation (P>0.05), and the speed of the tube circumference was significantly negatively correlated (P<0.01); by cluster analysis, middle and lower scores in three categories were 2.34, 2.20 and 1.26. The horse body size and comprehensive evaluation model was obtained by using discriminant analysis.【Conclusion】This model can better decide their motion performance in young Yili horses.

    Young Yili horse; body size; 1,200 m sprint; K-means clustering; body size comprehensive evaluation model;

    10.6048/j.issn.1001-4330.2016.04.024

    2015-11-17

    自治區(qū)科技廳重大專項“馬(運動、肉用、乳用)生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(201130101);國家科技支撐計劃項目“優(yōu)質(zhì)運動馬培育生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”(2011BAD28B06);國家科技支撐計劃“速步、乳用、耐力馬新品種(系)培育及良種擴繁技術(shù)研究與集成示范”(2012BAD44B00)

    任海帆(1989-),男,新疆昌吉人,碩士研究生,研究方向為動物遺傳育種,(E-mail)123597964@qq.com

    姚新奎(1961-),男,新疆奎屯人,教授,博士生導師,研究方向為馬類科學,(E-mail)yxk61@126.com

    S821.1

    A

    1001-4330(2016)04-0771-07

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