試驗統(tǒng)計方法在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和評價中的應用研究——以江蘇省稻米鎘檢測多級抽樣和湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析為例.pdf

1、農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟中最重要的基礎產(chǎn)業(yè)。發(fā)達的農(nóng)業(yè)是一個國家現(xiàn)代化的標志。然而，在社會和經(jīng)濟發(fā)展的過程中，出現(xiàn)諸多農(nóng)業(yè)環(huán)境問題，如土壤重金屬污染，水資源污染等，制約了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測是我國農(nóng)業(yè)環(huán)境保護的一項基礎性工作，是農(nóng)業(yè)環(huán)境管理體系的重要組成部分。在實際監(jiān)測工作中，往往采用抽樣調(diào)查獲得有代表性的樣本。在具體的統(tǒng)計工作實踐中，采用什么樣的調(diào)查方法、調(diào)查多少樣本單位、花費多少試驗費用、試驗精確度如何以及試驗數(shù)

2、據(jù)如何分析，這些一直是人們所關心的問題。本研究以江蘇省稻米重金屬鎘檢測多級抽樣最優(yōu)試驗方案的確定作為案例一，以江蘇省主要湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析作為案例二，探討試驗統(tǒng)計方法在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和評價中的應用。首先，就試驗統(tǒng)計方法中的抽樣策略問題，探討了江蘇省稻米重金屬鎘檢測多級抽樣的最佳試驗方案。其次，在江蘇省主要湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測方面，初次采用系統(tǒng)分組資料方差分析方法分析2001-2011年10年間江蘇省5個主要湖泊的漁業(yè)水質(zhì)多年多點的

3、監(jiān)測數(shù)據(jù)，并應用多指標綜合評價法(TOPSIS)對5個湖泊水質(zhì)進行綜合比較。在此基礎上，采用物元分析法對太湖、滆湖、洪澤湖、高寶邵伯湖和駱馬湖分別進行了漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測站位的優(yōu)化布設研究。最后，根據(jù)以往江蘇省主要湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)構建了一套湖泊水質(zhì)綜合評價系統(tǒng)。主要研究結果如下:
　　(1)為了探討江蘇省稻米重金屬鎘檢測多級抽樣最佳試驗方案，本文以一個三級抽樣檢測結果為例，經(jīng)方差分析F僉驗，發(fā)現(xiàn)地市間和樣點村間差異均極顯著，各級誤差

4、方差以地市間最大。在此基礎上，探討了在一定精確度保證下的最優(yōu)配置抽樣方案。結果表明，為了提高調(diào)查的精確度，在經(jīng)費許可的條件下可采用隨機抽取6個地市，每個地市隨機抽取20個樣點村或農(nóng)技推廣站，每個樣點村隨機重復2次的抽樣方案;若資金較為緊張，在保證當前精確度的基礎上，亦可以采用隨機抽取6個地市，每個地市隨機抽取10個樣點村或農(nóng)技推廣站，每個樣點村隨機重復2次的抽樣方案。該結果為進行類似的抽樣調(diào)查提供了重要參考。
　　(2)本文對20

5、01-2011年（不含2004年）10年間江蘇省5個主要湖泊的漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，首次采用系統(tǒng)分組資料方差分析方法和多指標綜合評價法(TOPSIS)，進行了監(jiān)測指標的統(tǒng)計學分析比較與綜合評價。結果表明:除銅含量外，5個湖泊間的水溫、透明度和溶解氧等14個指標均存在極顯著差異;湖泊內(nèi)站位間的透明度、總氮和總磷差異極顯著;站位內(nèi)年份間的pH、化學需氧量、石油類、總磷、鉛、鎘和汞差異顯著或極顯著;漁業(yè)水質(zhì)最好的是高寶邵伯湖，駱馬湖水質(zhì)與之相當，

6、其后依次是洪澤湖、太湖和滆湖，5個湖泊的水質(zhì)由南向北越來越好，這與江蘇南北工業(yè)經(jīng)濟發(fā)達程度呈高度的關聯(lián)性。該數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，突破了以往針對此類數(shù)據(jù)無法進行統(tǒng)計推斷的局限，可為類似數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析提供重要借鑒。
　　(3)物元分析法是處理不相容問題的一種有效方法。本文基于2001-2011年（不含2004年）江蘇省主要湖泊10年的水質(zhì)（溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、總氮、氨氮和總磷）長期定位監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用物元分析法進行漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測站位的優(yōu)化布

7、設研究。結果表明:物元分析法可將洪澤湖的21個監(jiān)測站位、滆湖的13個監(jiān)測站位、高寶邵伯湖的18個監(jiān)測站位、駱馬湖的14個監(jiān)測站位和太湖的35個監(jiān)測站位，依次優(yōu)化為15個、10個、14個、11個，和27個。這為提高監(jiān)測工作的效率提供了理論上的依據(jù)，具有較為重要的實踐指導意義。
　　(4)在以往的江蘇省主要湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎上構建了一套湖泊水質(zhì)綜合評價系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)江蘇省5大湖泊漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的批量導入、數(shù)據(jù)顯示以及監(jiān)