HJ 838-2017 湖泊营养物基准制定技术指南.pdf

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1、中 华 人 民 共 和 国 国 家 环 境 保 护 标 准 H J 8 3 8 - 2 0 1 7 湖 泊 营养 物 基 准制 定 技 术 指南 T e c h n i c a l g u i d e l i n e f o r d e r i v i n g n u t r i e n t c r i t e r i a f o r l a k e s 本电 子版 为发布 稿。 请以中 国环境 科学 出版社 出版 的正式 标准 本文为 准。 2 0 1 7 - 0 6 - 0 9 发 布 2 0 1 7 - 0 9 - 0 1 实 施 环 境 保 护 部 发 布i 目 次 前 言 . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . i i 1 适 用 范 围 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规 范 性 引 用 文 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 术 语 和 定 义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 营 养 物 基 准 制 定 技 术 流 程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 数 据 收 集 与 要 求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 候 选 指 标 及 筛 选 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 基 准 值 推 导 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8 基 准 值 验 证 与 审 核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 9 营 养 物 基 准 应 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 附 录 A （ 规 范 性 附 录 ） 陆 域 生 态 系 统 健 康 状 况 评 估 方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . . . . . . . . . . . 1 1 附 录 B （ 规 范 性 附 录 ） 参 照 湖 泊 筛 选 技 术 方 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 附 录 C （ 规 范 性 附 录 ） 拐 点 分 析 法 . . . .

14、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 附 录 D （ 规 范 性 附 录 ） 古 湖 沼 学 法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7i i 前 言 为 贯 彻 中 华 人 民 共 和 国 环 境 保 护 法 中 华 人 民 共 和 国 水 污 染 防 治 法 和 水 污 染 防 治 行 动 计 划 ， 科 学 、 规 范 地 制 定 湖 泊 营 养

16、物 基 准 ， 制 定 本 标 准 。 本 标 准 规 定 了 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 的 程 序 、 方 法 与 技 术 要 求 。 本 标 准 附 录 A 附 录 D 为 规 范 性 附 录 。 本 标 准 为 首 次 发 布 。 本 标 准 为 指 导 性 标 准 。 本 标 准 由 环 境 保 护 部 科 技 标 准 司 组 织 制 订 。 本 标 准 主 要 起 草 单 位 ： 中 国 环 境 科 学 研 究 院 （ 环 境 基 准 与 风 险 评 估 国 家 重 点 实 验 室 ） 。 本 标 准 由 环 境 保 护 部 2 0 1 7 年 6 月 9 日 批 准 。

17、本 标 准 自 2 0 1 7 年 9 月 1 日 起 实 施 。 本 标 准 由 环 境 保 护 部 解 释 。1 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 技 术 指 南 1 适 用 范 围 本 标 准 规 定 了 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 的 技 术 方 法 ， 包 括 营 养 物 基 准 制 定 技 术 流 程 、 数 据 收 集 与 要 求 、 候 选 指 标 及 筛 选 、 基 准 值 推 导 、 基 准 值 验 证 与 审 核 及 营 养 物 基 准 应 用 等 。 本 标 准 适 用 于 指 导 我 国 区 域 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 ， 水 库 和 单 个 湖

18、 泊 营 养 物 基 准 制 定 可 以 参 照 执 行 。 2 规 范 性 引 用 文 件 本 标 准 引 用 了 下 列 文 件 中 的 条 款 。 凡 是 不 注 日 期 的 引 用 文 件 ， 其 有 效 版 本 适 用 于 本 标 准 。 G B 1 1 8 9 3 水 质 总 磷 的 测 定 钼 酸 铵 分 光 光 度 法 H J 6 3 6 水 质 总 氮 的 测 定 碱 性 过 硫 酸 钾 消 解 紫 外 分 光 光 度 法 S L 8 8 水 质 叶 绿 素 的 测 定 分 光 光 度 法 3 术 语 和 定 义 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准 。 3 .

19、 1 营 养 物 n u t r i e n t 是 指 衡 量 、 评 价 或 预 测 水 体 营 养 状 态 或 富 营 养 化 程 度 的 指 标 。 3 . 2 营 养 物 基 准 n u t r i e n t c r i t e r i a 是 指 对 湖 泊 产 生 的 生 态 效 应 不 危 及 其 水 体 功 能 或 用 途 的 营 养 物 浓 度 或 水 平 。 3 . 3 参 照 状 态 r e f e r e n c e c o n d i t i o n 是 指 受 人 为 影 响 最 小 的 状 态 或 认 为 可 达 到 的 最 佳 状 态 。 3 . 4 参 照

20、 湖 泊 r e f e r e n c e l a k e 是 指 未 受 人 为 影 响 或 受 人 为 影 响 非 常 小 且 维 持 最 佳 用 途 的 湖 泊 。 4 营 养 物 基 准 制 定 技 术 流 程 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 技 术 流 程 见 图 1 。2 图 1 营 养 物 基 准 制 定 技 术 流 程 图 5 数 据 收 集 与 要 求 5 . 1 数 据 来 源3 数 据 来 源 主 要 为 环 境 监 测 机 构 、 科 研 院 所 等 机 构 以 标 准 方 法 采 集 的 数 据 。 对 于 其 他 来 源 的 数 据 （ 公 开 发 表 文 献

21、 ） ， 应 检 查 支 持 文 件 以 保 证 采 样 、 测 量 和 分 析 方 法 具 有 一 致 性 。 5 . 2 数 据 筛 选 原 则 营 养 物 基 准 制 定 需 建 立 在 大 量 数 据 的 基 础 上 ， 所 需 数 据 应 符 合 以 下 原 则 ： （ 1 ） 数 据 完 整 性 原 则 ： 对 于 监 测 数 据 比 较 完 整 的 区 域 ， 如 能 满 足 划 分 湖 泊 类 型 和 制 定 基 准 的 需 要 ， 则 其 工 作 主 要 为 对 现 有 数 据 的 收 集 、 分 析 和 筛 选 ； 对 于 监 测 数 据 缺 乏 或 不 足 的 区 域 ，

22、 应 及 时 开 展 现 场 采 样 和 监 测 工 作 ， 以 满 足 数 据 要 求 。 （ 2 ） 数 据 最 少 原 则 ： 监 测 数 据 最 少 应 包 括 总 磷 、 总 氮 、 叶 绿 素 a 和 透 明 度 。 其 他 数 据 包 括 判 断 人 为 营 养 物 输 入 程 度 的 基 础 数 据 （ 污 染 物 排 放 数 据 、 土 地 利 用 等 信 息 ） 。 5 . 3 数 据 质 量 评 价 可 信 的 数 据 是 指 使 用 标 准 方 法 采 集 的 数 据 ， 应 从 以 下 几 个 方 面 对 数 据 质 量 进 行 评 价 。 （ 1 ） 监 测 站 点

23、 ： 具 有 明 确 的 站 点 信 息 ， 包 括 纬 度 和 经 度 等 与 地 理 位 置 有 关 的 参 考 信 息 。 （ 2 ） 监 测 指 标 与 分 析 方 法 ： 对 同 一 监 测 指 标 应 采 用 统 一 的 标 准 分 析 方 法 。 若 采 用 某 一 种 标 准 方 法 获 取 的 监 测 数 据 太 少 ， 可 使 用 其 他 标 准 方 法 得 到 的 数 据 。 （ 3 ） 实 验 室 质 量 控 制 ： 符 合 实 验 室 质 量 控 制 要 求 的 监 测 数 据 可 全 部 采 用 。 （ 4 ） 数 据 时 限 ： 过 去 1 0 年 内 至 少 连

24、 续 3 年 的 监 测 数 据 ， 若 不 满 足 需 进 行 补 充 监 测 。 （ 5 ） 监 测 频 次 ： 一 般 情 况 下 ， 需 要 在 一 个 自 然 年 内 进 行 逐 月 监 测 ； 或 者 至 少 在 一 个 自 然 年 内 春 季 、 夏 季 、 秋 季 各 监 测 一 次 。 （ 6 ） 代 表 性 湖 泊 数 据 ： 应 随 机 选 择 具 有 代 表 性 湖 泊 的 监 测 数 据 。 代 表 性 湖 泊 要 求 面 积 大 于 1 0 k m 2 ， 数 量 达 到 区 域 内 全 部 湖 泊 数 量 8 0 % 以 上 。 如 果 达 不 到 上 述 要 求

25、 ， 需 补 充 监 测 。 6 候 选 指 标 及 筛 选 营 养 物 基 准 候 选 指 标 包 括 营 养 物 指 标 、 生 物 学 指 标 及 辅 助 指 标 。 6 . 1 营 养 物 指 标 6 . 1 . 1 磷 采 用 G B 1 1 8 9 3 分 析 水 样 中 总 磷 （ T P ） 的 含 量 ， 包 括 所 有 有 机 和 无 机 、 溶 解 态 和 颗 粒 态 的 磷 ， 单 位 为 g / L 或 m g / L 。 T P 是 营 养 物 基 准 的 必 选 指 标 。 磷 酸 盐 可 作 为 营 养 物 基 准 的 可 选 指 标 。 6 . 1 . 2 氮

26、 采 用 H J 6 3 6 分 析 水 样 中 总 氮 （ T N ） 的 含 量 ， 包 括 水 中 所 有 硝 酸 盐 氮 、 亚 硝 酸 盐 氮 、 氨 氮 和 总 有 机 氮 ， 单 位 为 g / L 或 m g / L 。 T N 是 营 养 物 基 准 的 必 选 指 标 。 氨 氮 、 硝 酸 盐 氮 、 亚 硝 酸 盐 氮 可 作 为 营 养 物 基 准 的 可 选 指 标 。4 6 . 2 生 物 学 指 标 6 . 2 . 1 叶 绿 素 a 采 用 S L 8 8 分 析 叶 绿 素 a （ C h l a ） 含 量 ， 直 接 反 映 藻 类 生 物 量 ， 单

27、位 为 g / L 或 m g / m 3 。 C h l a 是 营 养 物 基 准 的 必 选 指 标 。 6 . 2 . 2 透 明 度 透 明 度 （ S D ） 的 变 化 可 以 作 为 湖 泊 蓝 绿 藻 水 华 爆 发 的 预 测 指 标 ， 单 位 为 c m 。 S D 不 适 合 作 为 水 体 色 度 较 大 （ 3 0 m g P t / L ） 或 无 机 悬 浮 物 浓 度 较 高 湖 泊 的 营 养 物 基 准 指 标 。 6 . 2 . 3 溶 解 氧 溶 解 氧 （ D O ） 可 作 为 营 养 状 态 变 化 潜 在 的 早 期 预 警 指 标 ， 单

28、位 为 m g / L 。 6 . 2 . 4 总 有 机 碳 有 机 碳 可 以 用 来 测 定 活 的 物 质 的 重 量 ， 是 营 养 状 况 分 类 和 定 义 的 基 础 ， 单 位 为 m g / L 。 总 有 机 碳 包 括 颗 粒 态 有 机 碳 和 溶 解 态 有 机 碳 。 6 . 2 . 5 大 型 水 生 植 物 大 型 水 生 植 物 是 输 入 植 物 性 营 养 物 的 潜 在 利 用 者 ， 其 群 落 组 成 或 丰 度 与 营 养 物 浓 度 直 接 相 关 ， 是 湖 泊 生 态 状 况 的 一 项 关 键 指 标 。 对 监 测 数 据 较 全 面

29、的 湖 泊 可 以 考 虑 采 用 大 型 水 生 植 物 作 为 营 养 物 基 准 候 选 指 标 。 湖 泊 中 大 型 水 生 植 物 的 总 生 物 量 用 公 式 （ 1 ） 计 算 ： B C S A T S M B （ 1 ） 式 中 ： T S M B 大 型 水 生 植 物 总 生 物 量 ， m g / L ； S A 湖 泊 表 面 积 ， K m 2 ； C 大 型 水 生 植 物 覆 盖 率 ， % ； B 所 采 样 本 的 平 均 生 物 量 ， m g / L 。 6 . 2 . 6 生 物 群 落 结 构 测 定 湖 泊 中 硅 藻 、 蓝 绿 藻 、 浮

30、游 动 物 、 鱼 类 及 底 栖 大 型 动 物 群 落 结 构 的 变 化 情 况 ， 采 用 香 农 - 维 纳 多 样 性 指 数 （ S h a n n o n W i e n e r s d i v e r s i t y i n d e x ） 或 生 物 完 整 性 指 数 （ i n d e x o f b i o l o g i c a l i n t e g r i t y ， I B I ） ， 对 生 物 群 落 结 构 进 行 定 量 分 析 。 6 . 3 辅 助 指 标 6 . 3 . 1 温 度 采 用 温 度 探 头 直 接 插 入 采 样 点 测 量 ，

31、在 湖 泊 分 类 时 需 考 虑 温 度 对 营 养 物 - 藻 类 生 长 响 应 关 系 的 影 响 。 6 . 3 . 2 p H 值 采 用 测 量 精 度 为 0 . 1 的 p H 计 测 定 ， 在 湖 泊 分 类 时 需 考 虑 湖 泊 水 体 p H 值 。 6 . 3 . 3 电 导 率 采 用 电 导 率 仪 测 定 湖 泊 水 体 的 电 导 率 ， 单 位 为 S / c m 。 电 导 率 对 盐 度 的 变 化 非 常 敏 感 ， 可 用 于 指 示 营 养 物 富 集 状 况 ， 但 不 适 用 于 含 碳 酸 钙 或 溶 解 盐 浓 度 较 高 的 区 域

32、。5 6 . 3 . 4 土 地 利 用 土 地 利 用 类 型 是 参 照 湖 泊 选 择 及 陆 域 生 态 系 统 健 康 评 价 的 重 要 指 标 ， 也 是 湖 泊 富 营 养 化 的 早 期 预 警 指 标 。 应 绘 制 土 地 利 用 类 型 图 ， 标 示 土 地 利 用 类 型 百 分 比 ， 重 点 关 注 林 地 转 变 为 农 业 或 城 市 用 地 的 变 化 情 况 ， 考 虑 自 然 水 岸 的 比 率 及 湖 岸 缓 冲 带 宽 度 等 生 境 情 况 。 6 . 4 指 标 筛 选 应 采 用 相 关 性 分 析 、 主 成 分 分 析 、 降 维 对 应

33、 分 析 、 典 型 对 应 分 析 等 方 法 ， 筛 选 与 藻 类 生 长 有 明 确 相 关 关 系 的 响 应 指 标 。 （ 1 ） 总 磷 、 总 氮 （ 原 因 指 标 ） 和 叶 绿 素 a 、 透 明 度 （ 响 应 指 标 ） 为 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 的 必 选 指 标 。 （ 2 ） 受 地 理 、 气 候 和 历 史 等 自 然 与 人 为 因 素 的 影 响 ， 不 同 地 区 影 响 湖 泊 营 养 状 态 的 关 键 指 标 存 在 一 定 差 异 ， 要 因 地 制 宜 ， 适 当 增 加 特 征 指 标 。 （ 3 ） 对 于 饮 用 水 源

34、 地 等 重 要 水 环 境 功 能 区 ， 需 选 择 土 地 利 用 等 早 期 预 警 指 标 。 （ 4 ） 所 采 用 的 指 标 应 有 标 准 监 测 分 析 方 法 ， 易 于 全 国 推 广 。 7 基 准 值 推 导 湖 泊 按 照 陆 域 生 态 系 统 健 康 状 况 （ 附 录 A ） 分 为 受 人 为 活 动 扰 动 较 小 湖 泊 和 受 人 为 活 动 扰 动 较 大 湖 泊 。 陆 域 生 态 系 统 健 康 状 况 为 良 好 及 其 以 上 状 态 的 湖 泊 为 受 人 为 活 动 扰 动 较 小 的 湖 泊 ， 其 他 湖 泊 为 受 人 为 活 动

35、 扰 动 较 大 湖 泊 。 区 域 内 受 人 为 活 动 扰 动 较 小 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 采 用 统 计 分 析 法 ， 受 人 为 活 动 扰 动 较 大 湖 泊 营 养 物 基 准 制 定 采 用 压 力 - 响 应 模 型 法 。 7 . 1 统 计 分 析 法 统 计 分 析 法 包 括 参 照 湖 泊 法 、 湖 泊 群 体 分 布 法 及 三 分 法 。 根 据 区 域 湖 泊 可 获 得 的 数 据 情 况 ， 选 择 一 种 或 几 种 方 法 确 定 营 养 物 基 准 。 7 . 1 . 1 参 照 湖 泊 法 区 域 内 参 照 湖 泊 的 数 量

36、 超 过 全 体 湖 泊 数 量 1 0 % 时 ， 可 优 先 考 虑 采 用 参 照 湖 泊 法 确 定 营 养 物 基 准 。 具 体 推 导 技 术 流 程 （ 图 2 ） 如 下 ： （ 1 ） 确 定 区 域 内 参 照 湖 泊 。 参 照 湖 泊 筛 选 技 术 方 法 见 附 录 B 。 （ 2 ） 数 据 筛 选 ： 选 择 区 域 内 参 照 湖 泊 的 全 部 原 始 数 据 。 （ 3 ） 数 据 分 布 检 验 ： 对 参 照 湖 泊 的 全 部 数 据 进 行 正 态 分 布 检 验 （ 如 t 检 验 、 F 检 验 ） ， 符 合 正 态 分 布 方 可 用 于

37、 基 准 值 推 导 ； 若 不 符 合 正 态 分 布 ， 需 甄 别 异 常 值 和 极 端 值 ， 并 采 用 对 数 转 换 等 方 法 进 行 变 换 （ 以 1 0 为 底 数 ） ， 重 新 进 行 检 验 直 到 符 合 正 态 分 布 。 （ 4 ） 营 养 物 基 准 值 推 导 ： 符 合 正 态 分 布 检 验 的 数 据 进 行 频 数 分 布 分 析 （ 按 水 质 从 高 到 低 的 顺 序 分6 别 排 列 ） ， 选 择 上 2 5 % 点 位 （ 透 明 度 采 用 频 数 分 布 图 的 相 对 端 ） 作 为 营 养 物 基 准 值 （ 见 图 3 ）

38、。 图 2 参 照 湖 泊 法 推 导 营 养 物 基 准 技 术 流 程 图 3 （ a ） 参 照 湖 泊 法 与 （ b ） 湖 泊 群 体 分 布 法 示 意 图 7 . 1 . 2 湖 泊 群 体 分 布 法 当 区 域 内 参 照 湖 泊 数 量 不 能 达 到 全 体 湖 泊 数 量 1 0 % 时 ， 可 采 用 湖 泊 群 体 分 布 法 ， 本 方 法 不 需 要 进 行 参 照 湖 泊 筛 选 。 具 体 推 导 方 法 如 下 ： （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 择 区 域 内 湖 泊 全 部 原 始 数 据 。 （ 2 ） 数 据 分 布 检 验 ： 同 参 照

39、湖 泊 法 。 （ 3 ） 营 养 物 基 准 值 推 导 ： 符 合 正 态 分 布 检 验 的 数 据 进 行 频 数 分 布 分 析 （ 按 水 质 从 高 到 低 的 顺 序 分 别 排 列 ） ， 选 择 下 2 5 % 点 位 （ 透 明 度 采 用 频 数 分 布 图 的 相 对 端 ） 作 为 营 养 物 基 准 值 （ 见 图 3 ） 。 7 . 1 . 3 三 分 法 当 区 域 内 参 照 湖 泊 数 量 不 能 达 到 全 体 湖 泊 数 量 1 0 % 时 ， 也 可 以 用 三 分 法 ， 本 方 法 不 需 要 进 行 参 照 湖 泊 筛 选 。 具 体 推 导

40、方 法 如 下 ： （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 择 区 域 内 湖 泊 全 部 数 据 中 水 质 最 佳 的 1 / 3 数 据 。 （ 2 ） 数 据 分 布 检 验 ： 同 参 照 湖 泊 法 。7 （ 3 ） 营 养 物 基 准 值 推 导 ： 将 所 获 得 1 / 3 数 据 的 中 位 数 （ 频 数 分 布 的 5 0 点 位 ） 作 为 营 养 物 基 准 值 。 7 . 2 压 力 - 响 应 模 型 法 压 力 - 响 应 模 型 法 包 括 线 性 回 归 模 型 法 、 分 类 回 归 树 模 型 法 、 贝 叶 斯 拐 点 分 析 法 和 非 参 数 拐 点

41、 分 析 法 ， 需 同 时 采 用 四 种 模 型 法 确 定 营 养 物 基 准 值 。 符 合 下 列 两 种 情 况 之 一 的 ， 须 采 用 分 类 回 归 树 模 型 法 、 贝 叶 斯 拐 点 分 析 法 和 非 参 数 拐 点 分 析 法 确 定 营 养 物 基 准 值 ： （ 1 ） 响 应 指 标 与 营 养 物 浓 度 之 间 的 关 系 无 法 用 线 性 关 系 表 示 ， 呈 现 非 线 性 、 非 正 态 和 异 质 性 ； （ 2 ） 湖 泊 水 质 指 标 不 能 满 足 线 性 回 归 中 设 定 的 条 件 。 7 . 2 . 1 线 性 回 归 模 型

42、 法 线 性 回 归 模 型 法 包 括 简 单 线 性 回 归 模 型 和 多 元 线 性 回 归 模 型 ， 简 单 线 性 回 归 模 型 的 具 体 推 导 技 术 流 程 如 下 （ 图 4 ） ： 图 4 线 性 回 归 模 型 推 导 营 养 物 基 准 技 术 流 程 （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 取 区 域 内 全 部 湖 泊 4 9 月 份 数 据 的 平 均 值 进 行 线 性 回 归 分 析 ； 用 于 模 型 拟 合 的 独 立 样 本 数 不 少 于 2 0 个 。 （ 2 ） 数 据 检 验 ： 检 验 数 据 是 否 满 足 以 下 条 件 ： 1 ） 线

43、 性 回 归 方 程 是 否 反 映 营 养 物 浓 度 与 响 应 指 标 的 关 系 ； 2 ） 营 养 物 浓 度 抽 样 是 否 满 足 正 态 分 布 ； 3 ） 营 养 物 浓 度 抽 样 变 异 性 的 大 小 是 否 在 预 测 区 间 内 ； 4 ） 使 用 的 数 据 样 本 是 否 相 互 独 立 。 若 不 满 足 上 述 假 设 ， 需 甄 别 异 常 值 和 极 端 值 ， 并 对 数 据 进 行 对 数 转 换 （ 以 1 0 为 底 数 ） 。 （ 3 ） 线 性 回 归 模 型 建 立 ： 经 检 验 后 的 数 据 代 入 线 性 回 归 方 程 式 （ 2

44、 ） ， 采 用 最 小 二 乘 法 对 模 型 进 行 拟 合 ， 得 到 a 和 b 。 y a b x （ 2 ） 式 中 ： y C h l a 、 S D 估 计 值 ， g / L 、 c m ；8 x 氮 磷 浓 度 监 测 值 ， m g / L ； a 截 距 ， 无 量 纲 ； b 线 性 回 归 斜 率 ， 无 量 纲 。 （ 4 ） 模 型 评 价 ： 采 用 相 关 性 系 数 （ R 2 ） 、 均 方 根 （ R M S E ） 、 残 差 与 拟 合 值 的 关 系 、 残 差 与 累 积 概 率 百 分 比 的 关 系 等 参 数 ， 评 价 模 型 拟 合

45、度 。 （ 5 ） 基 准 值 推 导 ： 考 虑 到 国 际 和 我 国 湖 泊 营 养 状 态 及 功 能 要 求 ， C h l a 取 值 范 围 为 2 5 g / L * ， 以 9 0 % 置 信 区 间 计 ， 运 用 方 程 式 （ 2 ） 推 导 氮 磷 的 基 准 值 。 7 . 2 . 2 分 类 回 归 树 模 型 法 分 类 回 归 树 模 型 法 可 以 定 量 反 映 不 同 预 测 指 标 （ 如 营 养 物 等 ） 对 响 应 指 标 （ C h l a ） 的 影 响 ， 确 定 指 标 变 化 阈 值 。 使 用 分 类 回 归 树 模 型 确 定 营

46、养 物 基 准 不 需 要 假 定 响 应 指 标 的 基 准 值 。 具 体 推 导 方 法 如 下 ： （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 取 区 域 内 全 部 湖 泊 4 9 月 份 数 据 的 平 均 值 进 行 分 类 回 归 树 模 型 分 析 。 根 据 预 测 指 标 的 数 量 ， 确 定 模 型 拟 合 所 需 的 数 据 量 ， 独 立 样 本 数 与 预 测 指 标 数 的 比 值 应 大 于 等 于 1 0 。 （ 2 ） 分 类 回 归 树 模 型 建 立 ： 包 括 树 的 构 建 、 停 止 、 剪 枝 以 及 最 优 树 的 选 择 四 个 步 骤 。 （

47、3 ） 重 要 预 测 指 标 确 定 ： 在 选 定 潜 在 的 预 测 指 标 基 础 上 ， 根 据 分 类 回 归 树 模 型 确 定 影 响 响 应 指 标 波 动 性 的 重 要 预 测 指 标 。 （ 4 ） 基 准 值 推 导 ： 最 优 树 的 节 点 对 应 的 营 养 物 浓 度 和 C h l a 均 值 即 为 基 准 值 。 7 . 2 . 3 贝 叶 斯 拐 点 分 析 法 运 用 拐 点 分 析 法 出 现 营 养 物 浓 度 跃 迁 拐 点 即 为 营 养 物 基 准 值 。 贝 叶 斯 拐 点 分 析 法 能 够 给 出 跃 迁 拐 点 可 能 发 生 位

48、置 的 概 率 分 布 ， 并 将 概 率 最 大 的 跃 迁 拐 点 作 为 营 养 物 基 准 值 。 具 体 推 导 方 法 如 下 ： （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 取 区 域 内 全 部 湖 泊 4 9 月 份 数 据 的 平 均 值 进 行 拐 点 分 析 。 采 用 贝 叶 斯 拐 点 法 需 要 分 析 响 应 指 标 是 否 符 合 正 态 分 布 ， 对 不 符 合 正 态 分 布 的 响 应 指 标 需 要 进 行 对 数 转 换 （ 以 1 0 为 底 数 ） 。 （ 2 ） 模 型 构 建 ： 将 符 合 要 求 的 数 据 按 照 从 低 到 高 的 浓 度

49、梯 度 排 列 ， 在 压 力 指 标 和 响 应 指 标 之 间 建 立 的 响 应 关 系 中 ， 概 率 最 大 的 突 变 点 即 为 跃 迁 拐 点 。 贝 叶 斯 拐 点 分 析 法 的 原 理 详 见 附 录 C 。 （ 3 ） 营 养 物 基 准 值 推 导 ： 以 9 0 % 置 信 区 间 计 ， 采 用 自 举 法 （ b o o t s t r a p ） 模 拟 确 定 基 准 值 。 7 . 2 . 4 非 参 数 拐 点 分 析 法 采 用 非 参 数 拐 点 分 析 法 找 出 压 力 指 标 和 响 应 指 标 关 系 中 的 跃 迁 拐 点 ， 即 为 营 养 物 基 准 值 。 具 体 推 导 方 法 如 下 ： （ 1 ） 数 据 筛 选 ： 选 取 区 域 内 全 部 湖 泊 4 9 月 份 数 据 的 平 均 值 进 行 拐 点 分 析 。 本 方 法 不 需 要 进 行 正 态 分 布 检 验 。 （ 2 ） 模 型 构 建 ： 将 符 合 要 求 的 数 据 按 照 从 低 到 高 的 浓 度 梯 度 排 列 ， 在 压 力 指 标 和 响 应 指 标 之 间