一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法技术方案

本发明专利技术属于环境生态保护领域，具体涉及一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法。本发明专利技术包括以下步骤：选取湿地常规监测指标作为湿地生态系统健康评价的候选指标，运用因子分析法筛选符合湿地特点的核心评价指标，通过每项核心指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值，计算各核心指标的权重。本发明专利技术的方法建立的评价指标体系，针对性好、可操作性强，并且可以在一定程度上避免评价指标数据获取不易的问题；利用计算中间过程值得出的权重，计算方法简便，获得的权重值准确性高，有利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境生态保护领域，具体涉及一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法。
技术介绍
湿地是自然界重要的生态系统之一，发挥着遏制河道断流和湿地萎缩、维持河流和湿地的正常生态功能、保护水环境质量和生态平衡、实现流域水资源河水环境的可持续利用等重要作用。由于人类活动的增加，对湿地生态系统产生了较为严重的负面干扰，分析湿地生态系统健康状况变化趋势尤为重要。构建湿地生态系统健康评价指标体系及为各指标的权重赋值是分析过程中最重要的步骤。近年来在此方面取得了一定进展。湿地生态系统健康评价中常用的指标有水质、植被覆盖率、河道淤积度、水体富营养化程度、物种多样性、湿地受胁迫状况、洪水调节功能、栖息地、湿地保护意识、湿地管理水平等。这些指标中有些指标数据获取不易、有些为定性数据，会给评价带来不确定性，影响评价结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法，将湿地常规监测指标作为湿地生态健康评价的候选指标，运用因子分析法筛选符合湿地特点的评价指标，在计算过程中完成对指标权重的赋值，在一定程度上避免了评价指标数据获取不易的问题，有利于推广应用。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术的湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法，包括以下步骤：1)选取湿地生态系统健康评价指标体系中的湿地常规监测指标进行测定获得测定值，其中，所述湿地常规监测指标包括：用于评价水环境质量的水温、pH、化学需氧量、氨氮、硝氮、亚硝氮、电导率和总磷；用于评价水生生物特征叶绿素a；以及用于评价栖息地环境质量的溶解氧和氧化还原电位；2)运用降维理论减少计算量，采用因子分析法筛选符合湿地实际情况的湿地生态系统健康评价的核心指标；3)通过每项核心指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值，获得各核心指标的权重。本专利技术所述的湿地生态系统健康属于本领域公知概念，具体是指系统内的物质循环和能量流动未受到损害，关健生态组分和有机组织被保存完整且缺乏疾病，对长期或突发的自然或人为扰动能保持着弹性和稳定性。整体功能表现出多样性、复杂性和活力。湿地生态系统健康评价的目的是诊断由自然因素和人类活动引起的湿地系统的破坏或退化程度，以此发出预警，为管理者、决策者提供目标依据，更好地利用、保护和管理好流域湿地。本专利技术为湿地生态系统健康评价指标体系目标层；以水环境质量、水生生物特征及栖息地环境质量三项为准则层；以选取湿地常规监测指标构建指标层。通过指标层构成第一级评判，对准则层进行评判，进一步通过准则层构成第二级评判，评判目标层，即湿地生态系统健康评价指标体系。根据本专利技术所述的方法，其中，所述因子分析法包括以下步骤：(2-1)解特征方程|λI-R|＝0，求出特征值，并使其按大小顺序排列：λ1≥λ2≥…≥λp≥0；(2-2)分别求出对应于特征值λi的特征向量ei(i＝1，2，…，p)，要求||ei||＝1，即eij表示向量ei的第j个分量；(2-3)取累计贡献率达85％-95％的特征值λ1,λ2…λm所对应的第1、第2、…、第m(m≤p)个主成分；(2-4)主成分载荷计算如下：根据本专利技术的方法，其中，步骤3)所述获得核心指标的权重包括以下步骤：通过每项指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及载荷值，计算各指标的权重；权重的计算公式为：式中：bi为权重；fij为第j个指标对应于第i个主成分的初始载荷值；λi为第i个主成分对应的特征值；θi为第i个主成分对应的方差贡献率。本专利技术所述的指标权重是指标在评价过程中不同重要程度的反映是决策(或评估)问题中指标相对重要程度的一种主观评价和客观反映的综合度量。权重的赋值合理与否对评价结果的科学合理性起着至关重要的作用。若某一因素的权重发生变化，将会影响整个评判结果。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)选取湿地常规监测指标作为评价指标，指标数据获取方便，同时也可以避免人为定性指标数值对评价结果准确性的影响。建立的评价指标体系，针对性好、可操作性强，有利于应用推广；(2)通过每项核心指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值计算各核心指标的权重，计算方法简便，获得的权重值准确性高，可以在一定程度上避免人为因素对权重的影响，提高评价结果的准确性；(3)基于SPSS中的因子分析法，只需将数据输入软件中，即可获得结果，在一定程度上减少了计算的工作量。附图说明图1本专利技术的湿地生态系统健康评价指标体系示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步描述本专利技术，但本专利技术的保护范围不受附图和实施例的限制。实施例1选取辽河保护区七星湿地2012年8月的11项常规监测指标作为研究对象，通过因子分析法筛选出七星湿地生态系统健康评价的核心指标为：水环境质量状况(COD、NH3-N、TP)、水生生物特征(Chl-a)、栖息地环境质量(DO)。计算得到各核心指标的权重为：COD(0.200)、NH3-N(0.195)、TP(0.196)、Chl-a(0.185)、DO(0.224)。实施例2选取辽河保护区支流汇入口湿地2012年8月的11项常规监测指标作为研究对象，通过因子分析法筛选出支流汇入口湿地生态系统健康评价的核心指标为：水环境质量状况(NH3-N、TP)、水生生物特征(Chl-a)、栖息地环境质量(DO)。计算得到各核心指标的权重为：NH3-N(0.26)、TP(0.26)、Chl-a(0.26)、DO(0.22)。实施例3选取辽河保护区坑塘湿地2012年8月的11项常规监测指标作为研究对象，通过因子分析法筛选出坑塘湿地生态系统健康评价的核心指标为：水环境质量状况(COD、NH3-N、TP)、水生生物特征(Chl-a)、栖息地环境质量(DO)。计算得到各核心指标的权重为：COD(0.15)、NH3-N(0.25)、TP(0.20)、Chl-a(0.15)、DO(0.25)。本专利技术未详细阐述部分属于本领域公知技术。当然，本专利技术还可以有多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本专利技术的公开做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本专利技术的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法，包括以下步骤：1)选取湿地生态系统健康评价指标体系中的湿地常规监测指标进行测定获得测定值，其中，所述湿地常规监测指标包括：用于评价水环境质量的水温、pH、化学需氧量、氨氮、硝氮、亚硝氮、电导率和总磷；用于评价水生生物特征叶绿素a；以及用于评价栖息地环境质量的溶解氧和氧化还原电位；2)采用因子分析法筛选符合湿地实际情况的湿地生态系统健康评价的核心指标；3)通过每项核心指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值，获得各核心指标的权重。

【技术特征摘要】
1.一种湿地生态系统健康评价指标体系的筛选及权重确定方法，包括以下步骤：1)选取湿地生态系统健康评价指标体系中的湿地常规监测指标进行测定获得测定值，其中，所述湿地常规监测指标包括：用于评价水环境质量的水温、pH、化学需氧量、氨氮、硝氮、亚硝氮、电导率和总磷；用于评价水生生物特征叶绿素a；以及用于评价栖息地环境质量的溶解氧和氧化还原电位；2)采用因子分析法筛选符合湿地实际情况的湿地生态系统健康评价的核心指标；3)通过每项核心指标对应的主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率以及初始载荷值，获得各核心指标的权重。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述因子分析法包括以下步骤：(2-1)解特征方程|λI-R|＝0，求出特征值，并使其按大小顺序排列：λ1≥λ2≥…≥λp≥0；(2-2)分别求出对应于特征值λi的特征向量ei(i＝1，2，…...

【专利技术属性】
技术研发人员：段亮，李蕊，宋永会，付少杰，张承铭，田智勇，肖书虎，刘晓玲，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11