[發明專利]一種富營養化湖泊的健康評價方法

無效

• 申請號: 201010595938.4
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102034214A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 程南寧;李巍;杜心慧
• 申請（專利權）人: 上海勘測設計研究院
• 主分類號: G06Q50/00
• 分類號: G06Q50/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 王松

技術領域

本發明屬于水生態領域，涉及一種生態模型構建、計算方法及軟件擬合，尤其涉及一種富營養化湖泊的健康評價方法。

背景技術

湖泊為人類發展提供了豐富的資源，為保障經濟社會可持續發展發揮著極其重要的作用。但是隨著工業化和城鎮化進程的加快，人類活動對湖泊的影響日益加劇，污染和富營養化嚴重，生態功能萎縮退化，藍藻水華頻繁爆發，直接影響著人類的生產生活。湖泊富營養化已經成為制約經濟社會發展的一個重要因素。為加強富營養化湖泊的健康管理，及時把握富營養化湖泊的發展動態，保持一個具有“變化-適應-修復-再變化”循環過程的自我適應能力和自我修復能力的健康湖泊，做到人與湖泊和諧相處，非常有必要提出一種適宜的富營養化湖泊健康評價方法，以便客觀掌握富營養化湖泊的健康狀況，并為湖泊生態修復和琥珀管理提供科學有效的技術手段。

河湖健康思想的淵源可追溯至1778年蘇格蘭生態學家James?Hutton提及的“自然健康”。1992年Costanza在前人研究成果的基礎上提升了生態系統健康的概念，強調一個健康的生態系統必須保持新陳代謝活動能力，保持內部結構和組織，對外界的壓力必須有修復力。這種概念至今仍被廣泛認可。

目前對湖泊健康狀況評價的研究主要集中在生態健康評價領域，其關注重點在于建立適宜的生態健康評價指標體系。關于湖泊健康的評價指標主要指標體系的研究也由最初的單一考慮生態系統自身特點的指標體系轉到加上人類活動的指標體系，先后提出了很多評價指標，如生物完整性指標、毛生產力指標(GEP)、生態系統壓力指標、響應指標、熱力學指標等。然而，湖泊不僅是自然的湖泊，更是社會的湖泊。當湖泊提供的服務不能滿足人類的需求，如湖區因洪水泛濫或干旱缺水和水質污染等原因嚴重影響了人類的生存和發展，就產生了“湖泊不健康”的問題。因此，湖泊健康程度實際上反映的是人類與湖泊的協調程度，這包括人類對湖泊向人類提供可持續服務的認可程度，和人類給予湖泊的保護程度。割裂湖泊系統的社會服務功能來談湖泊健康沒有實際意義。因此在湖泊的健康評價中，必須考慮湖泊的社會服務功能。遺憾的是已有的湖泊健康評價中很少包括社會服務功能的內容。

生態系統健康的評價方法主要有指示物種法和指標體系評價法兩種方法。指示物種法主要是依據生態系統的關鍵物種、特有物種、指示物種、瀕危物種和環境敏感物種等的數量、生物量、生產力、結構、功能指標以及一些生理指標來描述生態系統的健康狀況。指標體系評價法則根據生態系統的特征及其服務功能建立指標體系進行定量評價。指標體系評價法按照不同的需求又分為單指標評價、復合指標評價和指標體系評價。生態系統健康評價采用的具體模型方法包括綜合指標評價法和模糊綜合評價法兩類。其中，綜合指標評價法一般通過層次分析法確定指標權重，構建綜合指數對系統健康狀況進行綜合定量評判；模糊綜合評價法把湖泊健康問題作為一個模糊問題來處理，根據多個因素對評價對象本身存在的性態或隸屬上的亦此亦彼性，從數量上對其所屬成分給以刻劃和描述。模糊綜合評價法能避免主觀判斷生態系統健康標準的不確定性，非常適合于主觀、客觀指標復合的富營養化湖泊健康評價，并且非常易于實現軟件模型的建立。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為影響因素多、涉及范圍廣、綜合決策困難的富營養化湖泊提供一種可從多個角度快速確定湖泊健康等級和健康狀況的便于應用、結果表達直觀的非常有效的技術管理工具。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種適用于富營養化湖泊的健康評價方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，根據湖泊管理的需求，從流域整體入手，確定包含湖泊自然屬性和社會屬性的評價指標體系；其中反映維系富營養化湖泊自身生命健康的自然屬性指標主要涉及湖泊自然形態、水體水質及富營養化、水生生態等指標，反映湖泊服務于人類社會可持續發展需求的社會屬性指標主要涉及防洪、供水、生態、開發利用等指標。指標篩選遵循系統性、科學性、代表性、可比性、可操作性、實用性和數據易得的原則。

步驟二，依據步驟一所建立的綜合評價指標體系，基于多因素綜合原理和模糊關系合成原理建立一個包括數據錄入及處理、單因素評價、綜合評價三個計算模塊的評價模型；該模型可提供湖泊某一單因素健康評價、湖泊健康綜合評價兩種評價功能。各模塊通過下屬不同的步驟實現：

1)數據錄入及處理計算模塊

a、對各指標進行類型一致化轉化，使轉化后的指標表征為：指標值越小表征湖泊健康特征越趨于不利；指標值越大表征湖泊健康特征越趨于有利。具體變換方法為x^*＝M-x或(x＞0)。