【正文】 631224060114 機電學(xué)院 聯(lián) 系 電 話 ： 18716697887 Email地 址 ： 773998914 2015高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽承 諾 書我們仔細閱讀了中國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽的競賽規(guī)則.我們完全明白，在競賽開始后參賽隊員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問題。評價結(jié)果表明：環(huán)境質(zhì)量情況總體良好，生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能僅發(fā)生較小波動，但很容易受到人類活動干擾而使生態(tài)系統(tǒng)退化，所以福田紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)管理和保護工作亟需加強；又對于濕地系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測，我們將宏觀監(jiān)測與微觀監(jiān)測相結(jié)合，細致羅列了包括噪音、大氣因子在內(nèi)的濕地本身（濕地位置、面積、形狀）、濕地環(huán)境（大氣環(huán)境、土壤環(huán)境、水環(huán)境）、濕地生物（植物和動物）、區(qū)域社會經(jīng)濟要素等各種監(jiān)測內(nèi)容，并選用景觀多樣性指數(shù)（H)、優(yōu)勢度指數(shù)（D)、均勻度指數(shù)（E）、景觀要素斑塊空間變化等表征模型來對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理分析，以得出不同時間的監(jiān)測結(jié)果（監(jiān)測過程中盡量縮小時間間隔以及空間離散度）。然后，請你們基于自己構(gòu)建的模型框架完成下述工作：如果福田紅樹林自然保護區(qū)采用你們設(shè)計的模型框架來構(gòu)建濕地動態(tài)監(jiān)測和健康評估預(yù)警系統(tǒng)，你們?nèi)绾胃鶕?jù)模型框架的數(shù)據(jù)構(gòu)成要求設(shè)計保護區(qū)未來的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方案？你們對自己模型框架的后續(xù)完善工作有何建議？請查閱相關(guān)資料、收集數(shù)據(jù)，選取一個你們認為當下福田紅樹林最迫切需要解決的生態(tài)系統(tǒng)問題，基于你們構(gòu)建的模型框架從健康預(yù)警的角度出發(fā)對其生態(tài)發(fā)展趨勢進行預(yù)測分析，并給出具體的保護、管理建議。三、模型假設(shè) 假定歷年測量數(shù)據(jù)在合理誤差范圍，具有可信度； 該地區(qū)生物生產(chǎn)力與非生物生產(chǎn)力符合該地區(qū)正常水平； 忽略信息的有限性和不完全性對模型的影響； 本方案質(zhì)量評估指數(shù)準確客觀； 深度、廣度和影響因素指標能被文中要素全面反映； 在未來相對較短時間內(nèi)，沒有大的自然或人為災(zāi)害； 假設(shè)生態(tài)系統(tǒng)中功能組全部是相對穩(wěn)定的，即表示該生態(tài)系統(tǒng)的總輸入和總輸出是相等； 生態(tài)系統(tǒng)地綜合評價指數(shù)只受本文所涉及的指標的影響； 短期內(nèi)無外來物種入侵，大規(guī)模爆發(fā)。它們之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示 ： D P S I RD P S R環(huán)境影響▲目標指標響應(yīng)對其他政策問題的▲影響消減措施的費用▲經(jīng)濟反響環(huán)境排放包括土地在內(nèi)的自然資源的使用社會經(jīng)濟物理狀態(tài)水質(zhì)地貌空氣質(zhì)量土壤質(zhì)量生態(tài)系統(tǒng)海水淡水森林等生物狀態(tài)物種的情況相關(guān)部門▲農(nóng)業(yè)▲工業(yè)▲能源等等環(huán)境政策部門政策宏觀經(jīng)濟政策措施設(shè)定目標區(qū)分優(yōu)先順序R圖1：DPSIR模型的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖、健康評估體系的建立、指標體系的建立紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)包含多個生態(tài)系統(tǒng)，如濕地生態(tài)系統(tǒng)、紅樹林生態(tài)系統(tǒng)等，具有復(fù)雜性。圖2：系統(tǒng)指標因子結(jié)構(gòu)圖、層次分析法計算權(quán)重（1）層次結(jié)構(gòu)模型的簡介層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法。數(shù)據(jù)結(jié)果只要求專家確定兩兩指標間的相對重要性，相對重要的自然程度用自然數(shù)1,2,3，...,9及倒數(shù)1/2,1/3，...，1/9表示，具體下見表3：表3：指標間相對重要性的自然程度表示標度兩目標相比1同樣重要3稍微重要5明顯重要7重要得多9極端重要2,4,6,8介于以上兩種情況之間以上各數(shù)的倒數(shù)兩目標反過來比較根據(jù)判斷矩陣的形式，可知我們需要列出所有指標層的判斷矩陣，并對其進行計算，各指標層對亞要素層所占比重構(gòu)成的判斷矩陣如下：其中：A1為I2I1I33的判斷矩陣形式； A2為I2I2I1I14的判斷矩陣形式； A3為I15的判斷矩陣形式； A為DI的判斷矩陣形式。因為所以該結(jié)果滿足一致性要求。故而在最后合成DI綜合時，需對壓力子系統(tǒng)的得分正向化，即：,環(huán)境質(zhì)量情況總體良好，生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能僅發(fā)生較小波動，但很容易受到人類活動干擾而使生態(tài)系統(tǒng)退化。（3）生物監(jiān)測包括植物監(jiān)測和動物監(jiān)測。景觀多樣性指數(shù)的表達式為： (11)式中：Pk是斑塊類型在景觀中出現(xiàn)的概率，通常以該類型占有的面積數(shù)占景觀面積的比例來估算，n是斑塊類型的總數(shù)(2) 景觀優(yōu)勢度指數(shù) 景觀優(yōu)勢度指數(shù)是測試景觀多樣性對最大多樣性的偏離程度，或描述一種或幾種景觀鑲嵌體支配景觀格局的程度。、問題二的求解本文選取外來物種海桑的入侵作為福田紅樹林生態(tài)系統(tǒng)迫切待解決問題，通過建立生態(tài)場模型，得出海桑對周圍生態(tài)因子有所影響；然后通過建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對20132014年海桑數(shù)量的發(fā)展作出預(yù)測。(1)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)BP網(wǎng)絡(luò)是通過輸入層到輸出層的計算來完成的。 、模型的求解與結(jié)果分析圖4為8年海桑20052012年月凋落物均值變化趨勢圖，運用選點軟件ImageAnacorner對圖4進行選點，ImageAnacorner軟件運行界面如下圖5，得到數(shù)據(jù)結(jié)果如下表8：圖4：8年海桑在2005年2012年月凋落物均值變化趨勢圖5： ImageAnacorner軟件運行界面表8：2005—2012年8年海桑凋落物均值統(tǒng)計月份2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 運用MATLAB軟件，分別得到2005—2012年8年海桑的預(yù)測值如下表9和圖6，并預(yù)測2013年和2014年海桑數(shù)量（即年度總凋落物量）。問題二中通過建立生態(tài)場模型得出海桑的引進對周圍生態(tài)因子有所影響，海桑的引進使福田紅樹林原生態(tài)系統(tǒng)得生物多樣性增強，增加了食物鏈能量等級，有利于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。（5）論文中圖形與數(shù)據(jù)相結(jié)合更具有說服力。2,1,3。對應(yīng)的特征向量為：39。ri=RI(n)。) [r,c]=find(m==D)。 tz=max (D)。 disp (CR)。 Ny=1000。X坐標39。 title(39。) title(39。ylabel(39。 cy=linspace(my,My,Ny)。 for i=1 :nQ(i, 1)=C(i, 1)/sum(C(:, 1))。[row, col]=find(D==B)。 disp(39。是否通過一致性檢驗？39。Vdisp(39。特征值為：39。而且所選指標易受數(shù)據(jù)可獲得性的限制，對綜合評價結(jié)果產(chǎn)生不確定性影響。七、模型的評價與推廣、模型的優(yōu)點、DPSIR模型的