評價內(nèi)容_湖泊環(huán)境治理與生

第三節(jié)　評價內(nèi)容

一、控制單元劃分

湖泊在評價中雖然是一個整體，但是在其內(nèi)部存在空間和時間上的異質(zhì)性，如果不加以區(qū)分，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)評價必然會事倍功半，如果在評價初期就能識別出重點問題所在，有區(qū)別地開展工作才能起到事半功倍的效果。部分水環(huán)境評價提出了劃分控制單元，但是劃分沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是直接給出劃分結(jié)果，一般是按照研究管理目的結(jié)合實際情況劃分。

在生態(tài)層次上對湖泊生態(tài)健康做出評價，在對其進(jìn)行控制單元劃分時，除了要考慮湖泊本身的狀態(tài)，還要考慮子流域人類活動和自然環(huán)境的變化對其產(chǎn)生的影響，把湖泊劃分為受多個關(guān)鍵因素影響的控制單元。同時，作為一個系統(tǒng)，其狀態(tài)除了有空間上的變化，還隨時間變化，控制單元劃分應(yīng)該考慮到單元在不同的季節(jié)或者年份可能出現(xiàn)的周期性和非周期性的極端狀態(tài)，能體現(xiàn)出時間變化。

二、劃分指標(biāo)

1. 水體狀態(tài)指標(biāo)

（1）水文狀況：進(jìn)水和出水對湖泊影響大，水文過程在水質(zhì)中反映出來。

（2）下墊面狀況：下墊面地質(zhì)、污染物濃度、擾動狀況等，其中富集的污染物在一定狀態(tài)下可能釋放。

（3）水質(zhì)指標(biāo)：國家V類分級水質(zhì)指標(biāo)，這是劃分最常見的綜合水質(zhì)指標(biāo)之一，也是直觀反映湖泊狀態(tài)的指標(biāo)。

2. 關(guān)鍵問題

（1）水體富營養(yǎng)化：目前嚴(yán)重影響湖泊安全的問題是富營養(yǎng)化，它受全球氣候變化、人類活動以及生物生長周期影響。如果分析湖泊的多年RS數(shù)據(jù)，根據(jù)水體被藻類郁閉程度劃分出藻類暴發(fā)的嚴(yán)重程度，劃分出水體富營養(yǎng)化程度不同的區(qū)域，找到控制單元中的關(guān)鍵區(qū)域。

（2）有毒污染物：湖泊中可能存在某種有毒污染物對其生態(tài)起制約作用，按照污染物濃度梯度和危害程度劃分控制單元。

（3）生境退化：生物多樣性作為極其重要的保護(hù)對象，卻是不受重視的資源，很大程度上依賴于其生境的保護(hù)程度，這個問題和以上兩個問題有因果關(guān)系，難以定性、定量判斷，不作為劃分指標(biāo)。

3. 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

（1）經(jīng)濟(jì)

① 發(fā)展水平：嚴(yán)重的環(huán)境問題常發(fā)生在兩種區(qū)域，超過環(huán)境容量快速發(fā)展區(qū)和資源匱乏極度貧困地區(qū)，即發(fā)展程度和速度問題。發(fā)展是一個與公平和效率相關(guān)的問題，區(qū)域之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展上的不平衡往往會造成環(huán)境問題一邊倒的加劇，如果在評價中沒有體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，也必然會導(dǎo)致失衡加劇。評價時區(qū)分各地支柱產(chǎn)業(yè)類型：工業(yè)，農(nóng)業(yè)，旅游，漁業(yè)等。

② 污染物排放：排污點的污染程度往往更嚴(yán)重，如果在枯水時期由于水體自凈能力差，有毒有害物質(zhì)難以快速稀釋可能威脅人類安全和生物安全，對生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的危害。這個指標(biāo)在水質(zhì)中有一定的體現(xiàn)，但是其重點在反映排放點的分布位置和特殊條件下可能造成的危害。

（2）社會指標(biāo)

① 行政區(qū)劃：湖泊一般都不是完全分布在同一個行政單元中，在管理和治理中往往會面臨沖突，需要區(qū)別對待。

② 人口密度：人口密度對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境有極大影響。

（3）數(shù)據(jù)可得性指標(biāo)

數(shù)據(jù)有效性：不是所有區(qū)域都能得到真實有效、完整的數(shù)據(jù)，按照是否能夠得到確實有效的評價數(shù)據(jù)劃分湖泊控制單元，保證重點區(qū)域的評價是完全有效的，同時也能對控制單元進(jìn)行取舍。

（4）水體功能分區(qū)

一般可分為7類：

① 自然保護(hù)區(qū)及源頭水（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)I類）；

② 生活飲用水水源區(qū)（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類）；

③ 水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類）；

④ 旅游區(qū)（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類）；

⑤ 工業(yè)用水區(qū)（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類）；

⑥ 農(nóng)業(yè)灌溉用水區(qū)（地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)V類）；

⑦ 排污口附近混合區(qū)（帶）（不執(zhí)行地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。

選取單一指標(biāo)劃分控制單元必然不能反映復(fù)雜的湖泊生態(tài)系統(tǒng)，而選擇指標(biāo)數(shù)量過多則面臨可操作性下降和控制單元面積過小的問題。為了二者兼顧，建議選擇綜合水質(zhì)指標(biāo)、人口密度和行政區(qū)劃（市）3個指標(biāo)綜合反映湖泊區(qū)的環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)狀況。但是，選擇這3個指標(biāo)存在潛在的問題，分析如下：

A. 綜合水質(zhì)指標(biāo)：劃分后的各個區(qū)域面積相差很大，這樣在綜合評價時可能會出現(xiàn)誤差。預(yù)測可能出現(xiàn)的大區(qū)域是沿湖泊沿岸分布的環(huán)狀或帶狀區(qū)域和中心區(qū)域。由于湖泊周圍人口密度普遍偏高，實際劃分時可能出現(xiàn)人口密度全部為同一類型或者區(qū)分度小，不能體現(xiàn)出人類活動壓力程度的不同，可以考慮采用其他分級制與社會經(jīng)濟(jì)因素相關(guān)的指標(biāo)分類，例如：經(jīng)濟(jì)水平（人均GDP）。該指標(biāo)在參與控制單元劃分時，具體操作方法與人口密度相同。

B. 行政區(qū)劃：整個湖泊全部在同一個行政區(qū)中，該指標(biāo)失去作用。湖泊中央無行政區(qū)劃信息的區(qū)域，可能有潛在的管理問題，在依據(jù)控制單元制定政策和管理方針時必須特殊考慮。人口密度—行政區(qū)劃指標(biāo)與綜合水質(zhì)指標(biāo)耦合時，需要確定向湖心延伸的深度?？紤]到沿湖形成的水質(zhì)劃分帶已經(jīng)反映出人類影響的存在，卻包含了污染物擴(kuò)散的機(jī)理，可以將人口密度—行政區(qū)劃信息與根據(jù)水質(zhì)劃分出沿湖帶狀或環(huán)狀區(qū)域耦合。

湖面的劃分是控制單元劃分的核心，其本質(zhì)是根據(jù)已知的監(jiān)測點信息將湖面劃分為不同健康狀態(tài)的區(qū)域。可以利用插值法將離散的數(shù)據(jù)連接成光滑的曲線，基于不同算法得到不同的結(jié)果，一般可以通過ArcGIS、Surfer、VC編程實現(xiàn)。

三、 控制單元生態(tài)安全指標(biāo)體系

指標(biāo)體系是生態(tài)安全評價的基礎(chǔ)和執(zhí)行框架。生態(tài)安全評價應(yīng)當(dāng)遵循以下特點建立指標(biāo)體系：

① 科學(xué)性，指標(biāo)符合研究對象的作用機(jī)理，符合評價方法要求（正態(tài)分布或其他某種分布方式，具有獨立性，通過統(tǒng)計檢驗）；

② 可得性；

③ 可解釋性。生態(tài)安全評價基于健康評價、災(zāi)變評價、社會經(jīng)濟(jì)影響、服務(wù)價值損失評價4部分工作。

因此，生態(tài)安全的指標(biāo)體系應(yīng)當(dāng)和其他4部分的指標(biāo)體系具有內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。

為了區(qū)別其他4部分研究和生態(tài)安全評價各自建立的指標(biāo)體系，研究將其他4部分的指標(biāo)稱為影響因子，影響因子通過必要的選擇、分析、轉(zhuǎn)化和綜合，成為生態(tài)安全評價中的指標(biāo)。根據(jù)研究總體方案確定的概念模型，指標(biāo)體系以研究擴(kuò)展的DPSIR模型為基本框架，定量描述研究對象的驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響的穩(wěn)態(tài)特征，并對定量非穩(wěn)態(tài)的風(fēng)險。在此基礎(chǔ)上，將穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)的研究相結(jié)合，對生態(tài)安全的3個重點過程進(jìn)行描述：壓力輸入過程、影響輸出過程和湖體結(jié)構(gòu)變化過程。對研究的基本思路如下：

① 影響因子選擇。研究將依據(jù)其他4部分評價方案，將其指標(biāo)體系作為生態(tài)安全評價的影響因子，并根據(jù)研究對象進(jìn)行分類。

② 影響因子分析。生態(tài)安全作為基于4部分評價的一個整體和綜合的框架，需要識別各部分評價中的共性內(nèi)容，將各部分指標(biāo)做出調(diào)整和綜合，依據(jù)生態(tài)安全的內(nèi)在機(jī)理在不同的部分間分析和識別因果關(guān)系。將調(diào)整和綜合后的影響因子按照驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和風(fēng)險5部分納入生態(tài)安全的DPSIR模型框架中。

③ 影響因子優(yōu)選與指標(biāo)體系建立。比較和選擇統(tǒng)計學(xué)方法，對消除影響因子間的相關(guān)性和交叉性，提取獨立性的指標(biāo)，建立具有獨立性的指標(biāo)體系。

技術(shù)路線和指標(biāo)體系，如圖6-7和表6-2所示：

圖6-7 指標(biāo)選擇的技術(shù)路線

表6-2 評價方案的具體指標(biāo)體系

1. 影響因子的選擇

選取各部分評價方案的指標(biāo)體系，對其具體指標(biāo)進(jìn)行分類。由表6-2可知，4項評價的所有影響因子、涵蓋水質(zhì)、群落結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力、水量、文化需求、社會經(jīng)濟(jì)和災(zāi)害評價6個大類。指標(biāo)可以按照描述對象的不同分為若干個小類。不同大類的小類數(shù)量、指標(biāo)數(shù)目各不相同，指標(biāo)的定量單位也不相同。

2. 影響因子的分析

（1）生態(tài)安全影響因素的識別

從表6-2中可以看出，由于研究選擇角度的不同，4種評價覆蓋了不同的方面和對象。生態(tài)安全評價是4種評價的共性內(nèi)容的提煉，這個共性內(nèi)容表現(xiàn)為水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力。如圖6-8所示。

圖6-8 評價指標(biāo)提煉

因此，生態(tài)安全評價將選取水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力指標(biāo)，表征整個系統(tǒng)的安全特性。其他的指標(biāo)，是各評價各自的組成部分，在分項評價中是不可或缺的部分，但不是生態(tài)安全評價的主要影響因子。

（2）生態(tài)安全統(tǒng)一尺度的建立

在不同的評價中，相同大類的指標(biāo)由于各自的研究特點而具有不同的研究角度。例如，同樣是水質(zhì)指標(biāo)，社會經(jīng)濟(jì)調(diào)查選擇的是總量指標(biāo)和濃度指標(biāo)，生態(tài)健康和災(zāi)變評價選擇的是濃度指標(biāo)，而服務(wù)價值選擇的是總量指標(biāo)、濃度指標(biāo)或貨幣指標(biāo)。不同的評價，其選擇的組合方式也會有不同。例如，同樣是反映TP對水體的影響，社會經(jīng)濟(jì)通過點源排放、面源排放、入湖水質(zhì)共同描述，生態(tài)健康通過湖體水質(zhì)、底質(zhì)含量共同描述，而服務(wù)價值選擇水質(zhì)和湖濱帶面源截留總量來描述。如表6-3所示。為在不同的評價之間建立聯(lián)系，研究必須建立同一的研究對象、研究尺度和定量單位，從輸入到湖體再到輸出的過程上進(jìn)行綜合。

表6-3 指標(biāo)分類

基于以上分析，研究展開機(jī)理分析，研究水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力在整個湖泊流域系統(tǒng)的變化過程。這兩個過程都以湖泊流域內(nèi)的人口增長和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求為驅(qū)動力，需要描述其壓力—狀態(tài)—影響關(guān)系。

（1）污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程

在原始驅(qū)動力下，社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生污染排放，排放經(jīng)過河流和排污管道遷移后進(jìn)入湖體，對湖體形成壓力。湖泊生態(tài)系統(tǒng)的污染狀況，包括湖體水質(zhì)、底質(zhì)含量構(gòu)成湖體的狀態(tài)。湖體的狀態(tài)決定了其水質(zhì)凈化的能力，這一能力的變化表現(xiàn)出湖泊生態(tài)系統(tǒng)受到的影響。災(zāi)變過程反映湖體狀態(tài)的突變性變化和影響的突然損失。這一過程如圖6-9所示。

圖6-9 污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程

（2）生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的變化過程

生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的變化存在兩個壓力來源：① 在驅(qū)動力的驅(qū)動下，生產(chǎn)性土地（耕地）和建筑用地的增加以及自然生態(tài)占主體的林地、草地、未開墾土地和水域面積的減少。不同的土地具有不同的生產(chǎn)力，其中湖濱帶土地利用方式對湖體形成直接壓力。② 水質(zhì)惡化對生態(tài)力變化的壓力。湖體的狀態(tài)可以通過初級生產(chǎn)力和頂級生產(chǎn)力（魚類）及其生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)來反映。湖體狀態(tài)變化，將導(dǎo)致最大可持續(xù)捕撈量的變化。災(zāi)變過程將對初級生產(chǎn)力和頂級生產(chǎn)力產(chǎn)生不同影響。這一過程如圖6-10所示。生產(chǎn)力的計算是一個時間序列的結(jié)果，考慮到本次研究的特點，研究認(rèn)為，生物量可以在某些領(lǐng)域近似生產(chǎn)力，通過群落生物量結(jié)構(gòu)的描述來近似生產(chǎn)力結(jié)構(gòu)。

圖6-10 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的變化過程

基于以上過程分析，研究分別選擇污染物總量和生物量在“壓力－狀態(tài)－影響”體系中的不同表現(xiàn)，作為水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力研究的主要變量。

（3）影響因子體系的建立

1）驅(qū)動力

驅(qū)動力主要指人類社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求對產(chǎn)生湖泊脅迫的推動作用。研究選擇湖泊流域人口密度、湖泊流域工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比和湖泊流域基尼系數(shù)來表征人口、經(jīng)濟(jì)、社會3個方面。湖泊流域基尼系數(shù)如果缺失，可以考慮其他指數(shù)來表征社會分配的公正性指標(biāo)。

2）水質(zhì)

我國湖泊面臨的首要水質(zhì)問題是水體富營養(yǎng)化。因此，研究選擇4項水質(zhì)指標(biāo)表征湖泊的水質(zhì)狀況：COD、TP、TN和M，其中M代表湖泊除COD、TP、TN以外的最主要污染物。最主要污染物按照年超標(biāo)總天數(shù)最大來確定。

湖泊的水質(zhì)過程選擇污染物總量作為統(tǒng)一尺度。分別以流域排放總量、污染入湖總量、湖體污染物總量與底質(zhì)污染總量、污染凈化總量來表征驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)和影響。災(zāi)變過程通過湖體污染物峰值總量來表征。各影響因子的定義、計算方法和參考標(biāo)準(zhǔn)如下（以COD為例，其他三項指標(biāo)相同）：

① 壓力

入湖COD總量：一年內(nèi)直接進(jìn)入湖泊的COD總量，不包括地下水交換

入湖COD總量＝點源COD入湖總量＋河流COD入湖總量＋面源COD入湖總量。

點源COD入湖總量＝湖泊排污口COD排放總量。

河流COD入湖總量＝∑入湖河流COD濃度×入湖河流入湖斷面水量。

參考標(biāo)準(zhǔn)：“十五”總量控制目標(biāo)

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

湖體COD總量：湖泊水體中的COD總量

湖體COD總量＝湖體COD濃度×湖體總?cè)萘?/p>

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的湖體COD總量

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

底質(zhì)COD總量：湖泊一定厚度的底質(zhì)所含的COD總量

底質(zhì)COD總量＝底質(zhì)COD濃度×湖泊濕面面積×底質(zhì)厚度

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的底質(zhì)COD總量

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

注：1980年代綜合調(diào)查不區(qū)分湖體和底質(zhì)，此處需要注意統(tǒng)計口徑。應(yīng)對方法需要思考。凈化總量的標(biāo)準(zhǔn)同樣存在此問題。各湖情況不同，需要逐一確定。

COD凈化總量：湖體在1年內(nèi)降解的COD總量。

COD凈化總量＝湖體COD總量（上年末）＋入湖COD總量－流出COD總量－湖體COD總量（年末）

流出COD總量＝∑流出河流COD濃度×流出河流流出斷面水量

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的COD凈化總量

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

② 災(zāi)變

湖體COD峰值總量：災(zāi)變發(fā)生后COD濃度最大時的湖體COD總量

湖體COD峰值總量＝COD最大濃度×湖體總?cè)萘?/p>

參考標(biāo)準(zhǔn)：災(zāi)變發(fā)生前10日湖體COD平均總量

標(biāo)準(zhǔn)值＝（∑災(zāi)變發(fā)生前n日COD濃度）×湖體總?cè)萘?10

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

③ 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力

生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力過程應(yīng)當(dāng)選擇生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力作為統(tǒng)一尺度。研究將遵循湖泊生態(tài)系統(tǒng)的基本原理，合理選擇初級凈生產(chǎn)力、浮游植物生物量、魚類生物量、群落生物量結(jié)構(gòu)等作為生產(chǎn)力的不同表述，并注意不同表述之間的銜接。各影響因子的定義、計算方法和參考標(biāo)準(zhǔn)如下：

④ 土地

土地利用變化：由于土地利用類型的機(jī)械變化導(dǎo)致的生產(chǎn)力的變化

土地利用變化＝∑（某類型土地面積變化×單位面積該類型土地生產(chǎn)力）參考標(biāo)準(zhǔn)：土地利用變化前（或某基準(zhǔn)年）土地總生產(chǎn)力

標(biāo)準(zhǔn)值＝∑（某類型土地面積×單位面積該類型土地生產(chǎn)力）

標(biāo)準(zhǔn)值＝（實際值＋標(biāo)準(zhǔn)值）/標(biāo)準(zhǔn)值

注：需要界定計算的土地面積范圍，如湖體+湖濱帶。

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)：

⑤ 狀態(tài)

浮游植物生物量：單位體積湖體中浮游植物質(zhì)量

浮游植物生物量＝浮游植物生物量（實際值可直接測得）

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的浮游植物生物量

指標(biāo)值＝標(biāo)準(zhǔn)值/實際值

浮游動物生物量：單位體積湖體中浮游動物物質(zhì)量

浮游動物生物量＝浮游動物生物量（實際值可直接測得）

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的浮游動物生物量

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

魚類生物量：單位體積湖體中魚類質(zhì)量。

魚類生物量＝魚類生物量（實際值可直接測得）

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時魚類生物量

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

BZ/BP：浮游動物生物量和浮游植物生物量的比值

BZ/BP＝浮游動物生物量/浮游植物生物量

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時BZ/BP

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

能質(zhì)：生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到無生命混沌的無序狀態(tài)所能做的功。能質(zhì)可表征湖泊生態(tài)系統(tǒng)所含的生物量及其所攜帶的信息量，測量湖泊遠(yuǎn)離生態(tài)系統(tǒng)熱力平衡狀態(tài)的距離。

能質(zhì)＝∑（某一層級生物量×權(quán)重系數(shù)）

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時的能質(zhì)

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

結(jié)構(gòu)能質(zhì)：生態(tài)系統(tǒng)單位生物量和有機(jī)質(zhì)所蘊含的能質(zhì)。能質(zhì)獨立于湖泊生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)水平，可表征湖泊生態(tài)系統(tǒng)利用環(huán)境資源的能力。

結(jié)構(gòu)能質(zhì)＝能質(zhì)/∑某一層級生物量

參考標(biāo)準(zhǔn)：1980年代湖泊綜合調(diào)查時能質(zhì)（中國湖泊環(huán)境）

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

⑥ 影響

魚類最大可持續(xù)捕撈量：1年內(nèi)湖泊魚類生物量的變化量

魚類最大可持續(xù)捕撈量＝魚類總產(chǎn)量＋魚類生物量（年末）－魚類生物量（上年末）

參考標(biāo)準(zhǔn)：目前缺失

指標(biāo)值＝實際值/標(biāo)準(zhǔn)值

⑦ 災(zāi)變

浮游植物峰值生物量：單位體積湖體中浮游植物的最大質(zhì)量。

浮游植物峰值生物量＝浮游植物峰值生物量（實際值可直接測得）

參考標(biāo)準(zhǔn)：災(zāi)變發(fā)生前10日湖體浮游植物平均質(zhì)量

標(biāo)準(zhǔn)值＝∑災(zāi)變發(fā)生前n日浮游植物生物量/10

指標(biāo)值＝標(biāo)準(zhǔn)值/實際值

魚類死亡量：災(zāi)變過程中死亡魚類的總質(zhì)量。

魚類死亡量＝魚類死亡量（實際值可直接測得）

參考標(biāo)準(zhǔn)：災(zāi)變發(fā)生前10日魚類生物量

標(biāo)準(zhǔn)值＝∑災(zāi)變發(fā)生前n日魚類生物量/10

指標(biāo)值＝（標(biāo)準(zhǔn)值－實際值）/標(biāo)準(zhǔn)值

⑧ 影響因子集合

經(jīng)過分析與綜合后的影響因子集合如下。影響因子集合只是揭示了湖泊生態(tài)安全的影響過程，需要統(tǒng)計學(xué)分析檢測各指標(biāo)的統(tǒng)計分布，消除各影響因子之間存在的相關(guān)性，以達(dá)到指標(biāo)體系科學(xué)性的目標(biāo)。

圖6-11 評價指標(biāo)的層次劃分

需要指出的是，以上分析雖然按照水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力分別進(jìn)行機(jī)理分析，但這兩個過程是相互聯(lián)系的，在影響因子中也有所反映。因此，在對影響因子進(jìn)行統(tǒng)計分析時，應(yīng)當(dāng)將兩者共同分析，而不是分別分析。

3. 控制單元生態(tài)安全指標(biāo)篩選與指標(biāo)體系建立

指標(biāo)篩選是確定特定湖泊指標(biāo)體系的科學(xué)基礎(chǔ)，本研究采用兩種方法：一是評價之前的統(tǒng)計方法篩選；二是利用評價模型開展指標(biāo)敏感性分析來篩選敏感指標(biāo)。整理各備選指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，并開展數(shù)據(jù)概率分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計轉(zhuǎn)換；利用相關(guān)分析及Two-way方差分析，建立指標(biāo)之間的統(tǒng)計關(guān)系；利用聚類分析與判別分析實現(xiàn)指標(biāo)分類及識別關(guān)鍵指標(biāo)；篩選獨立性指標(biāo)；輸入合適的評價模型，采用一次一個變量方法對指標(biāo)進(jìn)行敏感性分析，確定敏感指標(biāo)。

4. 控制單元生態(tài)安全評價模型及不確定性分析

（1）生態(tài)安全評價模型

隨著生態(tài)安全研究的進(jìn)一步深入，其評價工作在積極吸納各相關(guān)學(xué)科、領(lǐng)域的研究成果基礎(chǔ)上，在評價方法上得到了長足的發(fā)展，已由最初定性的簡單描述發(fā)展為現(xiàn)今定量的精確判斷而運用各種抽象的、反映本質(zhì)的模型去刻畫和揭示具體的復(fù)雜的生態(tài)安全系統(tǒng)，尤其是區(qū)域生態(tài)安全系統(tǒng)則是近幾年生態(tài)安全評價呈現(xiàn)出的一種新局面，其評價方法可歸結(jié)為數(shù)學(xué)模型法、生態(tài)模型法、景觀模型法、數(shù)字地面模型法4種方法如表6-3所示。

表6-4 生態(tài)安全評價方法及實例

接續(xù)表

此外，不少學(xué)者為克服單一數(shù)學(xué)模型存在的缺陷，在綜合各方法優(yōu)點的基礎(chǔ)上，相繼開發(fā)了多種方法相結(jié)合的復(fù)合評價模型，如基于模糊決策分析原理的生態(tài)安全評價方法（FDA）。其基本原理是將模糊綜合評判方法與層次分析法（AHP）相結(jié)合，并通過主成分分析方法（PCA）引導(dǎo)AHP層次結(jié)構(gòu)的建立并由AHP完成評價。FDA方法的最大優(yōu)點是它使評價過程完全定量并使評價指標(biāo)優(yōu)化歸類，簡化評價過程，結(jié)果定量并相對客觀可信。其他復(fù)合評價模型如多級模糊綜合評價—灰色關(guān)聯(lián)優(yōu)勢分析模型等也有應(yīng)用。

結(jié)合本研究的內(nèi)容，考慮到課題設(shè)計結(jié)構(gòu)相對獨立性、任務(wù)緊迫性等原因，生態(tài)模型、景觀生態(tài)模型、數(shù)字地面模型等方法不太適用，重點考慮數(shù)學(xué)模型評價方法在本研究中的應(yīng)用。

鑒于方法的實用性和可操作性，本研究提出兩種備選方案：① 若各要素研究給出各指標(biāo)的最大（或最?。┰试S值，將采用基于層次分析法-系統(tǒng)聚類分析的綜合評價指數(shù)，對湖泊生態(tài)系統(tǒng)安全進(jìn)行綜合評價；② 若各要素研究給出各指標(biāo)不同生態(tài)安全級別的標(biāo)準(zhǔn)值，將采用層次分析—多級模糊綜合評價—灰色關(guān)聯(lián)優(yōu)勢分析復(fù)合模型對湖泊生態(tài)安全進(jìn)行綜合評價。

（2）基于層次分析-系統(tǒng)聚類分析的綜合評價指數(shù)法

1）構(gòu)造湖泊生態(tài)安全評價的遞階層次模型

在前述指標(biāo)體系的建立過程中，已利用層次分析的思路，建立了多級層次結(jié)構(gòu)：目標(biāo)層V，準(zhǔn)則層A，方案層B，指標(biāo)層C。

2）建立各層次綜合判斷矩陣

① 構(gòu)造V-A，A-B層判斷矩陣—系統(tǒng)聚類分析

對于V-A，A-B層判斷矩陣，由于各指標(biāo)沒有明確的值，無法通過有效的數(shù)學(xué)方法判斷其相對重要程度?？紤]到本項目專家、顧問的層次高、人數(shù)多，可采用專家打分的方法進(jìn)行評判。

根據(jù)AHP方法可得出每個專家的評價指標(biāo)權(quán)重，然而專家之間的判斷結(jié)果往往存在較大的不一致性。因此，此處采用系統(tǒng)聚類法的原理，將專家個體排序向量進(jìn)行分類，再根據(jù)分類結(jié)果確定專家的權(quán)重系數(shù)，以綜合各位專家的意見，得出一個客觀、公正的綜合判斷矩陣。

系統(tǒng)聚類法的原理就是通過計算各個向量之間的距離，將距離相近的向量進(jìn)行合并，最后通過選定的閾值來確定分類的一種數(shù)值分析方法。將每一位專家的評判結(jié)果看做是一個向量，而專家評判結(jié)果之間的一致性程度采用向量夾角余弦來定義。若兩專家某同一層次的特征向量分別為L=(l₁,l₂,K,l_n)與M=(m₁,m₂,K,m_n)，則兩專家判斷結(jié)果的一致性程度d_lm可定義為：

其中，(L,M)=L×Mcosqlm表示兩個向量的內(nèi)積，d_lm=d_ml。顯然d_lm越大，2個向量之間的一致性程度越高，說明兩專家在比較判斷時的相似性越大。當(dāng)一致性程度達(dá)到一定水平時，就可將這兩個專家歸為一類。以d_lm作為標(biāo)準(zhǔn)，對專家群進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，聚類過程不再贅述。

根據(jù)系統(tǒng)聚類法的原理可知同一類專家的評價信息具有極大的相似性，從而可認(rèn)為同一類專家對評價結(jié)果具有近似相同的權(quán)重；反之，屬于不同類的專家對評價結(jié)果就具有不同的權(quán)重。對于不同的類，包含專家較多的類中，其專家的評價信息代表了大多數(shù)專家的意見，因而對其賦予較大的權(quán)重系數(shù)；反之，對專家數(shù)較少的類中的專家賦予較小的權(quán)重系數(shù)。

基于AHP的群體決策綜合判斷矩陣，其某一層次的特征向量W=（W₁，W₂，…，W_n）^T，可由各位專家同一層次判斷矩陣得到的特征向量W（i）=（W₁^（i），W₂^（i），…，W_n^（i））^T，通過權(quán)重系數(shù)a_i對每一因素權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均而得，計算公式為：

采用以上聚類分析的方法，可得到綜合各專家意見的V-A層判斷矩陣A，A-B層判斷矩陣B^（1）、B^（2）、B^（3）。

② 構(gòu)造B-C層判斷矩陣

將每條準(zhǔn)則B₁、B₂、B₃、B₄、B₅ 下的各指標(biāo)用分指數(shù)公式標(biāo)準(zhǔn)化，其中C_ij是第B_i條準(zhǔn)則下第j個指標(biāo)的現(xiàn)狀均值，C_sj是j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值。以此為標(biāo)度構(gòu)造B-C層判斷矩陣C^（1）、C^（2） 、C^（3） 、C^（4） 、C^（5）。

③ 用方根法計算判斷矩陣A，B^（1）、B^（2）、B^（3），C^（1）、C^（2） 、C^（3） 、C^（4） 、C^（5）的歸一化特征向量。

④ 計算判斷矩陣A，B^（1）、B^（2）、B^（3），C^（1）、C^（2） 、C^（3） 、C^（4） 、C^（5）的最大特征值并進(jìn)行一致性檢驗。

⑤ 計算湖泊生態(tài)安全的綜合評價指數(shù)

計算公式為

3）對于綜合評價指數(shù)PI，可參考其他類似指標(biāo)的劃分方法，將湖泊生態(tài)安全的不同等級對應(yīng)不同的指數(shù)范圍，從而利用此方法對湖泊的生態(tài)安全作出評價。

層次分析—多級模糊綜合評價—灰色關(guān)聯(lián)優(yōu)勢分析復(fù)合模型法

① 層次分析

在前述指標(biāo)體系的建立過程中，已利用層次分析的思路，建立了多級層次結(jié)構(gòu)。

② 多級模糊綜合評價

a 確定區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價對象的因素集。

b 給出區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評判集。

c 湖泊生態(tài)安全的單因素評價：采用線性或非線性隸屬函數(shù)，求得單因素評價結(jié)果矩陣。然后確定單因素評價的權(quán)重，采用超標(biāo)加權(quán)法，對每個單因子賦予權(quán)重，求得單因素評價的權(quán)重矩陣。

d 湖泊生態(tài)安全的多級模糊綜合評價：首先根據(jù)單因素評價結(jié)果矩陣和單因素評價權(quán)重矩陣，采用“·，+”算子，進(jìn)行矩陣之復(fù)合運算，求得一級評價結(jié)果，然后運用Delphi法確定二級綜合評價的權(quán)重；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)一級綜合評價結(jié)果和二級綜合評價的權(quán)重，再次采用“·，+”算子，進(jìn)行矩陣復(fù)合運算，求得二級模糊綜合評價結(jié)果。類似于二級模糊綜合評價，依次構(gòu)成多級模糊綜合評價模型，求得多級模糊綜合評價結(jié)果。

模糊綜合評價方法應(yīng)用于區(qū)域生態(tài)安全及區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價的優(yōu)點是，隸屬度概念的引入，使得指標(biāo)因子標(biāo)準(zhǔn)的劃分和評價結(jié)果更加貼近實際情況；不足是該方法不能有效解決好指標(biāo)體系和因子權(quán)重的建立問題，特別是評價結(jié)果的表征形式，不利于人們對問題的認(rèn)知、理解和深入分析，不利于將評價結(jié)果向公眾言傳和向領(lǐng)導(dǎo)匯報。

③ 湖泊生態(tài)安全的灰色關(guān)聯(lián)優(yōu)勢分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種多因子統(tǒng)計分析方法，它是以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因子間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和秩序的。如果樣本數(shù)據(jù)列反映出兩因子變化的態(tài)勢（方向、大小、速度等）基本一致，則它們之間的關(guān)聯(lián)度較大；反之，關(guān)聯(lián)度較小。

灰色關(guān)聯(lián)分析的核心是計算關(guān)聯(lián)度，灰色關(guān)聯(lián)分析的具體步驟如下：a 確定分析系列；b 對變量序列進(jìn)行無量綱化；c 求差序列、最大差和最小差；d 計算關(guān)聯(lián)系數(shù)；e 計算關(guān)聯(lián)度；f 依關(guān)聯(lián)度排序。

灰色關(guān)聯(lián)與模糊綜合評價結(jié)合應(yīng)用，較好地解決了模糊綜合評價結(jié)果的表征問題。其作用是充分利用模糊綜合評價結(jié)果所提供的信息，通過建立關(guān)聯(lián)序?qū)Γ╮_i，P），將關(guān)聯(lián)序?qū)Γ╮_i，P）按P從小到大、同一P中按r_i從大到小排列，即得各評價單元評價結(jié)果的關(guān)聯(lián)序。根據(jù)關(guān)聯(lián)序，不僅能夠明確區(qū)分不同質(zhì)量等級的各評價單元，而且對處于同一質(zhì)量等級的不同評價單元之間評價質(zhì)量的優(yōu)劣，也可以作出鮮明的劃分。這樣可以對評價結(jié)果進(jìn)行深入細(xì)致的分析與評價，不僅可解決模糊綜合評價模型應(yīng)用可能出現(xiàn)的矛盾情況，且評價結(jié)果更加精確可靠，對指導(dǎo)環(huán)境管理工作也有較大的實用價值。本模型輸出結(jié)果的解譯，依賴于所采用指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確立。若已確立湖泊生態(tài)安全不同等級的各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，則本模型的輸出即為湖泊生態(tài)安全的等級，結(jié)果直觀明了。另外，可在不同湖泊之間進(jìn)行比較，在同一級別的湖泊之間，仍可進(jìn)一步進(jìn)行區(qū)分。

（2）不確定性分析

Monte Carlo模擬方法亦稱隨機(jī)模擬方法（Random simulation），是最有前途的不確定性問題分析方法。其思想是建立一個概率模型或隨機(jī)過程，使它的參數(shù)等于問題的解；然后通過對模型或過程的觀察計算所求參數(shù)的統(tǒng)計特征，最后給出所求問題的近似值，解的精度可用估計值的標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。計算方法和步驟：

基于Monte Carlo模擬的不確定性計算，主要是重復(fù)模擬復(fù)雜系統(tǒng)變化的隨機(jī)過程，使模擬值包括大部分因子的變化情況，模擬得出組合價值的整體分布情況。在此基礎(chǔ)上，可以求出不確定性。具體可以分為以下三步：① 情景產(chǎn)生。選擇因子變化的隨機(jī)過程和分布，估計其中相應(yīng)的參數(shù)，模擬系統(tǒng)因子的變化路徑，建立系統(tǒng)各因子未來變化的情景。② 組合估值。對系統(tǒng)因子的每個情景，利用回歸得到的式子或其他方法計算組合的價值情景及其變化。③ 估計不確定性。根據(jù)組合價值情景變化分布的模擬結(jié)果計算特定置信度下的不確定性。

拉丁超立方體取樣可以認(rèn)為是一種分層采樣方法，保證用于分析的分布的上層或下層都能夠很好的被表示。拉丁超立方體取樣比簡單隨機(jī)取樣更有效，也就是，它產(chǎn)生同樣水平的精度所需要模擬的次數(shù)較少。當(dāng)模型比較復(fù)雜或受到時間和資源限制時，更推薦使用拉丁超立方體取樣。還可以采用bootstrap估計方法。

5. 湖泊生態(tài)安全綜合評價方法I

（1）湖泊生態(tài)安全綜合評價的指標(biāo)分析與篩選

基于控制單元生態(tài)安全評價與湖泊生態(tài)安全評價的對象的一致性（前者研究對象是后者的子系統(tǒng)），并為了保證本次研究前后部分研究結(jié)果的相關(guān)性及可比性，湖泊生態(tài)安全綜合評價所選取的指標(biāo)與控制單元生態(tài)安全評價的主要指標(biāo)基本相同，只是需根據(jù)實際問題研究及湖泊綜合評價的需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、增刪。

（2）指標(biāo)尺度轉(zhuǎn)換方法

由于控制單元各項評價的指標(biāo)是針對控制單元尺度，因而在湖泊綜合評價時，需對這些指標(biāo)尺度轉(zhuǎn)換。這里的指標(biāo)尺度主要指將控制單元尺度的指標(biāo)轉(zhuǎn)換為湖泊尺度的指標(biāo)的過程?？蓪⒑淳C合評價涉及的指標(biāo)分為濃度類指標(biāo)、總量類指標(biāo)和貨幣類指標(biāo)。各類指標(biāo)的轉(zhuǎn)換方法如下所述。

① 濃度類指標(biāo)的指標(biāo)尺度轉(zhuǎn)換方法—體積加權(quán)如COD_總=∑（COD_i×V_i）/ ∑V_i

式中，COD_i—第i個控制單元的COD濃度；

　　V_i—第i個控制單元水體的體積；

　　COD_總—湖泊COD濃度。

② 總量類指標(biāo)的指標(biāo)尺度轉(zhuǎn)換方法—加和

　　如N_總=∑N_i

　　式中，N_i—第i個控制單元的N總量；

　　　　　N_總—湖泊總N量。

③ 貨幣類指標(biāo)的指標(biāo)尺度轉(zhuǎn)換方法—加和

　　　　　如，P_總=∑P_i

式中：Pi—第i個控制單元水產(chǎn)品減產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價值；

　　　P_總—湖泊水產(chǎn)品減產(chǎn)的總經(jīng)濟(jì)價值。

（3）湖泊綜合評價

1）預(yù)期結(jié)果

湖泊生態(tài)安全綜合評價旨在綜合考慮各控制單元水體生態(tài)健康狀態(tài)、人類活動影響、生態(tài)服務(wù)功能、生態(tài)災(zāi)變影響及生態(tài)安全綜合評價的基礎(chǔ)上，對湖泊控制單元生態(tài)安全評價中篩選出的指標(biāo)進(jìn)行尺度轉(zhuǎn)換，之后通過標(biāo)準(zhǔn)湖泊各指標(biāo)的時序性分析而建立一套合理的指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)及湖泊綜合評價等級標(biāo)準(zhǔn)，以合適的評價方法得到整個湖泊系統(tǒng)的生態(tài)健康度、人類活動壓力指數(shù)、生態(tài)效應(yīng)指數(shù)、災(zāi)害級別及總體生態(tài)安全度。

2）評價方法

適合于湖泊綜合評價這類多指標(biāo)綜合評價的方法主要有層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法、灰色系統(tǒng)理論、物元分析評價法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、集對分析評價法及綜合指數(shù)法。

① 單項指標(biāo)評價方法

湖泊各單項評價涉及的指標(biāo)層次較少，用一般的綜合指數(shù)法即可較好地達(dá)到評價目的。而賦權(quán)方法則在考慮數(shù)據(jù)的可得性及各湖泊自然及社會經(jīng)濟(jì)因素的不同等因素的基礎(chǔ)上，在熵值法、灰色關(guān)聯(lián)度法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定權(quán)法、因子分析法、回歸分析法、路徑分析法、德爾菲法、層次分析法、模糊聚類法和比重法等諸多權(quán)重確定方法中選取。

② 湖泊生態(tài)安全綜合評價方法

湖泊生態(tài)安全綜合評價從湖泊系統(tǒng)生態(tài)安全研究的特性和研究任務(wù)的實際需要出發(fā)，擬采用基于遺傳算法優(yōu)化和層次分析法的綜合指數(shù)法。

該方法主要通過分析湖泊生態(tài)安全綜合評價指標(biāo)體系的特征，首先對指標(biāo)體系進(jìn)行分類，并對分類單項指標(biāo)的評價標(biāo)準(zhǔn)作適當(dāng)?shù)囊?guī)范化處理后，分別確定以遺傳算法優(yōu)化的水體健康、人類活動影響、生態(tài)服務(wù)功能和生態(tài)災(zāi)變影響4類單項指標(biāo)分別采用廣義對比分析法和層次分析法進(jìn)行加權(quán)，建立湖泊生態(tài)安全綜合指數(shù)評價模型，以此來綜合評價湖泊總體生態(tài)安全。

3）單項指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)體系的建立

在九大湖泊中選取某個湖泊作為標(biāo)準(zhǔn)湖泊，充分揭示該湖泊各指標(biāo)的歷史變動情況，以此來確定各指標(biāo)的不同等級標(biāo)準(zhǔn)。

4）湖泊綜合評價等級標(biāo)準(zhǔn)的建立

在單項指標(biāo)等級標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，通過對評價模型的各單項指標(biāo)和同等級所有指標(biāo)的靈敏度分析，可以確定湖泊層面的綜合評價等級標(biāo)準(zhǔn)（含水體生態(tài)健康等級標(biāo)準(zhǔn)、人類活動壓力等級標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)服務(wù)等級標(biāo)準(zhǔn)、災(zāi)害分級標(biāo)準(zhǔn)及總體生態(tài)安全標(biāo)準(zhǔn)）。該標(biāo)準(zhǔn)必須具備靈敏度強(qiáng)和實用性強(qiáng)、具有一定普適性等特點。

湖泊綜合評價等級標(biāo)準(zhǔn)的建立，一方面有利于對生態(tài)安全綜合評價結(jié)果進(jìn)行科學(xué)、有效的解讀；另一方面，也有利于進(jìn)行湖泊生態(tài)安全度的橫向與縱向比較研究，能夠為相應(yīng)的綜合對策方案的生成奠定基礎(chǔ)。

5）評價結(jié)論解析

① 湖泊生態(tài)安全度的時間縱向比較研究能夠揭示造成湖泊水體生態(tài)健康現(xiàn)狀的歷史原因，展現(xiàn)人類活動對湖泊的影響歷史，并將湖泊提供的生態(tài)服務(wù)功能的時序性變動展示出來，使湖泊的綜合治理能夠在一個明晰的歷史大環(huán)境下有序有效地展開。

② 通過各控制單元之間生態(tài)健康、人類活動影響、生態(tài)服務(wù)功能及生態(tài)災(zāi)變的比較分析，識別出影響整個湖泊生態(tài)健康度（人類活動壓力指數(shù)，生態(tài)服務(wù)效應(yīng)指數(shù)，災(zāi)害級別）的主要控制單元，以利于綜合決策方案的生成。

③ 不同湖泊間生態(tài)安全度的比較分析有利于對各個湖泊在全國湖泊中的生態(tài)安全狀況做出一個比較準(zhǔn)確的評判，同時對于全國湖泊的分類分區(qū)研究亦具有重大意義。

6. 湖泊生態(tài)安全綜合評價方法II

（1）指標(biāo)選取

在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，湖泊是主體，其水生態(tài)健康狀況是系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)。而影響湖泊生態(tài)安全的眾多因素中，水質(zhì)類指標(biāo)是根本性因素。人類活動通過對湖泊的污染排放而影響湖泊的水質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而引起湖泊中生物群落結(jié)構(gòu)的變動及底質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變動也必然反映在對人類需求的服務(wù)功能上。我國湖泊面臨的首要問題是水體富營養(yǎng)化及由于水華而引起的水資源保障問題。本次研究為了從整體上綜合評價人類活動對湖泊的脅迫程度，湖泊生態(tài)健康狀態(tài)對其服務(wù)功能的影響及湖泊整體的生態(tài)安全狀況，并為了便于研究，選擇了4項水質(zhì)指標(biāo)表征湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)安全狀況：COD、TP、TN和M，其中M代表湖泊除COD、TP、TN以外的最主要污染物（可能是重金屬，也可能是某類有毒污染物或其他）。最主要污染物按照年超標(biāo)總天數(shù)最大來確定。

（2）評價方法

壓力指數(shù)、健康指數(shù)及服務(wù)效應(yīng)的評價由于涉及的指標(biāo)層次較少，用一般的綜合指數(shù)法即可較好地達(dá)到評價目的。而賦權(quán)方法則在考慮數(shù)據(jù)的可得性及各湖泊自然及社會經(jīng)濟(jì)因素的不同等因素的基礎(chǔ)上，在熵值法、灰色關(guān)聯(lián)度法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定權(quán)法、因子分析法、回歸分析法、路徑分析法、德爾菲法、層次分析法、模糊聚類法和比重法等諸多權(quán)重確定方法中選取。

① 壓力指數(shù)

　　　計算方法：

式中：i代表COD，TP，TN和M四項指標(biāo)；

　　　W_i為第i個指標(biāo)的權(quán)重，由一定的賦權(quán)方法而得；

　　　L_i為湖泊i年負(fù)荷量，一年內(nèi)進(jìn)入湖泊的i總量；

　　　Q_i為含有i的年入湖水量；

　　　B_i為i的標(biāo)準(zhǔn)值，采用國家地表水二類或三類水標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)值；

　　　P值越大，人類活動對湖泊的壓力越大。

以下以TP為例，說明T和Q的計算方法。

Lp=點源P入湖總量＋河流P入湖總量＋面源P入湖總量；

Qp=P點源入湖污水量+河流入湖污水量+P面源入湖污水量。

② 健康指數(shù)

計算方法：

式中：W_i為第i個指標(biāo)的權(quán)重，由一定的賦權(quán)方法而得；

　　　T_i為湖泊i總含量，含底質(zhì)中的量；

　　　V為湖泊的體積；

　　　B_i為i的標(biāo)準(zhǔn)值，采用國家地表水二類或三類水標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)值；

　　　T_i=湖泊中i的濃度×V+底質(zhì)中i濃度×湖泊濕面面積×底質(zhì)厚度；

　　　H越大，湖泊生態(tài)健康狀況越差。

③ 服務(wù)效應(yīng)

計算方法：

式中：W_i為第i個指標(biāo)的權(quán)重，由一定的賦權(quán)方法而得；

　　　R_i為i年出湖量，一年內(nèi)流出湖泊的i總量；

　　　O_i為含有i的年出湖水量；

　　　B_i為i的標(biāo)準(zhǔn)值，采用國家地表水二類或三類水標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)值；

　　　S值越大，湖泊服務(wù)效應(yīng)越差。

以下以TP為例，說明R和O的計算方法。

Rp=生活取水年出湖p量+生產(chǎn)取水年出湖p量+年出湖水P含量；

Op=生活取水量+生產(chǎn)取水量+年出湖水量。

④ 人類活動脅迫度

人類活動脅迫度既要考慮人類活動影響的強(qiáng)度，又要考慮湖泊的生態(tài)健康狀態(tài)，因而取F₁= P×H。

⑤ 服務(wù)功能輸出指數(shù)

服務(wù)功能輸出指數(shù)既要考慮輸出水體的水質(zhì)狀況，又要考慮湖泊的生態(tài)健康狀態(tài)，因而取F₂= S×H。

⑥ 生態(tài)安全度

這里將湖泊系統(tǒng)作為一個黑箱來處理，通過系統(tǒng)污染物輸入量與輸出量的比較而間接得出湖泊系統(tǒng)的生態(tài)狀況，因而取F₃=F₁/F₂=P/S。

⑦ 評價結(jié)論解析

需要建立起人類活動脅迫度，服務(wù)功能輸出指數(shù)及生態(tài)安全度的評價等級標(biāo)準(zhǔn)，以便于對評價結(jié)論進(jìn)行科學(xué)合理的解析，這是這一方案的一大難點。

人類活動脅迫度F₁越大，說明人類活動對現(xiàn)有湖泊的壓力越大，對湖泊造成的潛在風(fēng)險越大；反之亦然。服務(wù)功能輸出指數(shù)F₂越大，說明湖泊對人類的服務(wù)效應(yīng)越差；反之亦然。生態(tài)安全度F₃越大，說明整個湖泊的生態(tài)安全程度越高；反之亦然。