福田红树林自然保护区湿地生态系统模型框架的构建一等奖(内附代码)教材.docx

福田红树林自然保护区湿地生态系统模型框架的构建 及应用实例研究 摘要 福田红树林自然保护区面积小，湿地生态系统的生态健康脆弱，迫切需要构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作。本文首先在基于PSR模型的基础上尽可能全面地考虑影响湿地生态系统健康的因子后，建立了湿地生态系统健康评估模型。接着我们通过分析该模型的求解结果，找出了影响生态健康状况的三大主要方面，并进一步建立了湿地动态监测与数据管理体系模型。然后我们以前两个模型为基础建立了湿地生态系统的安全预警模型，最终构成了一个完整的生态系统监测、评估、预警的模型框架。 针对问题一，本文采用模糊综合评价法，在基于PSR模型的基础上从3个方面6个要素27个指标建立了福田湿地健康评价的评价体系，并使用加权平均算子降低各指标权重系数的主观性。最后求得福田红树林湿地的生态系统总评价值为3.4438，属于“不健康”状况，并在模型的求解之后做出了模型的改进，通过专家给出的评估指标比较的AHP矩阵算出各评估指标的主观权重，然后通过熵权法算出评估指标的客观权重，主、客观权重通过乘法合成归一。所确定的各评估指标的组合权重又进一步提高了各指标权重系数的精确度。 针对问题二，本文在基于模型一的基础上给出了两大监测内容四大监测指标，并使用作图的方式将其清晰地展现出来。 针对问题三，本文采用物元分析法求得指标的关联函数，并确定了他们的关联度。接着我们结合模型一中这些指标的权重系数和安全预警警度的划分，建立了湿地生态安全预警模型。模型求解结果表明大部分预警指标为黄色预警状态，且有想法橙色预警发展的趋势，于此我们通过分析之一现象的原因，给出了合理的保护修复建议。 在问题的解决过程中，本文采用大量可行的算法，准确的确定各指标的权重系数，并以此作为监测，预警和预测的依据。此外三个算法体系环环相扣、精密相连，形成了一个完整的生态评价、监测、预警模型框架。 最后，本文回答了基于模型框架的后续问题，对福田红树林湿地的生态安全从三大方面给出了5个可行措施。并通过建立GM（1，1）灰色预测模型，对福田红树林未来12年的生态系统健康值做出了较为准确的预测。预测图表示福田红树林湿地健康状况逐年下降，但在人类意识逐渐加强和对其保护下，其下降速度渐趋于平缓，并且在建立模型的过程中通过计算相对误差、关联度、均方差比和小误差概率来检验模型的精度，以确保所得模型的精确性，最终我们的出了其生态安全值预测模型为 。 本文还对模型的优缺点做出了客观的评价，一定程度上解决了本论文因算法较多而引发的可操作性降低的问题。 关键词:模糊综合评价，层次分析法，熵权法，物元分析法，PSR模型，灰色预测模型 AHP指标体系 一、问题重述 1.1问题背景 深圳福田红树林自然保护区位于深圳湾北岸，总面积3.68平方公里，是我国面积最小的红树林保护区，也是我国唯一处于城市腹地的国家级自然保护区。与国内外其他大规模湿地生态系统相比，福田红树林自然保护区因其面积小，湿地生态系统的生态健康更加脆弱，迫切需要构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作。 1.2先前研究情况 目前的生态健康评价主要采用基于抽样监测数据和专家经验的静态方法，仅仅围绕主要生物因子开展调查而没有覆盖到噪声、大气等环境因子，而且监测点信息的时间、空间离散度较大（时间间隔较长、测点密度过于稀疏），致使难以完全满足福田红树林自然保护区科学管理的实际需要。因此，保护区准备用三至五年的时间完成保护管理数字化支撑平台建设，其中构建新型的生态系统动态监测和健康评估及预警科学管理支撑体系是重要工作内容。 1.3我们的工作任务 1.3.1首要工作任务 鉴于上述情况，我们的首要工作任务是查询相关资料，从福田红树林湿地生态系统的生态健康出发，为其构建一体化生态系统模型框架，这个模型框架主要由以下三大部分构成： 1) 为生态系统健康评估。 2) 为生态系统动态监测提供大数据管理支撑平台。 3) 为预警提供动态模拟分析支撑平台。 例如，我们的模型框架可由若干生态场景模型组成，生态场景模型以量化方式描述红树林湿地中各种生物、生境的空间结构和生态功能；模型框架应能通过刻画生态场景模型之间的关系实现对湿地生态系统能量流动、物质循环等物种依存竞争关系的动态描述；依托具体的生态场景模型可建设具体的保护、管理业务场景信息系统；全体保护、管理业务场景信息系统基于一体化生态系统模型框架，可以形成完整的生态系统动态监测和健康评估及预警科学管理支撑体系。 1.3.2 后续工作任务 我们的后续任务是基于自己构建的模型框架完成下述工作： 如果福田红树林自然保护区采用我们设计的模型框架来构建湿地动态监测和健康评估预警系统，我们需要根据模型框架的数据构成要求设计保护区未来的生态环境监测方案。并且对自己模型