【技术实现步骤摘要】
一种基于随机森林优化微生物指数的高原河流生态健康评价方法
本专利技术涉及环境监测和环境保护
，具体涉及一种基于随机森林优化微生物指数的高原地区河流生态健康评价方法。
技术介绍
平均海拔超过4000米的三江源地区，是中国乃至世界典型高原河流源头区域，作为长江、黄河、澜沧江(湄公河)的发源地，该地区的生态状况对中国乃至整个东南亚的生态安全起着重要的作用。由于过度放牧、粪便污染等人为干扰，高原地区面临着生态退化的风险，20年来，中国政府一直致力于保护该地区的生态环境。准确、全面客观地评价高原地区河流生态系统健康状况对三江源等高原地区的保护工程具有极为重要的指导意义。但是由于数据采集困难，三江源地区河流的生态健康状况研究相对较少，相邻水生态系统的生态脆弱性也很少被关注。并且由于缺乏传统的大型生物指标，传统基于大型底栖无脊椎动物的生态健康评价方法已不适用于此区域，因此迫切需要开发一套针对高原源区河流的生态健康状况评价体系，可以快速、灵敏、准确、全面客观地反映高原地区河流生态系统健康状况，为我国的源区保护工程提供科学指导。...
【技术保护点】
1.一种基于随机森林优化微生物指数的高原河流生态健康评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一步：按照沿着主干流均匀分布的布置原则布置采样点，计算综合水质指标IWQ，确定参考点；/n第二步：建立候选微生物参数指标库，首先建立候选微生物参数指标库，将不同水平的微生物群落丰富度指数、多样性指数参数、耐受性参数以及功能性参数作为计算生物完整性指数的候选参数，建立候选微生物参数指标库；/n第三步：筛选核心敏感微生物参数，对候选微生物参数指标库进行时空分布差异、判别能力敏感性、冗余性检验，筛选出核心敏感微生物参数；/n第四步：随机森林模型训练，各敏感微生物指标权重计算；/n第五步：...
【技术特征摘要】
1.一种基于随机森林优化微生物指数的高原河流生态健康评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：按照沿着主干流均匀分布的布置原则布置采样点，计算综合水质指标IWQ，确定参考点；
第二步：建立候选微生物参数指标库，首先建立候选微生物参数指标库，将不同水平的微生物群落丰富度指数、多样性指数参数、耐受性参数以及功能性参数作为计算生物完整性指数的候选参数，建立候选微生物参数指标库；
第三步：筛选核心敏感微生物参数，对候选微生物参数指标库进行时空分布差异、判别能力敏感性、冗余性检验，筛选出核心敏感微生物参数；
第四步：随机森林模型训练，各敏感微生物指标权重计算；
第五步：基于随机森林优化的微生物完整性指数构建及评价等级划分；
第六步：评价结果可靠性分析。
2.根据权利要求1所述基于随机森林优化微生物指数的高原河流生态健康评价方法，其特征在于，所述第一步中综合水质指标IWQ具体的计算方法如下：
A1、采样时记录海拔Ele和温度T，并检测各样品的理化指标如：PH、溶解氧DO、电导率Tur、总氮TN、硝酸盐NO3-、亚硝酸盐NO2-、氨氮NH4+、总有机碳TOC、总磷TP；
B1、对以上数据利用SPSS软件进行Pearson相关性分析，其中相关性系数r>0.6表示具有强相关性，筛选最终无明显相关性的指标作为综合水质参数；
C1、按照《地表水环境质量标准》GB3838—2002规定值范围进行赋分，将待评价河流的上述检测指标分布范围5分位、25分位、50分位、75分位和95分位的值作为临界值，将各指标分成五类，最终求和得到综合水质指标IWQ；根据IWQ值a分位和b分位作为阈值划分为三级，分别为不健康、较健康和健康；分别选择2个最高健康点与不健康点作为参考点。
3.根据权利要求1所述基于随机森林优化微生物指数的高原地区河流生态健康评价方法，其特征在于，所述第二步中微生物候选参数指标库的构建方法如下：
A2、候选微生物参数指标中微生物群落的丰富度指数包括：门、纲、目、科、属五个分类水平，采集的河流生物膜样品进行DNA提取，基于高通量量测序平台对提取的合格的生物膜DNA进行测序，经过质量分析和筛选后获得有效序列；基于97%的相似度，将测得的序列进行比对后进行OTU聚类，获得微生物种类与丰度信息；然后将序列与基因文库比对，计算样品覆盖率，以确定测序的可靠性；
B2、优选的采用Shannon-Wiener多样性指数作为微生物群落多样性指数参数；
C2、优选的基于OUT单元分析微生物群落对环境因素的耐受性；
D2、优选的两个功能指示指标：AOA:AOB，表示属分类水平的氨氧化古菌和氨氧化细菌的比值，是富营养化的指示因子；BBC：A...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛丽华，郭运通，李轶，高琳，徐文筠，李源源，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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