基于GIS空間分析方法研究太湖水質(zhì)與水生植物群落的關(guān)系

1、 基于GIS空間分析方法研究太湖水質(zhì)與水生植物群落的關(guān)系摘要：太湖富營(yíng)養(yǎng)化問題日益突出，為了研究大尺度，大范圍內(nèi)太湖水質(zhì)與水生植物群落的關(guān)系，本文利用GIS空間分析技術(shù)，特別是疊置分析和緩沖區(qū)的分析，通過資料整合和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)采集綜述了太湖水生植物群落的變化情況，及其與水質(zhì)的關(guān)系，研究了太湖水生植物群落在凈化水質(zhì)的個(gè)數(shù)，多遠(yuǎn)的距離種植水生植物群落，以及采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)。為水生植物對(duì)太湖水質(zhì)凈化的研究提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：GIS；空間分析；太湖；水質(zhì)；水生群落 1.引言近年來太湖水環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化給人類帶來諸多損害，其富營(yíng)養(yǎng)化的原因和控制途徑引起了很多的關(guān)注。我國(guó)針對(duì)水環(huán)境的富營(yíng)養(yǎng)化問題開展了大量的工

2、作，特別是水生植物群落與水質(zhì)的關(guān)系，在這方面已有很多研究，水生植物具有吸收水體氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽和抑制藻類生長(zhǎng)的作用，從而改善了東太湖水質(zhì)，同時(shí)植物季節(jié)性生長(zhǎng)以及空間分布差異也影響水質(zhì)時(shí)空差異1。位于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的太湖近年來污染不斷加重,自上世紀(jì)60年代以來，太湖水質(zhì)平均每十年下降一個(gè)級(jí)別，到本世紀(jì)，太湖水體總體已由二類以上水質(zhì)降為五類水質(zhì)，局部甚至為劣五類。 與此同時(shí)，湖泊污染自凈能力減弱，水生生物多樣性急劇減少，生態(tài)服務(wù)功能退化明顯。其中水質(zhì)下降是導(dǎo)致水生植物種類不斷減少甚至消失的一個(gè)重要原因。圍網(wǎng)養(yǎng)殖和不合理的捕撈方式也對(duì)局部水域的植物造成極大的破壞。水生植物生存環(huán)境日益嚴(yán)峻,種群?jiǎn)我换厔?shì)

3、日益明顯2。雷澤湘等3研究表明沉水和浮葉植物的N、P含量與水體N、P濃度的相關(guān)性較為顯著。此外，植物體內(nèi)的N、P含量亦與植物物種的特性、生長(zhǎng)發(fā)育階段和生長(zhǎng)狀況等內(nèi)在因素密切相關(guān)。楊清心4的研究表明東太湖水生植物覆蓋率97%，年生產(chǎn)量1120325t，吸收同化氮3916t，磷486t；年收獲利用水生植物599295t，帶走氮189lt，磷296t，相當(dāng)于東太湖年外源氮、磷輸入量的28%和57%。從上面的研究都可以綜述出水生植物群落可以凈化太湖水質(zhì)中的N、P含量。太湖是我國(guó)的第三大淡水湖泊,位于長(zhǎng)江三角洲南緣,是太湖流域內(nèi)的主要飲用水水源,并兼有蓄洪、灌溉、航運(yùn)、旅游、養(yǎng)殖等功能。近50年來,由于

4、人類不當(dāng)?shù)纳a(chǎn)活動(dòng)和環(huán)境污染等原因,導(dǎo)致太湖湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、水質(zhì)堿化、生態(tài)破壞以及水質(zhì)惡化等環(huán)境問題不斷出現(xiàn)。其中富營(yíng)養(yǎng)化已成為太湖最重要的水環(huán)境問題之一。2007年11月到2008年8月,我們按季度對(duì)太湖的水化學(xué)指標(biāo)及水生生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查分析。 通過水質(zhì)污染指數(shù)評(píng)價(jià)法和綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)法對(duì)太湖的水化學(xué)分析表明,太湖的主要污染物為氮(N)、磷(P)和有機(jī)耗氧量(CODMn)?？偭?TP)所占的污染負(fù)荷指數(shù)最大(34.34%54.34%),平均污染指數(shù)為48.36%。葉綠素a(Chl-a)與TN、TP和CODMn之間呈顯著正相關(guān),Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.715(p0.01)、0.66

5、6(p0.01)和0.740(p0.01)。采用綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法評(píng)價(jià)太湖的水質(zhì)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)太湖四個(gè)季節(jié)的TLI()值均在6070之間,平均值為65.54,各季節(jié)的水質(zhì)狀態(tài)差異較小。太湖水質(zhì)整體上已處于中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),部分區(qū)域已呈嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化。太湖的浮游植物主要由8大門類組成,分別為藍(lán)藻門、綠藻門、硅藻門、隱藻門、甲藻門、黃藻門、裸藻門和金藻門。藍(lán)藻、綠藻和硅藻占浮游藻類個(gè)體總量的90%左右,其中尤以藍(lán)藻門占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。藍(lán)藻門全年均能發(fā)現(xiàn),且全湖性分布。優(yōu)勢(shì)種為:銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa )和水華微囊藻(M. flosaquae)。太湖浮游植物密度平均值為1.87&

6、#215;107 ind?L-1,生物量平均值為5.36 mg?L-1。浮游植物多樣性指數(shù)的變化在0.162.43之間,平均為1.08。均勻度指數(shù)的變化在0.080.82之間,平均為0.41。均勻度指數(shù)與多樣性指數(shù)結(jié)果都顯示太湖水體的狀況處于中度污染狀態(tài)。 太湖浮游動(dòng)物中,原生動(dòng)物常見種為球形砂殼蟲(Difflugia gloculosa)、長(zhǎng)圓砂殼蟲(Difflugia oblonga)、鐘蟲(Vorticella sp.),大彈跳蟲(Halceria grandinella)、筒殼蟲(Tintinnidium fluviatile stein)、累枝蟲(Epistylis sp.)、壇狀曲

7、頸蟲(Cyphoderia ampulla Ehrenberg)。優(yōu)勢(shì)種為表殼蟲、球形砂殼蟲、筒殼蟲、累枝蟲。輪蟲中的萼花臂尾輪蟲(Brachionus calycif lorus ),龜甲輪蟲屬(Keratella sp.)的三種輪蟲全年都有出現(xiàn)。常見種還有角突臂尾輪蟲(Brachionus angularis),螺旋龜甲輪蟲(Keratella cochlearis);曲腿龜甲輪蟲(Keratella ualga ),長(zhǎng)三肢輪蟲(Filinia longiseta),針簇多肢輪蟲(Polyarthra trigla)。枝角類的優(yōu)勢(shì)種為象鼻溞(Bosmina sp.)、網(wǎng)紋溞(Cerioda

8、phnia sp.)、秀體溞(Diaphanosoma sp.)。橈足類主要是劍水蚤(Cyclops sp.),哲水蚤(Sinocalanus sp.)為次優(yōu)勢(shì)種。浮游動(dòng)物數(shù)量變化在410.93ind?L-1到8672.05ind?L-1之間,均值為3277.19ind?L-1。生物量的變化在1.04mg?L-1到11.73mg?L-1之間,均值為5.35mg?L-1。太湖浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)的變化在0.031.88之間,平均為0.90,浮游動(dòng)物多樣性指數(shù)隨著溫度升高而升高,且夏秋的多樣性指數(shù)大于冬春。 以上的研究都是小尺度，小范圍內(nèi)的研究，且時(shí)間較短，還沒有發(fā)現(xiàn)利用GIS技術(shù)研究大尺度范圍，及

9、其多年份的太湖的研究，本文利用GIS空間分析技術(shù)，特別是緩沖區(qū)的分析技術(shù)，從宏觀大尺度范圍內(nèi)綜述太湖水質(zhì)與水生植物群落的關(guān)系，希望為富營(yíng)養(yǎng)話湖泊的治理提供理論依據(jù)。研究空間知識(shí)的統(tǒng)一形式化表達(dá)與集成方法，消除空間知識(shí)的異構(gòu)性，顧及空間知識(shí)的時(shí)空特征，從而可以有效利用當(dāng)前多源異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)與空間知識(shí)資源，為今后在大數(shù)據(jù)量環(huán)境下的空間數(shù)據(jù)挖掘提供新的思路，豐富空間知識(shí)研究的理論方法體系，并對(duì)當(dāng)前的智慧城市建設(shè)起到一定的方法性指導(dǎo)作用。2. GIS空間分析技術(shù)理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)

10、廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”（Geographic Information Science），近年來，也有稱GIS為"地理信息服務(wù)"（Geographic Information service）。GIS是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對(duì)空間信息進(jìn)行分析和處理（簡(jiǎn)而言之，是對(duì)地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析）。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等）集成在一起。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對(duì)空間信息的存儲(chǔ)管理

11、分析，從而使其在廣泛的公眾和個(gè)人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測(cè)結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。GIS可以分為以下五部分：人員，是GIS中最重要的組成部分。開發(fā)人員必須定義GIS中被執(zhí)行的各種任務(wù)，開發(fā)處理程序。 熟練的操作人員通?？梢钥朔礼IS軟件功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟件也無法彌補(bǔ)操作人員對(duì)GIS的一無所知所帶來的負(fù)作用。數(shù)據(jù)，精確的可用的數(shù)據(jù)可以影響到查詢和分析的結(jié)果。硬件，硬件的性能影響到軟件對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。軟件，不僅包含GIS軟件，還包括各種數(shù)據(jù)庫，繪圖、統(tǒng)計(jì)、影像處理及其它程序。過程，GIS 要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗(yàn)證的

12、結(jié)果。 GIS屬于信息系統(tǒng)的一類，不同在于它能運(yùn)作和處理地理參照數(shù)據(jù)。地理參照數(shù)據(jù)描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性，在GIS中的兩種地理數(shù)據(jù)成分：空間數(shù)據(jù)，與空間要素幾何特性有關(guān)；屬性數(shù)據(jù)，提供空間要素的信息。地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感系統(tǒng)(RS)合稱3S系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)(GIS) 是一種具有信息系統(tǒng)空間專業(yè)形式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在嚴(yán)格的意義上, 這是一個(gè)具有集中、存儲(chǔ)、操作、和顯示地理參考信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的位置對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。實(shí)習(xí)者通常也認(rèn)為整個(gè)GIS系統(tǒng)包括操作人員以及輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)

13、能夠應(yīng)用于科學(xué)調(diào)查、資源管理、財(cái)產(chǎn)管理、發(fā)展規(guī)劃、繪圖和路線規(guī)劃。例如，一個(gè)地理信息系統(tǒng)(GIS)能使應(yīng)急計(jì)劃者在自然災(zāi)害的情況下較易地計(jì)算出應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間，或利用GIS系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)那些需要保護(hù)不受污染的濕地。2.1疊置分析疊置分析是將有關(guān)主題層組成的各個(gè)數(shù)據(jù)層面進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)層面，其結(jié)果綜合了原來兩個(gè)或多個(gè)層面要素所具有的屬性，同時(shí)疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，而且還將輸入的多個(gè)數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。其中疊置分析包括了點(diǎn)與多邊形的疊加，線與多邊形的疊加，多邊形與多邊形的疊加。地理對(duì)象的本質(zhì)是整體的，但是，為了研究工作的需要，經(jīng)常將其分解為多因子分別研究，如：把影響太

14、湖水生植物群落變化的自然地理要素分解為地質(zhì)、地貌、水文、氣象等。在研究實(shí)際問題的時(shí)候，又需要將它們綜合為一個(gè)具體目標(biāo)的整體范疇。即：從多因子地學(xué)問題到綜合地學(xué)問題。比如分析太湖水質(zhì)的的好壞，就是測(cè)定把N的指標(biāo)，P的指標(biāo)，葉綠素a的指標(biāo)等，但是評(píng)價(jià)湖泊水質(zhì)的時(shí)候是把這些指標(biāo)疊加起來評(píng)價(jià)。分析太湖水生植物群落的衰減，可以從降水、溫度、DO等方面來綜合疊加評(píng)價(jià)。所以疊置分析可以運(yùn)用到太湖水質(zhì)及其水生植物變化的評(píng)估上。2.2緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)就是空間實(shí)體的一種影響范圍或服務(wù)范圍。緩沖區(qū)分析的基本思想就是給定一個(gè)空間實(shí)體或集合，確定它們的鄰域，鄰域的大小由領(lǐng)域半徑R來確定。其中緩沖區(qū)的類型可以分為點(diǎn)緩沖區(qū)

15、，線緩沖區(qū)，面緩沖區(qū)。緩沖區(qū)分析是針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周圍一定寬度范圍以內(nèi)的緩沖區(qū)多邊形。緩沖區(qū)的產(chǎn)生有三種情況：一是基于點(diǎn)要素的緩沖區(qū)，通常以點(diǎn)為圓心、以一定距離為半徑的圓；二是基于線要素的緩沖區(qū)，通常是以線為中心軸線，距中心軸線一定距離的平行條帶多邊形；三是基于面要素多邊形邊界的緩沖區(qū)，向外或向內(nèi)擴(kuò)展一定距離以生成新的多邊形。比如對(duì)于水生植物群落的群從內(nèi)外的水質(zhì)存在這以水生植物群落為中心的向外的水質(zhì)存在這逐漸變差的趨勢(shì)，也就是植物群落凈化水也有一個(gè)緩沖的范圍，超過這個(gè)范圍，就失去作用，并且在這個(gè)范圍內(nèi)，以離水生植物群從的距離的增加，水質(zhì)變差。所以緩沖區(qū)的分析也可以用到太湖水質(zhì)與水

16、生植物群落的研究中去。2.3網(wǎng)絡(luò)分析在GIS中，網(wǎng)絡(luò)分析就是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系（結(jié)點(diǎn)與弧段拓?fù)洹⒒《蔚倪B通性），通過考察網(wǎng)絡(luò)元素的空間與屬性數(shù)據(jù)，以數(shù)學(xué)理論模型為基礎(chǔ)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能特征進(jìn)行多方面的分析計(jì)算技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)分析的根本目的是研究、籌劃一項(xiàng)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最好，如城市的公交站臺(tái)的設(shè)計(jì)等。這類問題在生產(chǎn)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中不勝枚舉，因此研究此類問題具有重大意義。在研究太湖時(shí)也可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析，把水生植物群從看成一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)，然后把一個(gè)點(diǎn)接一個(gè)點(diǎn)的連接起來，在設(shè)計(jì)取樣點(diǎn)的時(shí)候可以運(yùn)用，就是說在太湖哪些地方采樣可以代表整個(gè)太湖的水質(zhì)的一個(gè)狀況。其實(shí)在運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)的時(shí)候可能是多種

17、的技術(shù)的一個(gè)聯(lián)合使用，比如在研究太湖水質(zhì)與水生植物群落的關(guān)系的時(shí)候，首先是要設(shè)置采樣點(diǎn)，在設(shè)置的時(shí)候就可以利用緩沖分析，分析其水生植物群落的影響范圍，和網(wǎng)絡(luò)分析中的使效果達(dá)到最好，這兩種空間分析方法的聯(lián)合使用，可以使采集的數(shù)據(jù)更具有代表性，放映水質(zhì)的情況更加真實(shí)，在分析其聯(lián)系的時(shí)候首先要考慮到水生植物群落的衰退的影響因素，這就需要用到空間分析中的疊置分析方法。以下主要運(yùn)用空間分析中的疊置分析對(duì)水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)以及利用緩沖區(qū)分析對(duì)太湖的采樣點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。3.太湖水質(zhì)變化與采樣點(diǎn)的設(shè)置太湖位于長(zhǎng)江三角洲南緣，地處北緯30°5531°34，東經(jīng)119°53120°

18、;36，水位2.99m(昊凇基面)時(shí)湖泊面積2427.8km2，實(shí)際水面積2338.1km2，平均水深2m左右，總蓄水量44.28億m3，屬典型的大型淺水湖泊5。3.1太湖水質(zhì)變化與水生植物種類劉偉龍6等根據(jù)中國(guó)科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站1989年以來的常規(guī)監(jiān)測(cè)資料,將西太湖(除東太湖以外的湖區(qū))劃分為9個(gè)區(qū)，采用點(diǎn)截法(point interceptmethod)，于20022005年對(duì)各區(qū)水生植物的種類、生物量和空間分布情況進(jìn)行了6次調(diào)查。結(jié)果表明：西太湖現(xiàn)有水生植物16種，分屬于11科12屬；水生植物總面積約10220hm2，其中沉水植物分布面積約占64.58%；挺水植物約占0.29%

19、；漂浮植物約占38.16%。由于對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)閾不同，水質(zhì)變化能導(dǎo)致生物多樣性變化、退化和消失7。水體營(yíng)養(yǎng)鹽的提高能夠顯著提高植物的生產(chǎn)力，但會(huì)導(dǎo)致植物種類減少，中度營(yíng)養(yǎng)水體中生物多樣性最高8。水生植物種類的減少甚至消失是水質(zhì)下降的一個(gè)明顯的標(biāo)志9。中國(guó)科學(xué)院太湖湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究站監(jiān)測(cè)資料顯示，太湖20世紀(jì)60年代屬-類水體；70年代其水質(zhì)發(fā)展至類；80年代初其水質(zhì)平均為-類；80年代末,太湖水質(zhì)大部分為類,局部和類；90年代中期水質(zhì)平均為類，三分之一湖區(qū)為類(圖4)。20002005年太湖水質(zhì)屬中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，水質(zhì)為劣類。平均每10a左右下降一個(gè)級(jí)別,近10多年下降速度明顯加快。1987199

20、5年，太湖水體中的凱氏氮和總磷含量分別上升了66%和79%。目前，沉水植物和漂浮植物主要分布在水質(zhì)相對(duì)較好的東部，挺水植物則分布在圖4所顯示的水質(zhì)較差的湖西岸，水生植物的分布區(qū)域與水環(huán)境的差異具有較好的一致性?？梢娝w富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)西太湖水生植物的影響非常顯著，1960年太湖水生植物為66種10，2005年西太湖水體中僅存16種。3.2利用疊置分析評(píng)價(jià)太湖水質(zhì)毛新偉11等對(duì)1997年到2006年太湖的基本水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試結(jié)果如下，并且評(píng)價(jià)了太湖水質(zhì)的情況由上圖可知作者在研究太湖水質(zhì)時(shí)是測(cè)定水質(zhì)中總氮、總磷、氨氮、COD、BOD、Chla的含量，然后在綜合進(jìn)行評(píng)價(jià)太湖水質(zhì)，如果這個(gè)按照疊置分析的話

21、，就把這些測(cè)定的指標(biāo)看成一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)，最后在評(píng)價(jià)水體的營(yíng)養(yǎng)程度的時(shí)候在疊加在一起，比如水體富營(yíng)養(yǎng)目前一般采用的指標(biāo)是：水體中氮含量超過0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中細(xì)菌總數(shù)每毫升超過10萬個(gè)，表征藻類數(shù)量的葉綠素-a含量大于10mg/L?，F(xiàn)在的評(píng)價(jià)不是其中一種指標(biāo)的含量超過了這個(gè)值就斷定水體是富營(yíng)養(yǎng)水體，而是采取的加權(quán)綜合評(píng)價(jià)，把太湖的其中一個(gè)區(qū)域看成一個(gè)面，其中的水生植物群落看成各個(gè)點(diǎn)，運(yùn)用點(diǎn)與面的疊加分析，分析有多少的水生群落落到這個(gè)面以內(nèi)，并且結(jié)合水質(zhì)的情況進(jìn)行分析，比如，這點(diǎn)的水質(zhì)的好壞與水生植物群落落在這個(gè)劃定

22、平面的區(qū)域是否有關(guān)系；然后也可以選定水生植物群落的點(diǎn)連成一條線，然后劃定一個(gè)區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)面，斷定這個(gè)區(qū)域的水質(zhì)與水生植物群落的密度的關(guān)系。綜合來說用疊置分析的方法可以斷定在固定的一個(gè)湖泊區(qū)域內(nèi)，有多少的植物群落在其中，并且與水質(zhì)的關(guān)系，當(dāng)植物群落連成一條線時(shí)，由于固定區(qū)域可能會(huì)隔斷這個(gè)群落其中對(duì)水質(zhì)又會(huì)有怎樣的影響，因此可以用疊置分析來研究水生植物群從內(nèi)外的水質(zhì)的關(guān)系，如果在結(jié)合緩沖分析，這個(gè)很值得探究。3.3運(yùn)用緩沖分析設(shè)置太湖水質(zhì)采樣點(diǎn)龔紹琦12等根據(jù)各水質(zhì)參數(shù)空間變異特征分析結(jié)果，利用各參數(shù)所選的最佳模型進(jìn)行克里格插值，插值結(jié)果按地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB38382002)及太湖富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)

23、準(zhǔn)分級(jí)；然后以各參數(shù)的變程為距離，對(duì)原始點(diǎn)位作緩沖區(qū)分析，得到的緩沖區(qū)圖與水質(zhì)參數(shù)分級(jí)圖疊合。根據(jù)空間自相關(guān)原理，樣點(diǎn)間距離愈近其屬性值愈相似，因此在緩沖區(qū)范圍內(nèi)每一級(jí)別可設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，多余樣點(diǎn)可剔除，而其他點(diǎn)位的屬性值則可根據(jù)已知樣點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值估算得到。緩沖區(qū)外每一級(jí)別的水質(zhì)參數(shù)按其變程的距離依次設(shè)置采樣點(diǎn)。以懸浮物為例，其空間自相關(guān)范圍內(nèi)的取樣見圖2，其他參數(shù)合理取樣數(shù)目的確定同理。如上圖所示運(yùn)用緩沖區(qū)分析確定采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)是一個(gè)很好的方法，在研究太湖水質(zhì)與水生植物的關(guān)系的把植物群從看成一個(gè)點(diǎn)然后以這個(gè)點(diǎn)畫圓這個(gè)半徑就是緩沖區(qū)的半徑，在進(jìn)行實(shí)際的操作是就以植物群從為一個(gè)點(diǎn)畫一條射線，還有每隔

24、3-5cm左右進(jìn)行取樣，不同的群從大小，取樣的距離視情況而定，進(jìn)行分析，如果取到某個(gè)點(diǎn)的水質(zhì)已經(jīng)和全湖的平均水平相差不大時(shí)就可以確定，這個(gè)點(diǎn)到群從的聯(lián)系是整個(gè)水生植物群從的緩沖半徑，然后在根據(jù)這個(gè)緩沖半徑可以確定大概多少的植物群從可以凈化水質(zhì)，距離多遠(yuǎn)應(yīng)該種植水生植物群從，這就為太湖水質(zhì)利用水生植物群落凈化提供了理論依據(jù)，并且通過計(jì)算 可以確定需要多少個(gè)群從，大概多少距離需要種植植物群從，都是具有實(shí)際的意義。4.結(jié)論本文主要是討論太湖水質(zhì)與水生植物群落之間的關(guān)系，通過對(duì)GIS空間分析技術(shù)中的疊置分析技術(shù)和緩沖區(qū)分析技術(shù)確定了太湖的水生植物群落在凈化太湖水質(zhì)時(shí)應(yīng)該需要多少個(gè)，然后多遠(yuǎn)的距離需要種植水生植物群落，以及怎樣設(shè)置采樣點(diǎn)才可以代表太湖的整體的水質(zhì)，本文還對(duì)GIS空間分析技術(shù)進(jìn)行了整體的概括，主要包括了疊置分析，緩沖區(qū)分析，網(wǎng)絡(luò)分析，雖然本文只是牽線的疊置分析和緩沖區(qū)分析運(yùn)用到太湖的實(shí)際的采樣中，沒有具體的算法，考慮群從大小、季節(jié)變化因素等，不夠全面和細(xì)致，但是這不