环境统计

***大学2010—2011学年度第二学期期未考试试卷课程名称：环境统计学类型：考查形式：机考学生所在院系：班级：试卷：A姓名李琼琼题号一二三四五总分学号081444111得分(一共5题，每题满分20分)一、对我国中部3个省以乡镇为抽样单位进行空气质量调查，空气质量划分为优、良、中、差4个等级，结果如表1所示。试问3个省空气质量差异是否显著？表1空气质量调查结果地区优良中差甲10106010乙1052010丙55236解：方法：将优、良、中、差当作重复，进行方差分析，用SPSS完成。具体步骤如下：分析—比较均值—单因素方差分析（勾上描述性、方差同质性检验）结果：方差齐性检验P=0.0640.05所以这3个省空气质量差异不显著。二、贵州省1993-2001环境统计公报部分数据如下表2所示，试分析A（1993-1995）、B（1996-1998）及C（1999-2001）这三个3年间各项指标差异是否显著。表2贵州省1993-2001环境统计公报部分数据年份工业废水排放量（亿吨）工业废水排放达标量（万吨）工业废气排放量（亿标立米）工业固体废物产生量（万吨）全省环保机构数环保系统人员（人）19932.5810320238712124133119942.7712838246112494334019952.8211281258713013933519962.6210218206610855062119972.9211476313414076467919983.119087334536978175419992.577652384329259379620002.069769387922728573820012.08121163825236782767解：对各指标各年间进行方差分析：（1）工业废水排放量（亿吨）平方和df均方F显著性组间0.68120.346.361*0.033组内0.32160.053总数1.00280.0512Newman3.0032.23671.0032.72332.0032.8833显著性1.000.429Duncana3.0032.23671.0032.72332.0032.8833显著性1.000.429由左表可知：0.01P0.05，组间差异明显。由上右表可知：A与C、B与C工业废水排放量差异显著。（2）工业废水排放达标量（万吨）选择0.05的水准平方和df均方F显著性组间432867822164339.111.809.489组内1605817862676363.000总数203868568Student-Newman3.0039845.66672.00310260.33331.00311479.6667显著性.483Duncana3.0039845.66672.00310260.33331.00311479.6667显著性.281由上表可知A、B、C3年间工业废水排放达标量差异不显著（3）工业废气排放量（亿标立米）选择0.05的水准平方和df均方F显著性组间3016960.88921508480.4449.406.014组内962291.3336160381.889总数3979252.2228由上表可知组间差异显著a1Nalpha=0.01的子集12Student-Newman-Keulsa1.0032478.33332.0032848.33333.0033849.0000显著性.014Duncana1.0032478.33332.0032848.33332848.33333.0033849.0000显著性.301.022由上表可知，A、C年间工业废气排放量达到极显著水平。（4）工业固体废物产生量（万吨）选择0.05的水准平方和df均方F显著性组间2470684212353421.72.257组内430970667182844总数678039098Student-Newman1.00312542.00320633.0032521显著性.238Duncana1.00312542.00320633.0032521显著性.127由上表可知，A、B、C3年间工业固体废物产生量差异不显著（5）全省环保机构数平方和df均方F显著性组间3130.88921565.44416.9340.003组内554.667692.444总数3685.5568a1Nalpha=0.05的子集123Student-Newman-Keulsa134123653386.6667显著性111Duncana134123653386.6667显著性111a1Nalpha=0.01的子集12Student-Newman-Keulsa1.00341.00002.00365.000065.00003.00386.6667显著性.022.033Duncana1.00341.00002.00365.000065.00003.00386.6667显著性.022.033由上表可知，A、B、C3年间全省环保机构数差异显著。其中，A、C2年间差异极显著。（6）环保系统人员（人）平方和df均方F显著性组间315148.6672157574.33389.0640组内10615.33361769.222总数3257648a1Nalpha=0.01的子集12Student-Newman-Keulsa1.003335.33332.003684.66673.003767.0000显著性1.000.053Duncana1.003335.33332.003684.66673.003767.0000显著性1.000.053由上表可知，A与C、B与C2年间环保系统人员差异都达到了极显著水平。（7）总结A与C、B与C工业废水排放量差异显著；A、B、C3年间工业废水排放达标量差异不显著；A、C年间工业废气排放量达到极显著水平；A、B、C3年间工业固体废物产生量差异不显著；A、B、C3年间全省环保机构数差异显著。其中，A、C2年间差异极显著；A与C、B与C2年间环保系统人员差异都达到了极显著水平。由此还可以看出，贵州省A（1993-1995）、B（1996-1998）及C（1999-2001）这三个3年间对工业废水和工业固体废物的治理没有太大的进展。三、某单位共检测了10个再生水样品Cr、Mn、Fe、Ni等10种重金属含量，以监测再生水水质的稳定性。连续监测10天，共10个样品。监测结果见表3：表3再生水样品Cr、Mn、Fe、Ni等10种重金属含量试对这10个重金属元素进行聚类分析（欧氏平方距离），用主成分分析对所测10天的水质进行排序。解：（1）对这10个重金属元素进行聚类分析。分析方法：用SPSS进行分析，先将数据标准化，聚类分析中度量标准采用欧氏平方距离，聚类方法选用组间联接。结果如下：从聚类分析谱系图（上图）可以看出，在不同的聚类标准（距离）下，聚类结果不同，当距离标准逐渐放大时，10个重金属元素被依次聚类。当距离为0时，每个样本为单独的一类；当距离为5时，10个重金属元素被聚为3类；当距离为10时，10个重金属元素被聚为2类；最终，当聚类标准（距离）扩大到25时，10个重金属元素被聚为1类。（2）对10天的水质进行主成分分析。过程如下：a)首先将原始数据标准化（消除量纲的影响）b)计算相关系数阵的特征值成份初始特征值提取平方和载入合计方差的%累积%合计方差的%累积%14.40644.05944.0594.40644.05944.05922.79827.98172.042.79827.98172.0431.43214.32286.3611.43214.32286.36140.5755.74692.1070.5755.74692.10750.4244.24396.3560.2592.58798.93770.0490.4999.42780.0330.33599.76290.0240.238100109.32E-179.32E-16100c)确定主成分碎石图如下：根据碎石图和方差的累计共贡献率，提取四个主成分。d)计算主成分值。主成分综合值如下：时间（天）a1a2a3a4a50.2750.2740.542-0.140.2980.2830.1160.6240.0190.26920.1070.533-0.0850.430.22710.42-0.04-0.1240.1570.17990.378-0.24-0.214-0.4730.04510-0.4010.250.0960.16-0.0917-0.02-0.5240.2830.2-0.1124-0.360.1290.26-0.603-0.136-0.193-0.4620.3030.339-0.1643-0.4310.025-0.029-0.038-0.205由上表可以看出：i.第3个再生水样品的水质最好，第5个水质最差；ii.这10个再生水样品水质总分的极差为0.29－（－0.205）=0.495，说明水质极不稳定。四、某地区的两个湖泊G1和G2，分别测得它们水体中COD浓度X1(单位mg/L)以及叶绿素a浓度X2(单位：μg/L)如表4所示。表4G1,G2的两湖泊水体中COD(X1)和叶绿素a(X2)的浓度资料表现有两个新水样Y1、Y2的X1，X2的观测值分别为Y1=(6.3，47)，Y2=(4.1，39)。请采用判别分析法建立判别函数，并对新水样Y1、Y2进行归类。解：用SPSS进行判别分析，结果如下：1)判别函数y1=－264.08+31.76x1+5.97x2y2=－139.12+16.73x1+5.08x22)实际组最高组预测组P(Dd|G=g)P(G=g|D=d)到质心的平方Mahalanobis距离pdf110.167111.912110.47110.521110.424110.638110.525110.403110.832110.045110.172111.87110.912110.012110.193111.692110.309111.033110.78110.078220.353110.864220.78110.078220.415110.664220.147112.099220.115112.479220.65110.206220.939110.006220.714110.134220.422110.646220.106112.619未分组的10.033114.549未分组的20.909110.013由上表可知，Y1属于湖泊G1，Y2属于湖泊G2五、某地区22个样地A层土壤重金属含量测定结果见表5。试对各样地的7种重金属元素进行因子分析。表5土壤重金属测定结果单位：mg/km序号CdCrCuNiPbHgAs10.22189.5242.6632.6345.500.53010.9020.46257.2146.4925.4227.350.0527.8230.13273.2831.4034.3832.980.37011.4740.10957.8825.7025.8231.110.1147.5450.07844.5736.6022.0622.650.1377.3960.12963.3422.6326.8323.850.0336.9070.13274.8318.5731.7132.540.1379.0880.17073.3255.2741.8427.450.74610.4690.20286.2663.3451.0433.420.30410.70100.11968.6212.4525.7928.230.0567.07110.06335.3913.5816.1718.290.16712.15120.14268.1129.1833.3328.960.07210.67130.13485.3926.6037.9040.040.2906.60140.05124.6110.6913.8017.650.1848.49150.03842.235.5110.2011.240.0365.08160.12149.7337.1432.782