基于克里金插值法的海灣水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究——以福建泉州灣為例.pdf

1、海灣生態(tài)系統(tǒng)是一種重要海洋生態(tài)系統(tǒng)類型，通常具有獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境和高價(jià)值的各類資源。同時(shí)，其優(yōu)越的自然條件、區(qū)位條件以及多樣、豐富的資源，促使海灣周邊城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，人口密度增大。但是，海灣作為半封閉海域，海水交換能力與自凈能力有限，易受徑流沉降與陸源污染物輸入的影響，其生態(tài)環(huán)境較為脆弱。因此，亟需基于高效、準(zhǔn)確的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)以實(shí)施環(huán)境監(jiān)督管理的措施。目前，我國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)工作普遍存在監(jiān)測(cè)目的不明確、環(huán)境信息不完整以及監(jiān)測(cè)計(jì)劃針

2、對(duì)性弱等問題，導(dǎo)致現(xiàn)已開展的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)無(wú)法銜接，已有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法很好地反映海洋環(huán)境現(xiàn)狀，從而無(wú)法滿足服務(wù)于各級(jí)政府與公眾社會(huì)的需求，決策者無(wú)法從實(shí)際環(huán)境情況出發(fā)提出相應(yīng)保護(hù)與管理措施。
　　在此背景下，本研究結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研、比較分析及案例分析等研究方法，梳理、歸納并比較美國(guó)、歐盟、日本、加拿大、澳大利亞以及中國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)展研究。各個(gè)國(guó)家的水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系有所差異，其制定的相應(yīng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)亦有所不同。各國(guó)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)定

3、量方法較為完善，中國(guó)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站位位置主要根據(jù)歷史站位與規(guī)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)原則進(jìn)行布設(shè)，其定量的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法還處于逐步發(fā)展、實(shí)踐研究與驗(yàn)證階段。
　　相比各國(guó)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)方法，我國(guó)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)以定性布設(shè)原則與方法為主，尚存在一定的局限性。因此，本文以泉州灣為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)其海洋環(huán)境現(xiàn)狀與陸源排污情況現(xiàn)狀，提出當(dāng)前的海灣環(huán)境監(jiān)測(cè)站位已無(wú)法滿足監(jiān)測(cè)需求，綜合考慮海灣海洋水動(dòng)力的遷移擴(kuò)散作用和污染源分布情況，對(duì)海灣海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)

4、行優(yōu)化與完善，并提出一定的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原則。本文主要研究成果如下:
　　(1)本文嘗試闡述美國(guó)、歐盟、日本、加拿大、澳大利亞以及中國(guó)的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)工作進(jìn)程及監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)方法與原則，并比較國(guó)內(nèi)外監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)原則與方法的異同，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)及其對(duì)各國(guó)的不同影響。
　　(2)論文基于相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法于理論研究與實(shí)踐研究相結(jié)合之思路，利用多年泉州灣海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)濃度的年平均值，選取泉州灣海域?yàn)檠芯繀^(qū)域，運(yùn)用趨勢(shì)分析法與Pearson

5、相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)泉州灣海洋環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀與各海洋環(huán)境參數(shù)的相關(guān)性，得到泉州灣主要污染物為DIN、DIP以及石油類，且與陸源污染物輸入有關(guān)。結(jié)合相關(guān)研究與調(diào)查資料概述泉州灣陸源污染物排放情況，證明前面所提到的觀點(diǎn)。
　　(3)在此工作基礎(chǔ)上，運(yùn)用富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)法評(píng)價(jià)泉州灣海域營(yíng)養(yǎng)狀況，分析泉州灣陸源污染物的輸入對(duì)其海域營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的影響，由于大量陸源污染物輸入灣內(nèi)海域呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài);灣口水動(dòng)力條件好，海水自凈能力強(qiáng)，呈現(xiàn)貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。
　　

6、(4)基于泉州灣海域富營(yíng)養(yǎng)指數(shù)結(jié)果E值，運(yùn)用克里金插值法評(píng)估與優(yōu)化泉州灣海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站位網(wǎng)絡(luò)，綜合考慮海灣海洋水動(dòng)力的遷移擴(kuò)散作用、污染源分布情況及其他原則，提出新的監(jiān)測(cè)站位網(wǎng)絡(luò)，提高了海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)精度，使監(jiān)測(cè)站位更具代表性，能更有效的反映海洋環(huán)境質(zhì)量狀況。
　　(5)預(yù)測(cè)誤差的平均標(biāo)準(zhǔn)差值越小，說(shuō)明優(yōu)化結(jié)果的監(jiān)測(cè)精度越高，本文的優(yōu)化結(jié)果縱向比較顯示，其預(yù)測(cè)誤差的平均標(biāo)準(zhǔn)差變化幅度范圍大于同類研究的結(jié)果，其優(yōu)化結(jié)果較為理想，具有一