多元線性回歸分析爾王莊水庫藻類計數(shù)
通過多元線性回歸分析，建立爾王莊水庫總磷、總氮、溶解氧與藻類計數(shù)之間的線性回歸方程y＝6,175.2＋28,389.7,x1－26.5,x2－523.4,x3，其相關(guān)系數(shù)R＝0.889，并對其相關(guān)性進行顯著性檢驗。檢驗結(jié)果表明，總磷、總氮、溶解氧對水庫藻類計數(shù)有極顯著的影響。運用該方程驗證水庫藻類計數(shù)，大部分數(shù)值均可控制在相對偏差30%,以內(nèi)。因此可通過該方程估算水庫藻類總量，提高工作效率，方便指導(dǎo)生產(chǎn)。
多元線性回歸分析藻類計數(shù)
隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，人類活動所造成的污染加劇了水體富營養(yǎng)化的進程，特別是大量含氮、磷廢水排入水體，容易引發(fā)藻類的大規(guī)模快速生長，造成水華和赤潮。自20世紀90年代以來，我國淡水水體的富營養(yǎng)化趨勢明顯增加，水庫、湖泊和河流頻繁發(fā)生藻類水華危害。水體富營養(yǎng)化已嚴重干擾水資源利用。大量繁殖的藻類會使水體pH值增高，總堿度降低，影響混凝效果。藻類還會嚴重堵塞濾池，造成濾池運行周期縮短，降低產(chǎn)水率。此外，有些藻類有霉臭味，同時藻類的死亡腐敗也會增加水體的腥臭味，影響水體感官。藍藻作為大量繁殖的藻類，會產(chǎn)生藻毒素，輕則增加水體處理難度，重則使水體喪失飲用水功能。人類飲用含有藻毒素的水源會引發(fā)肝臟腫大或出血，甚至誘發(fā)癌癥，會極大地危害人體健康，因此藻類計數(shù)的檢測尤為重要。目前，研究藻類計數(shù)的文獻有很多，但大部分都是總磷、總氮、耗氧量、水溫、光照、pH值等單因素對藻類生長的影響，鮮有綜合考慮多因素對藻類影響的研究。本文通過多元線性回歸分析，總結(jié)影響藻類生長的多因素與藻類計數(shù)的線性關(guān)系，估算藻類計數(shù)的數(shù)值，該方法具有可操作性強、方法簡便、工作量少、準確性高等優(yōu)點，比《水和廢水監(jiān)測分析方法》介紹的顯微鏡直接計數(shù)法更有利于指導(dǎo)生產(chǎn)。
藻類計數(shù)的檢測方法
將1,000,mL水樣，取出約971,mL，經(jīng)抽濾裝置進行過濾。將濾水后的濾膜取出，放入盛有剩余29,mL水樣的燒杯中，將其放入超聲波振蕩器振蕩15,min左右，至濾膜上重現(xiàn)本色無其他雜質(zhì)為止。去除振蕩后的濾膜，將濃縮后的水樣定容至30,mL后，加入2～3滴魯哥氏碘液，搖勻后立即用0.1,mL吸管在中央部吸出樣品，注入計數(shù)框內(nèi)，小心蓋好玻片，使樣品均勻分布，且保證計數(shù)框內(nèi)無氣泡，然后在10×40倍顯微鏡下計數(shù)。通過公式(2)計算藻類計數(shù)值：
式中：N——每升水中浮游植物的數(shù)量(萬個/L)；Cs——計數(shù)框面積(mm2)，一般為400,mm2；Fs——每個視野的面積(mm2)；Fn——每片計數(shù)過后視野數(shù)；Pn——每片通過計數(shù)實際數(shù)出的藻類個體數(shù)或細胞數(shù)；V——1,L水濃縮后的體積；U——計數(shù)框的體積，0.1,mL。
結(jié)果
相關(guān)系數(shù)的檢驗
本文選取爾王莊水庫2013—2015年30組總磷、總氮、溶解氧和藻類計數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)基本反映了水體的水質(zhì)情況，匯總結(jié)果如表1所示。假設(shè)4者之間存在線性關(guān)系且關(guān)系式為y＝a+b1,x1+b2,x2+b3x3+b4x4，根據(jù)檢測結(jié)果匯總，通過多元線性回歸分析可得線性回歸方程：
經(jīng)相關(guān)系數(shù)臨界值表查得，當自由度df＝26，給定顯著水平α＝0.01時，相關(guān)系數(shù)的最小值Rmin＝0.479。所得方程的相關(guān)系數(shù)R＞Rmin，因此所得線性方程成立，即總磷、總氮、溶解氧與藻類計數(shù)之間存在線性相關(guān)性。
表1爾王莊水庫總磷、總氮、溶解氧、藻類計數(shù)檢測結(jié)果
方差分析及F檢驗
根據(jù)F檢驗的公式分別計算30組數(shù)據(jù)的各差異源的自由度、平方和以及均方，總結(jié)結(jié)果如表2所示。
通過表2可以看出，在給定的顯著性水平α＝0.01下，從F分布表中查得F0.01(3，26)＝4.64，而計算所得F＝32.79，由于F＞F0.01(3，26)，所以判定即總磷、總氮、溶解氧與藻類計數(shù)之間存在極顯著的線性相關(guān)性。用總磷、總氮、溶解氧的檢測數(shù)值計算藻類計數(shù)存在可行性。
表2多元回歸方程的方差分析表
誤差檢驗與分析
通過數(shù)據(jù)分析得出總磷、總氮、溶解氧與藻類計數(shù)之間存在極顯著線性相關(guān)性的結(jié)論，得到三元一次方程。根據(jù)方程計算出爾王莊水庫30,m的藻類計數(shù)結(jié)果與檢測所得藻類計數(shù)結(jié)果比較，計算相對誤差，誤差結(jié)果如表3所示。
表3藻類計數(shù)檢測值與計算值之間相對誤差匯總表
通過分析可以看出，30組數(shù)據(jù)中有6組數(shù)據(jù)的相對誤差超過30%,，其中兩組誤差偏大。這主要是由于當月藻類計數(shù)含量較低造成的。一般情況下，低溫期藻類含量低，不利于用該線性方程推算藻類計數(shù)含量，而越是高溫期誤差越小，因此運用該方法對于每年6～10月高藻期藻類計數(shù)的統(tǒng)計與檢測具有重要意義。
結(jié)果與討論
本文通過多元線性回歸分析，建立了爾王莊水庫總磷、總氮、溶解氧與藻類計數(shù)之間的線性回歸方程：y＝6,175.2＋28,389.7,x1－26.5,x2-523.4,x3，其相關(guān)系數(shù)R＝0.889，并對其相關(guān)性進行了顯著性檢驗。檢驗結(jié)果表明，總磷、總氮、溶解氧對水庫藻類計數(shù)具有極顯著性影響。運用該方程驗證水庫藻類計數(shù)，大部分數(shù)值均可控制在相對偏差30%,以內(nèi)，且更加適合高藻期藻類計數(shù)的統(tǒng)計。因此可通過該方程估算水庫藻類總量，提高工作效率，方便指導(dǎo)生產(chǎn)。
通過數(shù)據(jù)檢驗?zāi)軌虻贸龈饕蛩貙υ孱愑嫈?shù)影響的主次順序，便于找出爾王莊水庫藻類爆發(fā)的主要因素。通過控制主要因素控制水庫藻類爆發(fā)，是今后研究的方向。同時還能通過數(shù)據(jù)分析設(shè)立低溫期主要因素的預(yù)警線，充分利用低溫期藻類生長周期長的特點，做好轉(zhuǎn)年高藻期藻類的控制與富營養(yǎng)化發(fā)生的預(yù)警。
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