水生生物群落评价水质的模糊数学方法.pdf

1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 生物数学学报 了夕召 夕 一 水生生物群落 评价水质的模糊数学方法 张抱膝孙超白 南京大学 一一 己 夕 主 众 所周知 水环境的污染会导致水生生物群落结构的变化通过对水生生物群落的分 析 可以监测和评价水体的污染状况国内外对此已有报导 毛一 生物学家往往从 各自 熟悉的专业 及偏爱出发 选择不同的生物群落进行研 究 浮游植物群落 浮游动物群落 周丛生物及底栖生物群落 鱼类等等 均 曾被单独作 为水环境质量评价的手段 但 由于生物物种受地理分布 气候 纬度 海拔 高度 地质 水深 流速及群落演迭趋势 等等因素的影响 单一的生 物群落在应用上具有一定的局限性 所以在常州运河段 水质的 评价中我们采用了多个生 物群落进行了综合评价 取得了良好的效果 京杭大运河常州段水生生物监 测评价是 六五 国家攻关项目 常州市经济发 展对环境影 响的预测及环境保 护对 策的研究 下的一个课题在这个课题中 我们选用了 四个生物群落 即底栖生物 浮游植物 浮游动物和鱼类 作为评 价水质的手段 每一生物群落又选用多个生物指数来评定 这些生物指数既有定量 的 也有定性的 或者同时包含着种类和多度两方面信息的 有些指数所反映的信息又带有相 似性 判 别的界限也不很清楚 采 用模糊数学方法综合处理较为合适 但 由于在多次采样 中受 条件限制 缺测 漏测 及样品不理 想等时有发生 使得将这些指数直接放在一起综合 评价有困难 所以我们在单项 生物群落评价的基础上加权后运用模糊聚类分析的方法综合 评价取得最后的结果 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 旅 已膝 寸 了已 根据 常州的具体情况参照有关资科 我们将污染划分为五个级别 即严重污 染 重污 染 甲型 中污 乙型 中污 轻污 染为统 一起见 单项生物评价以打分刊万式给出 即 严重污染表示该单项生物群 落不存在打 分 重污 染打 了 分 甲型中污染打 分 乙型中污染打 户分 轻污染打 户分 介于两个污染级 别的则取其均值大 就是单项评价的结果 假设第 项单项 生物群落给出 采点 晓 分值为找 了 二 一 了 计算采样点 议万 之 问的相似系效为 一 一一 盖 卫 心之泛 今 之 愈石更一 一 万 二 孚 这 洋就衬到了四个生群落分别给出的相似矩阵 二 的相似矩阵 布省篇幅 只列 出根据 底栖生物走出 了 万广万夕 一 刀 口 口万 夕 合 尸乃 刀 甘月曰 勺 了 于了 久 口 刀口 石 夕 石 口 万 夕石 口 了万 了 口口厂万口 厂口召 肠 万 月 召厂 石了 久 夕 久 苏 刀仔 刀 叮 瞥 了 石 勺 刀 含万 一一 曰 口 尸 八月汀月以 尸 勺 下 丈 久 夕 万 门仔门曰 夕 苏 夕厅 夕了了万 夕 万 苏 召了 习占 夕 了万 氏叭 产 洲 八叮门月 尸 邢 火久 尸沙 扩 月 口夕 口 夕弓 石 月汀门乙 仁口 八 仔月净 二 万口 口 了三 口苏了 口夕口 厂 吕了 了 苏 口 之 万 弓口 了石 各生物群落在评价水质中有优劣之 分苦如底栖生物和周丛生物活动性小 一向被 公 认是水质的良好监测器浮游 动 植物的分布范围受河流速度与流 向灼影响较大 判别水 质灼精度就 差 一些 鱼 类的活 动范围更 大 判别精度就更差一些 固此在综 合评价中地位 不应相等 所以分 别取权霓留 二 书 侧 二 污 貂 二 叭 留 纵 计算出综合的 相似 书 矩阵尸 公 留凡 一 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 期 表 水生生物群落评价水质的模糊数学方法 一 一一 一一一一一 一一一一 一 一一一 一 一一 一一一 单项评价结果 夕口 底栖生物浮游植物 浮游动物 鱼类 一 一 一一 一 一一一一一一 一 乙 盆 忽 吕 导 忽目 弓 日 白 注 吕几 扭 人谧 采样点 新河口 奔牛 连江桥 河水厂 水门桥 石化厂 戚墅堰 横林 横河间 新市桥 弋桥 博爱桥 太平桥 北塘桥 丁塘桥 菱采桥 弓 几口 写 工 斗 了 夕 了 厂 习矛 刀 刚布 二 刀 口 夕万 之了 夕 占名口召 八口八汀 口 刀 刀口 万 丫 了 月了 刀刀 刀 八 口 尸争月 勺 勺 今 门仔 口力 公 夕艺多办 口了口 占召口 八 幻六门 了 了乃打门口 尸口 了 口 力甘目叮 久丘 了 口 了 口夕 石 门公八 口月 己 声了才 哈 八仰刀口 亡 一 口 口 口口 了召口 夕口了石 口 二召 名 了 口 夕口甲 习 了 召 召 石口 石夕 石口夕 君 勺 迁口 勺 刀 了 户 合 盏了 门 廿乃口 公名 二冷 才 呼四 食 一 月甘 了 仔乃口 了了 了 口子口 口刀 弓口 术不名 了 石夕口石了叭石于口 含召 习口 了 召口 了 盆名了口 口 一 口 了子 夕了 了 夕子 口 召子 吕 了 苔口口口了亨口 夕夕子 召口名了 召 入 利用求传递闭包的方法得到模糊 等价矩阵刀色 天 二无 乞 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 口张 抱膝 孙超 白 力门 月 了 了 止 召习 力仔介口 了口 召 了 召盆夕 召口 口 月甘才 了 曰 口八 召 口召 口 子 召 习 口刃 廿 刀 刀 刀 崖 吞 人 口丫们 幻 廿 刀廿 刀 廿汀月口 才 了 刀甘 矛甲才 八口 台 口的们八 刀 廿 刀 口 八 八 刀仔口 乃 一 泞 召 召召子召 了子召子 口 召子 召夕 召名名 名 子了子 子占子夕万 召 召 了 召 涅了 况 子 召口 吕 召 盆子夕口 召 子 习子 子 召子 够 召子 召 君口 召 召口 占 召召 召口 孚 吕口 召口 吕 召 名 君夕 双 召 子夕夕召 夕召召召 夕召子名习名名 召 口 刀 习子 召子 吕子 力以刀 根据画示树状图 由树状 图可以得到下述结果 气气气气 一一一 如入 口名率 贝 采样点可以 归为两类 即硬 属 于一 类 蛋 为另一类 由表 可 看到属于后一类的采样点 鱼 类这一项打分全为 说明采 样时 未找到鱼类 底栖生物这一项的打分即 使不是 也极低 说明从这两方 而 卿心山魂内内 琳琳喻 衡书 看水质污染是严 重的 但 考虑到 尚有一定 种类和 数 量 的浮游动 植物 所以评为重污染较 合理 相对地 属于 前一类的采 样点则可认 为是非重污染点这 洋的分类嫌粗 不符合要 求 但有一定的参考价值 如入二 口了 则 一可 以分为子类 即 和 参考表 可看到污染的相对程度是 最轻 居中 较重 至 刊 口 由归 并的先后看来 它实际上是介于中等污染和重污染之间而更接近重污 染 可 根据具体情况进一步推敲归为那一类更恰 当 如失 夕 则可 分 为 类 即 王 与上面较粗的分类相比较 主要是 在中等污染的个采样点中又分出了几类 但因为规定中等污染只分甲型和乙型两种 结 1994 2009 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 全期 水生生物群落评价水质的模糊数学方法时 合表 了 可见采样点 水质优于 处 故可把前 子类都评 为乙型中污染级 而把后 点评为甲型中污 即结论是 属轻污 属乙型中污 属甲型中污 属重污染或 属甲型中污 属重污染 这样 的分类比单项评价 一 更符合河流环境生态 的现状 已作为常州市 环境保护的重要参考 参考文献 水污染的生物学评价 毒理 和生