2022年第十一届认证杯数学中国数学建模国际赛小美赛:D题野生动物贸易是否应该长期禁止建模方案及代码实现

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(1)一等奖论文下载
(2)代码下载

1 题目

野生动物市场被怀疑是当前疫情和2002年SARS疫情的源头,而食用野肉被认为是非洲埃博拉病毒的一个源头。新冠病毒被认为起源于武汉的一个野生动物市场,在新冠病毒爆发后,中国最高立法机构永久性地收紧了对野生动物交易的规定。一些科学家推测,一旦疫情结束,这一紧急措施将被取消。
从长远来看,野生动物产品贸易应该如何监管?一些研究人员希望全面禁止野生动物贸易,无一例外,而另一些人则表示,一些动物的可持续贸易是可能的,对依赖其谋生的人是有益的。据北京非营利组织企业家与生态学会估计,禁止食用野生动物可能会使中国经济损失500亿元人民币(合71亿美元),并导致100万人失业。
中国武汉病毒学研究所的史正立和崔杰领导的一个团队,在追踪致命的SARS病毒的起源的过程中,终于在2017年找到了确凿的证据。在云南省一个偏远的洞穴里,病毒学家发现了一个马蹄形蝙蝠种群,它携带的病毒毒株具有2002年传染给人类的那种病毒的全部基因构建单元,这种病毒在全球造成近800人死亡。研究人员在2017年11月30日的《公共科学图书馆·病原体》杂志上报告称,这种致命菌株很容易从这样的蝙蝠种群中产生。另一个悬而未决的问题是,来自云南蝙蝠的病毒如何能够在1000公里外的广东传播给动物和人,而在云南本身却没有引起任何疑似病例。野生动物贸易就是答案。虽然野生动物在食用时被高温烹煮,但有些病毒很难存活,人类在野生动物市场上可能会接触到动物分泌物。他们警告说,这些成分已经为类似疾病再次出现做好了准备。
野生动物贸易有许多负面影响,其中最重要的是:
•人口的减少和灭绝
•入侵物种的引入
•向人类传播新疾病
在这里插入图片描述

我们使用CITES贸易数据库作为我的数据来源。该数据库包含2000多万份贸易记录,并且可以公开访问。附录是1990 – 2021年哺乳动物贸易的数据,完整的数据库还可以通过以下链接获取:
https://caiyun.139.com/m/i?0F5CKACoDDpEJ
要求你的团队建立合理的数学模型,分析数据,并解决以下问题:
1.哪些野生动物群体和物种的交易最多(就从野外捕获的活动物而言)?
2.这些动物贸易的主要目的是什么?
3.在过去20年(2003-2022年),贸易发生了怎样的变化?
4.野生动物贸易是否与重大传染病疫情有关?

2 思路解析及代码实现

python代码

(1)对数据读取,并分析每列的含义


 0   Year                        年份
 1   App.                         
 2   Taxon                       种群 
 3   Class                       类别 
 4   Order                       订单
 5   Family                      科 
 6   Genus                       属,一级分类
 7   Importer                    进口
 8   Exporter                    出口 
 9   Origin                      源生地 
 10  Importer reported quantity  进口数量
 11  Exporter reported quantity  出口数量
 12  Term                        存活状态 
 13  Unit                        单位
 14  Purpose                     目的 
 15  Source                      来源

题目要求分析哪些野生动物群体和物种的交易最多(就从野外捕获的活动物而言)?

我理解的Source就是分为野外捕获(W)和饲养(U)的两种,题目的意思是要求选择Source=W的数据,分析种群数量分布和物种数量分布

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

(2)分析这些动物贸易的主要目的是什么?

可视化Purpose,并弄清楚每个字母表示的含义,结合论文进行分析原因
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

(3)在过去20年(2003-2022年),贸易发生了怎样的变化?

获取2003到2022的数据,计算进口和出口平均数量,并可视化分析,结合论文以及疫情的发生时间进行分析

在这里插入图片描述

(4)野生动物贸易是否与重大传染病疫情有关?
RS,H1N1、禽流感发现,21世纪我国重大传染病病毒宿主多与畜禽和野生动物有关,故疫情本土发生威胁用当地畜禽存栏数(T3)、每万平方公里野生动植物保护投资额(T4)、每万平方公里野生动物疫源疫病检测站个数(T5)和清扫保洁面积占总面积比例(T6)这4个三级指标反映。–参考《我国重大传染病疫情风险评价及空间格局分析_项寅》
重大传染病疫情是指鼠疫、霍乱、非典(SARS)、甲流(H1N1、H5N1、H7N9等)、新冠肺炎(COVID-19)。
中国的重大传染病历史
1、1949年张家口鼠疫(1949年)
2、亚洲流感H2N2(1957年-1958年)
3、流脑大流行(1966年-1967年)
4、香港流感(1968年-1969年)
5、脊髓灰质炎(1955年-2000年)
6、乙型肝炎(1970年代起)
7、1977年俄国流感(1977年-1979年)
8、1988年上海市甲型肝炎大流行(1988年)
9、SARS事件(2002年-2003年)
10、2009年H1N1流感大流行(2009年-2010年)
11、COVID-19疫情(2019年-至今)
要根据野生动物贸易历史数据分析是否与重大传染病疫情相关,重点分析2002-2003的SARS,2009-2010的H1N1以及2019-至今的COVID-19,这几个已知和动物相关的疫情。
以下分析猎杀野生动物的数量对SARS等全球流行病发生概率的影响。根据猎杀的物种数量、易感者数量和接触率开发了此类爆发概率的数学模型。假设当地生物多样性的丧失和动物贩运率的增加,以及将动物贸易和运输到大城市,人与人之间传播的可能性更大,可能会大大增加此类疫情爆发的可能性。
将根据物种数量s和易感者数量X开发爆发概率模型。该模型假设每种类型的病原体都有一个传播系数β——具有(未知)概率分布的随机变量的实现。做出简化假设,即每个新物种恰好贡献一种新病原体,并且这些s个物种的β值在统计上是独立的。此外,我们假设每个物种的狩猎压力都足够大,以至于该物种中存在的任何现有病原体肯定会感染人类接触。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

(5)问题五:你同意长期禁止野生动物贸易吗?是否会对经济和社会产生很大的影响,为什么?
参考论文《外来动物疫病口岸防控的现状分析与对策_张伯强》

在这里插入图片描述

(6)问题六:写信给美国政府的相关部门,解释你的观点和政策建议。
参考论文《外来动物疫病口岸防控的现状分析与对策_张伯强》
在这里插入图片描述

3 建模方案文档及代码下载

(1)方法一:

https://www.betterbench.top/#/28/detail

或者私信我

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