基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究.pdf

1、近年來，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人們的生活水平逐步提高，地處城市的湖泊以其獨特的生態(tài)、景觀功能，越來越受到城市居民的親睞。但是，由于城市湖泊多為人工湖，生態(tài)系統(tǒng)復雜程度低，或者遭受嚴重污染，破壞了湖泊的生態(tài)系統(tǒng)完整性，導致城市中的湖泊抵御外界干擾的能力較弱。根據(jù)《2010年中國環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示，環(huán)保部組織監(jiān)測營養(yǎng)狀態(tài)的26個湖泊中，呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)的湖泊占42.3％。城市湖泊幾乎全部處于重富營養(yǎng)化或異常營養(yǎng)化狀態(tài)，絕大部分的大中

2、型湖泊已具備產(chǎn)生富營養(yǎng)化的條件或已經(jīng)處于富營養(yǎng)化狀態(tài)（中華人民共和國環(huán)境保護部，2010），因此，科學有效地揭示湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，為湖泊管理部門制定有效的控制方案及政府部門的環(huán)保決策提供有力依據(jù)顯得尤為重要。
　　湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究處于發(fā)展階段，評價方法及評價指標等隨著不同地區(qū)及不同研究對象而發(fā)生改變，且多數(shù)研究中評價指標權重的確定具有極大的主觀性，致使評價方法無法推廣。本研究基于此上問題，利用概率神經(jīng)網(wǎng)絡在處理模式分類

3、中權重確定的客觀性的極大優(yōu)勢，建立了基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價模型。在兩年半的研究時間內(nèi)，對廣州市白云區(qū)白云湖的水質(zhì)及生物進行了五次跟蹤監(jiān)測，獲得了大批相關數(shù)據(jù)。依據(jù)國內(nèi)外的湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究及獲取到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立了包括五日生物化學需氧量、總氮、總磷、溶解氧、生物多樣性指數(shù)、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、能質(zhì)和結構能質(zhì)在內(nèi)的八項指標，并借鑒國家制定的環(huán)保標準和前人的科學研究經(jīng)驗對八項指標進行了分級，構建了由五個等級組成的以白

4、云湖為研究對象的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系。最終，以評價指標為訓練樣本對概率神經(jīng)網(wǎng)絡模型進行訓練，獲得湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的評價結果。結果顯示，白云湖生態(tài)系統(tǒng)健康情況有轉(zhuǎn)好的趨勢，但仍然比較脆弱，凈化水質(zhì)的能力有限;各監(jiān)測點的評價結果呈現(xiàn)出季節(jié)性的變化，豐水期的湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀況明顯優(yōu)于枯水期，而年際變化不顯著。根據(jù)評價結果，提出增加沉水植物及浮水植物等生態(tài)措施、實現(xiàn)白云湖徹底的環(huán)湖截污以及增加各類水質(zhì)改善工程設施的數(shù)量三個方面