富營(yíng)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(guó)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(yùn)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等多種功能,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(duì)環(huán)境認(rèn)識(shí)的不足,導(dǎo)致我國(guó)湖泊生源要素嚴(yán)重富集,生態(tài)系統(tǒng)退化,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)。 目前我國(guó)許多水體如江河、湖泊、水庫和海灣都已處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。據(jù)調(diào)查,對(duì)67個(gè)主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果表明：

2、屬于貧營(yíng)養(yǎng)湖泊數(shù)量為零；屬于中營(yíng)養(yǎng)的湖泊為18個(gè),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(yíng)養(yǎng)型的湖泊為49個(gè),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(dá)富營(yíng)養(yǎng)程度,所占的面積也接近總面積的2/3,表明當(dāng)前我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題十分突出,而且隨著人類活動(dòng)的不斷增加,富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程還在進(jìn)一步加劇

3、。 判別分析是數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析中應(yīng)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(yùn)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(gè)體所屬類型的一種常用分析方法,并且在自然科學(xué)、工程技術(shù)、管理科學(xué)及人文社會(huì)科學(xué)等諸多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。因此,將判別分析法應(yīng)用在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的判別上,對(duì)研究湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生和發(fā)展過程,探求解決湖泊富營(yíng)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(dǎo)意義。目前在相關(guān)文獻(xiàn)中還鮮有報(bào)

4、道。 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論包括： (1)本文根據(jù)各種判別分析方法的基本原理,運(yùn)用合適的判別規(guī)則,如貝葉斯(Bayes)判別準(zhǔn)則、Fisher判別準(zhǔn)則等,利用世界上著名的統(tǒng)計(jì)分析軟件-SPSS,選用金相燦(1990)比較公認(rèn)的湖泊營(yíng)養(yǎng)級(jí)別分類標(biāo)準(zhǔn)建立判別函數(shù),對(duì)湖泊的營(yíng)養(yǎng)級(jí)別或水質(zhì)類別進(jìn)行識(shí)別判斷。同時(shí),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(jìn)行實(shí)例分析。結(jié)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(yàn)證太湖流域的富營(yíng)養(yǎng)化過程中,判別結(jié)果與公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)度指數(shù)法評(píng)價(jià)的結(jié)果基本一致,達(dá)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(yàn)證新開湖水體的富營(yíng)養(yǎng)化過程中,判別結(jié)果與用OECD標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照結(jié)果基本-致,與用貝葉斯(Bayes)判別結(jié)果的相同率高達(dá)85.7％：逐步判別分析通過對(duì)多個(gè)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(yàn)證巢湖水體的富營(yíng)養(yǎng)化過程中,判別結(jié)果與用模糊數(shù)學(xué)方法評(píng)價(jià)的結(jié)果相同,達(dá)到100％。 (2)近年來,隨著人們對(duì)核的思想深入研究,很多學(xué)者已經(jīng)把核函數(shù)應(yīng)用到判別分析領(lǐng)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(lǐng)域中得到了應(yīng)用,取得了較為合理的結(jié)果。本文亦對(duì)核函數(shù)進(jìn)行了細(xì)致的理論分析,詳細(xì)闡述了基于核Fisher判別分析的分類原理。結(jié)果表明核Fisher判別分析理論能夠運(yùn)用在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的判別上,同時(shí)可以與多種統(tǒng)計(jì)分析方法