统计学方法制定我国湖泊营养物基准的研究

摘要

湖泊富营养化已成为重要的全球性水环境问题之一。作为富营养化控制标准的科学基础，湖泊营养物基准的制定成为我国的当务之急。我国湖泊众多、分布广泛，营养物水平和富营养化效应的区域差异性明显，欲科学合理地制定湖泊营养物基准，需要在不同区域确定各自的基准。
　　 营养物基准的指标是可用于衡量水质、评价或预测水体的营养状态或富营养化程度的变量，是构成建立区域和湖泊营养物基准的基础。本研究对包括营养盐在内的一系列指标进行了归纳和概述，介绍了当前美国在湖泊营养物基准指标选取方面的基本情况，提出了选择指标时应遵循的若干原则和建议。
　　 建立生态分区内各类型湖泊营养物的参照状态是营养物基准制定过程中最为核心的内容之一。本研究系统分析和评价了确定湖泊营养物参照状态的若干种方法，包括统计学方法、模型推断、古湖沼学重建和专家判断等；重点分析了参照湖泊法、湖泊群体分布法、三分法以及回归分析等几种统计学方法，并深入探讨了适用性和可行性。
　　 本研究针对东部平原湖区、蒙新高原湖区和云贵高原湖区三个区域的湖泊近若干年的水质监测数据，选取最能体现水体的营养状况并具有早期预警功能的总磷、总氮、叶绿素a和透明度四项指标，在分析区域差异性的基础上，研究指标之间的关系并建立回归方程，对湖泊典型的营养物浓度、营养状态指数和氮磷比等进行分析和比较，并针对不同方法建立东部平原湖区营养物参照状态的结果进行对比。利用统计学方法(湖泊群体分布法)建立各湖区营养物参照状态，分析其差异的成因，评价在参照状态所处的营养状态。
　　 综合研究分析显示，不同湖区各指标间关系各不相同，如有机质浓度、非藻类浊度和总溶解性固体等对营养状况均有不同程度影响；综合考虑之后，选定三个湖区的总磷和总氮的参照状态值分别为O.025mg·L-1、O.005mg·L-1、O.008mg·L-1和0.622mg·L-1、0.633mg·L-1、O.173mg·L-1，叶绿素a和透明度的参照状态值分别为0.65mg·m-3、0.798mg·m'3、2.24mg·m-3和0.60m、2.68m、4.97m，表明在无人类活动干扰的条件下，东部平原湖区处于中营养状态，其余两个湖区处于贫营养状态。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2湖泊营养物基准

1.2.1基准和标准

1.2.2富营养化相关的因素

1.3湖泊营养物基准的制定方法

1.3.1 U.S.EPA方法

1.3.2美国各州的方法

1.3.3其他国家地区(欧洲)

1.4研究目的和意义

1.5研究内容与技术路线

1.5.1技术路线

1.5.2研究内容

1.6本章小结

第二章湖泊营养物基准指标的研究

2.1营养物基准的候选指标

2.1.1营养物指标

2.1.2生物学指标

2.1.3其他指标

2.2美国湖泊营养物基准所用指标

2.3基准指标选取的原则

2.4基准指标选取的建议

2.5本章小结

第三章湖泊营养物参照状态的研究

3.1湖泊营养物参照状态

3.2建立参照状态的方法

3.2.1频数分布法/统计学方法(statistical methods)

3.2.2模型推断法(model-based prediction or extrapolation)

3.2.3古湖沼学重建(paleolinmologicai reconstruction)

3.2.4历史数据和专家判断

3.3统计学方法

3.3.1参照湖泊法(reference lake approach)

3.3.2湖泊群体分布法(lake population distribution approach)

3.3.3三分法(trisection method)

3.3.4回归推断(regression inference)

3.4本章小结

第四章案例研究

4.1东部平原湖区案例

4.1.1湖区概况

4.1.2指标之间的关系

4.1.3参照状态的确定

4.2蒙新高原湖区案例

4.2.1湖区概况

4.2.2指标之间的关系

4.2.3参照状态的确定

4.3云贵高原湖区案例

4.3.1湖区概况

4.3.2指标之间的关系

4.3.3参照状态的确定

4.4本章小结

第五章结果与讨论

5.1描述统计的结果分析

5.1.1数据初步分析

5.1.2营养状况比较

5.1.3不同方法建立参照状态的比较

5.2参照状态的比较

5.2.1简单比较

5.2.2营养状态指数的比较

5.3本章小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介