湖泊生态系统健康评价数据处理方法课件

1、鲁湖生态系统健康评价 熵权综合健康指数法参考自：基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价研究 毕温凯评价模型 湖泊生态系统是一个涵盖内、外因素的综合体。生态系统健康应包含两方面内涵: 满足人类社会合理需求的能力和生态系统本身自我维持与更新的能力。 决定湖泊生态系统的健康与否的因素有内在因素也有外在因素，内在因素为系统自身维持能力和抵抗里的强弱，外在驱动力包括自然干扰和人为干扰。 评价是否正确的关键在于评价指标的建立、指标权重的确定和评价方法的选用。 1、评价指标体系的建立(1)评价指标的结构组成 （a）人类、社会和经济层 （b）湖泊自身层 稳定性指标：指湖泊的理化性质达标 完整性指标：指湖泊内部结

2、构完整，主要体现在湖泊内部生物结构复杂多样 功能性指标：指系统的物质循环、能量和信息流动的完整，受突发的自然或人为扰动后具有恢复力，有活力。 (2)评价指标筛选原则：系统性原则,能够反映湖泊生态系统健康的整体情况 可操性原则,所选指标必须简明、实用且灵敏。规范性原则,所选指标的概念定义、监测获得方法必须做到统一规范。鲁湖生态系统健康评价指标选择如下：以叶绿素a为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：参数ChlaTPTNSDCODMn10.840.82-0.830.8310.70560.67240.68890.6889注：引自金相灿等著中国湖泊环境，表中来源于中国26个主要湖泊调查

3、数据的计算结果。式中，为第j种参数与基准参数叶绿素a的相关系数；m为评价参数的个数。中国湖泊的叶绿素a与其它参数之间的相关关系及H: Shannon-Wiener 指数（无量纲），即生物多样性指数，用于衡量湖泊生态系统的复杂性和层次性，是表征湖泊生态系统完整性的综合指标。本文按照实测的底栖动物的数量，计算Shannon-Weiner生物多样性指数，计算公式如下： 式中：s为物种数；ni为第i种物种的数量，N为物种的总数量。 所对应的湖泊生态系统结构的组织性和稳定性越理想越。能质结构的计算公式如下: 式中，Ci为第 i 种生物的生物量（mg/L），为总生物量（mg/L），为对应权重，浮游植物、浮

4、游动物和底栖生物分别取3.4、36.8和36.8 (1)综合健康指数 建立一个综合健康指数，来定量地评价湖泊生态系统的健康状态它在0-1之间取值，其值为0 时代表健康状态最差，为1 时代表健康状态最好。为了更清楚地描述健康状态，将CHI 值划分为5个区间：0-0.2；0.2-0.4；0.4-0.6；0.6-0.8；0.8-1.0， 它们分别对应着很差、差、中等、好、很好共5个健康状态。综合健康指数的计算公式如下： 结合鲁湖生态系统的特点，选用综合健康指数法(CHI)进行鲁湖生态系统健康评价。 式中,m为评价指标的个数；Wi为指标i的权值；Ii为指标i的归一化值。(2)计算各指标的归一化值 指标归一化时，取序列中各指标的相对最佳值为1，其余值则以其与最佳值的比值或比值的倒数作为归一化后的值。若各指标中的最大值为相对最佳值，则其余值与最大值的比值作为其归一化后的值；若各指标中的最小值为相对最佳值，则其余值与最小值的比值的倒数作为其归一化后的值。 对矩阵 C 中指标进行归一化处理，得到判断矩阵 Q，对于正向指标（指标值越大越好）和逆向指标（指标值越小越好）分别采用以下公式：式中 qij为归一化处理后的评价样本 i 的 j 指标，Cij为对应原指标，