Экологический  мониторинг и экологическая экспертиза

Содержание

2.3. Обработка материалов мониторинга окружающей среды

Достоверность данных, полученных при проведении экологического мониторинга, существенно повышается, если они обрабатываются методами корреляционного и регрессионного анализа.

Практическое использование этих методов предполагает наличие динамических рядов данных о загрязнении окружающей природной среды и результатах (отрицательных последствиях) такого загрязнения. Применяют данные методы при анализе влияния загрязнения окружающей среды на здоровье человека, при установлении взаимосвязи между элементами питания и урожайностью растений. В этом случае корреляционный анализ дает возможность установить направление, силу, степень и достоверность влияния факторов среды на уровень определяемого показателя.

Направление связи оценивается по алгебраическому знаку коэффициента корреляции. Оно может быть прямым (при положительном знаке этого коэффициента) и обратным (при отрицательном).

Силу связи оценивают по коэффициенту линейной корреляции r, при значении r = 0,1-0,29 связь считается слабой, в интервале 0,3-0,69 — средней (умеренной), а при r = 0,70-0,99 — сильной.

Коэффициент линейной корреляции бывает трех видов — парный, парциальный и множественный.

Парный коэффициент свидетельствует о «грубой» неочищенной связи между каким-либо фактором хi и уровнем показателя y, так как на значение этого коэффициента оказывают влияние и другие факторы среды, особенно тесно связанные с х. Поэтому рекомендуется чаще использовать парциальные коэффициенты корреляции. Они отражают связь между исследуемыми факторами и уровнем показателя в чистом виде, исключая влияние других факторов.

Множественный коэффициент корреляции одновременно отражает связь всех исследуемых факторов с показателем. Кроме того, в случае представления исходных данных в логарифмическом виде и явно нелинейные функции могут быть хорошо описаны линейными коэффициентами корреляции.

Степень влияния факторов характеризуется так называемыми коэффициентами детерминации. Они представляют собой увеличенные в 100 раз (для перевода в проценты) квадраты парциальных коэффициентов корреляции. Эти коэффициенты отражают в процентах долю (удельный вес) влияния на определенный показатель данного фактора среди прочих других.

Достоверность влияния факторов определяется по средней ошибке коэффициента корреляции. Последний должен не менее чем в 2,5-3 раза превышать свою среднюю ошибку.

Достоверность коэффициента корреляции обычно обеспечивается достаточно большим количеством лет наблюдения или числом одновременно исследуемых зон (населенных пунктов), т. е. длиной соответствующих динамических рядов исходных данных.

Регрессионный анализ, как правило, проводится одновременно с корреляционным. В этом случае метод называют корреляционно-регрессионным. Основным назначением этого метода является получение уравнения регрессии, которое может быть использовано для описания «поведения» определенного показателя при изменении интенсивности анализируемых факторов окружающей среды и уровня ее загрязнения.

В общем виде уравнение регрессии имеет следующий вид:

где y — уровень показателя;

— включенные в модель факторы, влияющие на уровень показателя, включая параметры, характеризующие загрязнение природной среды.

Функция чаще всего является линейной или приведенной к линейной путем логарифмирования всех исходных данных.

В этом случае уравнения регрессии имеют следующий вид:

;

.

Оба уравнения имеют одинаковую методику решения. Для этого могут быть использованы пакеты прикладных программ.