基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(dú)特的生態(tài)、景觀功能，越來(lái)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(fù)雜程度低，或者遭受?chē)?yán)重污染，破壞了湖泊的生態(tài)系統(tǒng)完整性，導(dǎo)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(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，環(huán)保部組織監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的26個(gè)湖泊中，呈現(xiàn)富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)化或異常營(yíng)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(yíng)養(yǎng)化的條件或已經(jīng)處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2010），因此，科學(xué)有效地揭示湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，為湖泊管理部門(mén)制定有效的控制方案及政府部門(mén)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(píng)價(jià)研究處于發(fā)展階段，評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)等隨著不同地區(qū)及不同研究對(duì)象而發(fā)生改變，且多數(shù)研究中評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定具有極大的主觀性，致使評(píng)價(jià)方法無(wú)法推廣。本研究基于此上問(wèn)題，利用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理模式分類(lèi)

3、中權(quán)重確定的客觀性的極大優(yōu)勢(shì)，建立了基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)模型。在兩年半的研究時(shí)間內(nèi)，對(duì)廣州市白云區(qū)白云湖的水質(zhì)及生物進(jìn)行了五次跟蹤監(jiān)測(cè)，獲得了大批相關(guān)數(shù)據(jù)。依據(jù)國(guó)內(nèi)外的湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)研究及獲取到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立了包括五日生物化學(xué)需氧量、總氮、總磷、溶解氧、生物多樣性指數(shù)、綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、能質(zhì)和結(jié)構(gòu)能質(zhì)在內(nèi)的八項(xiàng)指標(biāo)，并借鑒國(guó)家制定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和前人的科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)對(duì)八項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了分級(jí)，構(gòu)建了由五個(gè)等級(jí)組成的以白

4、云湖為研究對(duì)象的城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。最終，以評(píng)價(jià)指標(biāo)為訓(xùn)練樣本對(duì)概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，獲得湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)的評(píng)價(jià)結(jié)果。結(jié)果顯示，白云湖生態(tài)系統(tǒng)健康情況有轉(zhuǎn)好的趨勢(shì)，但仍然比較脆弱，凈化水質(zhì)的能力有限;各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)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(píng)價(jià)結(jié)果，提出增加沉水植物及浮水植物等生態(tài)措施、實(shí)現(xiàn)白云湖徹底的環(huán)湖截污以及增加各類(lèi)水質(zhì)改善工程設(shè)施的數(shù)量三個(gè)方面