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我国湖泊富营养化现象严重,对其驱动因子的研究是科学制定富营养化控制策略的基础和重要的途径,统计模型是其中常用的研究方法。本文提出了湖泊富营养化控制在驱动因子分析方面需回答的4个基本问题,并选取了滇池、程海、抚仙湖和异龙湖4个具有相似性和差异性的高原湖泊作为典型案例开展对比分析。旨在识别云南不同典型高原湖泊富营养化现象发生的驱动因子,确定驱动因子与富营养化发生程度之间的定量关系,为不同湖泊的污染治理提供科学依据;并通过比较不同湖泊驱动因子识别过程与识别结果的不同,探讨统计模型在研究富营养化问题中的适用性及湖泊富营养化发生机理的可推广性。 本文在系统的数据收集与分析的基础上,构建了绝对主成分分析(APCS-MLR)、结构方程模型(SEM)和神经网络分析(ANN)相结合的研究方法体系,建立了浮游植物与水质指标及关键理化特征指标间的定量关系模型,识别了不同湖泊的富营养化驱动因子;并将有一定相似性和差异性的4个湖泊的模型结果进行对比,分析了影响富营养化发生的其他因素,同时也总结了适用SEM的数据集和模型特征。 研究得到的主要结论如下: (1)除抚仙湖外,滇池、程海和异龙湖均可以使用SEM方法。4个湖泊富营养化发生最主要的驱动因子均为理化因子,营养物质的影响相对较小;除抚仙湖外的3个湖泊氮对浮游植物的影响都比磷要重,其中滇池为氦限制湖泊,程海和异龙湖为氮-磷共限制湖泊。异龙湖的模型结果表明,水细菌也是影响富营养化的重要驱动因子。 (2)对4个湖泊的比较研究发现,4个湖泊污染情况都在加剧,物理因子都是影响浮游植物生长最重要的因素;湖泊的流域湖泊面积比越大,越容易发生富营养化现象;城市人口比例较高时,更容易发生富营养化现象;水深越浅,则大型水生植物更不易生存,难以形成复杂、稳定的水生生态群落结构,更易发生富营养化现象;农业用地面积越大,污染源中磷的比例越高,更容易产生氮限制情况;未发生富营养化的湖泊,氮磷增加都有可能附近浮游植物生长,但过多的营养物质也会产生抑制作用;已经发生富营养化的湖泊,营养物质含量往往非常之高,已处于稳态,营养物质的微小变化对浮游植物生长的影响非常小,本研究中滇池表现为微弱的抑制作用。 (3) SEM适用于机理相对清晰、指标个数和潜变量个数3∶1以上、样本容量在200以上的模型。但SEM拟合非常好时,只能说数据不否定模型,而不能说数据验证模型,更不能说因果关系得到验证。