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淡水养殖池塘水华发生及池水自净化研究 摘要 水产养殖是我国农业的重要组成部分，也是当前农村经济的主要增长点之一。本 文针对池塘养殖中常见的水华灾害进行 ，探讨了养殖水体水质的影响因素，以及 可持续发展生态养殖模式。 问题一中本文针对四个池塘的八个采样点的不同数据，采用了相关系数来 度量水体、底泥与间隙水中常见主要理化因子之间的关系。发现池水与间隙水、池水 与底泥之间理化因子无直接关联，而间隙水与底泥中的理化因子总体上具有较强线性 相关性。探究其原因，底泥 的物质直接作用于间隙水，而对体积庞大的池水影响 甚微，池水中理化因子池水中理化因子含量主要受到水生生物吸收与排放、人为调控 等因素的影响。 对于问题二，水体质量可以直接从水体的理化因子指标上体现。本文结合我国地 表水环境质量标准，选取了6 个主要理化指标作为评价因子对池塘水质进行评价。考 虑到评价因子的高维性，本文使用了可以探究高维数据特征的投影寻踪模型来进行评 价系统的构建，利用基于实数编码的加速遗传算法()对模型进行了求解，并将国 家标准中不同等级的水体理化指标代入模型，得到在该模型下的水质评级标准。根据 该模型可知各池水质处于动态变化，总体而言2 号和3 号池的水质较好，1 号池次之， 4 号池最差。造成这种现象的主要原因在于养殖池中养殖密度的差异，过高的养殖密度 会使水体溶氧降低，饵料、动物排放的废物浓度升高从而引起水质下降。 关于问题三，由于藻类植物的生长与池水直接相关，故本文仅选择池水的主要理 化指标来建立支持向量回归机模型，以刻画池水中理化因子与总藻类密度的关系，得 到两者的回归函数参数（见表 7 ）。而后本文结合傅里叶逼近预测了未来5 周1 号池和 3 号池将会发生水华，其余两池水质较为乐观。接着我们使用网格有哪些信誉好的足球投注网站的方法逐一确定 了水华发生时主要理化因子的波动范围（见表 9 ）。 对于问题四，本文对附件6 的数据进行 ，剔除了部分异常值后，分别建立了 两种鱼类体重与身长的指数回归方程，来描述身长与体重的关系。对于鱼类净化效果 的研究，本文以鲢鱼为例，在考虑水循环的净化效果的基础上建立了池水种群的差分 阻滞增长模型，求解该模型得到投入166.4鲢鱼时，在20 周的演化后总藻类密度稳 6 定在285.49 × 10 / ，该方案可以较好地净化池中藻类。接着，本文对该模型的参数进 行了敏感性 ，结果表明引入水循环，加之投入166.4鲢鱼的生态模式对一号池中 藻类的净化效果是较为稳定可靠的。 对于问题五，本文以1 号池为例创建生态养殖池，通过查阅相关资料并结合之前 的结论，分别投放300鱼、500虾、500蟹，建立起一套鱼、虾、蟹、藻生态养 殖模式，以总藻类密度作为指标，利用元胞自动机进行模拟。通过严重水华、一般水 华、无水华三种情况的模拟结果可知，该生态系统能够起到很好的净化作用，但对于 无水华的情况可能需要投放一定量人工饲料来保证鱼虾蟹类的正常生长。 最后，本文对模型进行了中肯的评价，并对模型的应用进行了推广。 关键词：水质评价、投影寻踪、支持向量回归机、差分阻滞增长模型、元胞自动机 1 淡水养殖池塘水华发生及池水自净化研究 目录 摘要 1 1 问题的提出 3 2 问题的 3 3 模型 4 4 符号说明 4 5 模型建立 4 5.1 问题一模型建立与求解 4 5.1.1 相关性 4 5.1.2 问题1 结果的原因探究 5 5.2 问题二的模型建立与求解 6 5.2.1 水质指标选取 6 5.2.2 数据预处理 6 5.2.3 水质评价与分类投影寻踪模型的建立 7 5.2.4 基于实数编码的加速遗传算法求解投影寻踪模型 8 5.2.5 评价体系的构