开发评估溪流健康状况的替代方法,更有效地使用数据
Pouyan Nejadhashemi是密歇根州立大学(MSU)生物系统和农业工程系(BAE)的副教授,他正在开发有助于改善密歇根州河流健康的模型。BOB体育
全球约2.5%的水是淡水。其中只有1.2%是河流、湖泊和溪流等地表水。全世界有70多亿人依赖淡水饮用、农业、娱乐等,保护这一重要资源的必要性比以往任何时候都更加迫切。bob体育合法吗在美国,环境保护署(环境保护署)在1972年通过了《清洁水法》,旨在“恢复和维持国家水域的化学、物理和生物完整性”。新法律制定了规范
水污染,虽然40多年过去了,但水质的改善进展缓慢。
2011年环境保护署生物评估显示,美国近42%的河流处于“较差”的生物状态,这是由本地鱼类和无脊椎动物种群的健康状况衡量的。只有53%的人认为自己的身体状况“尚可”或“良好”。剩下的5%还没有评估。但在这些数字中,有一些重要的河流健康因素被忽略了。是否有足够多的个别地点被监测以准确衡量水生生态系统?气候变化将如何影响淡水资源?如何将这些信息拼凑起来,为政策决策提供信息?
Pouyan Nejadhashemi,密歇根州立大学生物系统和农业工程系副教授(BOB体育密歇根州立大学),他相信他的一个研究项目可能会给出答案。bob体育登录
内贾德哈什米说:“从成本和资源的角度来看,定期监测每个水体上的数千个独立地点根本不可行。”“这将是一种资源浪费,特别是对一些可能状况良好的地区来说。因此,我们需要开发一种替代方法,考虑到数百个变量来评估流的健康状况
条件。然后我们可以利用这些数据做出更好的决策,将有限的资源集中在最需要的领域。”
Nejadhashemi和他的研究小组——bob体育登录包括Matt Einheuser, Matthew Herman和Sean Woznicki——已经开发了将水生生物、土壤、土地利用、气候变化、侵蚀、植物生长和许多其他变量考虑在内的模型。从历史上看,模型在同时考虑几个变量方面做得很差,让研究人员只能根据这些变量做出概括bob体育登录
数据量相对较小。
Nejadhashemi说:“过去在确定河流健康状况方面存在重大的知识缺口,我们使用了错误的标准来评估河流健康状况。”“我认为这就像去看医生做健康检查一样。医生会做几项检查来确定你是否健康。你不能仅仅通过检查视力来评估你的整体健康状况。这就是我们在历史上对河流健康状况所做的事情,所以我们需要使用新技术和几个指标来更准确地测量河流健康状况。”
通过与密歇根自然资源部和五大湖委员会的合作,从弗林特、马斯基根和一直到上半岛的溪流中收集了生物数据。bob体育下载ios利用模糊逻辑技术将这些丰富的数据集整合到流健康模型中,该模型基于“真实度”而不是绝对真值。
“河流健康是一个复杂的非线性问题,”Nejadhashemi说。“我们可以使用模糊逻辑为流健康状况添加语言解释,这有助于创建更容易理解的结果。”
模糊逻辑允许研究团队创建if-then语句。bob体育登录例如,如果污染物浓度高,则河流健康状况较差。使用数百个地点的数千个单独数据点,这种简化被证明是非常宝贵的。在将未来的气候情景引入河流健康模型后,研究人员随后绘制了风险地图,显示哪些水域最需要整治。bob体育登录bob体育登录研究人员和外联专业人员可以使用这些地图为有效利用资源的政策提供信息。
Nejadhashemi说:“对于所有参与水资源规划的利益相关者来说,这些都是极有价值的工具。”“在这一点上,我们可能会把时间和金钱花在那些可能不太需要关注的领域。但是,有了来自我们模型的额外信息,我们就有更好的机会提出基于证据的建议。我们希望将这个项目扩展到密歇根州以外,成为保护淡水资源的综合国家政策的一部分,不仅关注水质,还关注自然栖息地。”
该项目由美国农业部国家食品和农业研究所资助bob体育合法吗密歇根州立大学AgBiobob体育登录Research。