[发明专利]一种湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法

权利要求书

1.一种湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取各入湖/库支流氮磷污染物年输入总量；

步骤2：调查实测下一年湖库表层0～10cm沉积物中各类ARGs丰度，并利用地理加权回归模型分析ARGs丰度与周边氮磷污染物年输入总量的相关性，构建各类ARGs丰度与氮磷排放之间的线性回归方程；

步骤3：基于步骤1中获取的各入湖/库支流氮磷污染物年输入总量，利用反距离加权插值分析IDW计算湖库各地理位置待估算氮磷污染物年输入总量，代入步骤2构建的各类ARGs丰度与氮磷排放之间的线性回归方程以估算湖库对应地理位置各类ARGs丰度，分析湖库ARGs分布特征。

2.如权利要求1所述的湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，所述步骤1获取各入湖/库支流氮磷等污染物年输入总量，包括：根据研究湖库流域内社会经济生产活动状况采用污染物年输入总量估算模型估算获取，或者利用入湖/库支流水质、水文监测数据计算获取。

3.如权利要求2所述的湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，所述污染物年输入总量估算模型应用输出系数法从产生、流失到入河，分三个阶段分别估算畜禽、农村城镇生活和水产养殖污染的总氮(TN)、总磷(TP)污染物指标负荷量，耦合SWAT水文模型，模拟分析入湖/库支流氮磷污染物年输入总量。

4.如权利要求2所述的湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，所述污染物年输入总量估算模型中耦合SWAT水文模型时运用SWAT模型的农田管理组件，引入湖库流域内的农业种植模式，包括农业管理措施，用于确定农田生产时间、施肥时间与施肥量，结合流域降雨时间与降雨量，估算农田土壤污染物入河量，所述农业管理措施包括种植、耕作、灌溉、施肥。

5.如权利要求2所述的湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，所述污染物年输入总量估算模型进行氮磷污染物年输入总量估算时采用输出系数法，具体估算公式为：

p₁＝cRQ

其中L为营养物质的量，即所述污染物年输入总量；E_i为第i类养分源的输出系数；A_i为第i类土地利用类型的面积或第i类牲畜或人口的数量；I_i为第i类养分源的养分输入，p₁为降雨的养分输入，c为雨水本身的养分浓度(g/m³)；R为流域年降雨量(m³)；Q为降雨径流系数。

6.如权利要求1所述的湖库表层沉积物抗生素抗性基因丰度与分布特征的估算方法，其特征在于，步骤2中利用地理加权回归GWR模型分析ARGs丰度与周边支流氮磷污染物年输入总量的相关性，构建湖库各类ARGs分布特征与污染输入的地理空间关系，即各类ARGs丰度与氮磷排放的线性回归方程，地理加权回归GWR始终从普通最小二乘法(OLS)回归开始回归分析，公式为：

Y_i是响应变量，(u_i,v_i)表示空间位置i的坐标，β₀(u_i,v_i)和β_k(u_i,v_i)表示位置i的截距和(p₂-1)个斜率参数，X_ik表示在第i个位置的(p₂-1)个预测变量(k＝1,2,…,p₂-1)，p₂是要估计的参数总数，ε_i是位置i的误差项。