富營養(yǎng)化水體水質(zhì)參數(shù)的判別分析研究.pdf

1、湖泊、水庫作為內(nèi)陸水體的重要組成部分,是重要的國土資源。它具有調(diào)節(jié)河川徑流、發(fā)展灌溉、提供工業(yè)和飲用的水源、繁衍水生生物、溝通航運和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等多種功能,在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起著重要作用。近幾十年來,隨著全球氣候變暖和人類對環(huán)境認識的不足,導致我國湖泊生源要素嚴重富集,生態(tài)系統(tǒng)退化,湖泊富營養(yǎng)化呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢。 目前我國許多水體如江河、湖泊、水庫和海灣都已處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。據(jù)調(diào)查,對67個主要湖泊富營養(yǎng)化評價結果表明：

2、屬于貧營養(yǎng)湖泊數(shù)量為零；屬于中營養(yǎng)的湖泊為18個,占調(diào)查湖泊總數(shù)的26.9％,面積為701311平方公里,占調(diào)查湖泊總面積的37.6％；屬于富營養(yǎng)型的湖泊為49個,占調(diào)查湖泊數(shù)量的73.1％,面積為11632.55平方公里,占調(diào)查湖泊總面積的62.4％。也就是說,從湖泊數(shù)量上來看,有近3/4的湖泊已達富營養(yǎng)程度,所占的面積也接近總面積的2/3,表明當前我國湖泊富營養(yǎng)化問題十分突出,而且隨著人類活動的不斷增加,富營養(yǎng)化的進程還在進一步加劇

3、。 判別分析是數(shù)理統(tǒng)計分析中應用較早,且較為成熟的一套理論。該理論是根據(jù)已知的類別信息,運用一定的判別規(guī)則,通過建立判別函數(shù)來研究判定未知個體所屬類型的一種常用分析方法,并且在自然科學、工程技術、管理科學及人文社會科學等諸多領域中得到廣泛的應用。因此,將判別分析法應用在湖泊富營養(yǎng)化的判別上,對研究湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生和發(fā)展過程,探求解決湖泊富營養(yǎng)化的途徑,提供了一套全新的分析方法,具有一定的理論指導意義。目前在相關文獻中還鮮有報

4、道。 本論文的主要研究內(nèi)容及結論包括： (1)本文根據(jù)各種判別分析方法的基本原理,運用合適的判別規(guī)則,如貝葉斯(Bayes)判別準則、Fisher判別準則等,利用世界上著名的統(tǒng)計分析軟件-SPSS,選用金相燦(1990)比較公認的湖泊營養(yǎng)級別分類標準建立判別函數(shù),對湖泊的營養(yǎng)級別或水質(zhì)類別進行識別判斷。同時,選取太湖流域、天津新開湖和巢湖等有代表性湖泊的水質(zhì)參數(shù)進行實例分析。結果表明貝葉斯(Bayes)判別分析通過樣

5、本出現(xiàn)概率的大小解決了多組判別分析的情況。在驗證太湖流域的富營養(yǎng)化過程中,判別結果與公認的營養(yǎng)度指數(shù)法評價的結果基本一致,達到100％；Fisher判別分析通過采用臨界值判別法,解決了兩組判別分析的情況。在驗證新開湖水體的富營養(yǎng)化過程中,判別結果與用OECD標準對照結果基本-致,與用貝葉斯(Bayes)判別結果的相同率高達85.7％：逐步判別分析通過對多個變量的剔除和取舍,將剩下的重要變量按線性判別建立方程,比較出現(xiàn)概率的大小而判斷樣本

6、的分類。在驗證巢湖水體的富營養(yǎng)化過程中,判別結果與用模糊數(shù)學方法評價的結果相同,達到100％。 (2)近年來,隨著人們對核的思想深入研究,很多學者已經(jīng)把核函數(shù)應用到判別分析領域,形成了基于核的多種判別分析方法,并且已經(jīng)在諸多領域中得到了應用,取得了較為合理的結果。本文亦對核函數(shù)進行了細致的理論分析,詳細闡述了基于核Fisher判別分析的分類原理。結果表明核Fisher判別分析理論能夠運用在湖泊富營養(yǎng)化的判別上,同時可以與多種統(tǒng)計分析方法