摘 要：本文以濟(jì)西沼澤濕地、玉符河河流濕地以及白云湖濕地為例，建立各濕地不同土地利用類型的演化趨勢(shì)模型，預(yù)測(cè)三類濕地的演化趨勢(shì)。結(jié)果表明：濟(jì)西沼澤濕地總面積趨勢(shì)為逐漸增加，玉符河河流濕地(包括沿河流的人工濕地)總面積逐步減小，白云湖湖泊濕地面積呈增加趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：地質(zhì)環(huán)境;演化分析;濕地演化

　　以濟(jì)西沼澤濕地、玉符河河流濕地以及白云湖濕地為例，建立各濕地不同土地利用類型的演化趨勢(shì)模型，預(yù)測(cè)三類濕地的演化趨勢(shì)。

　　1 濟(jì)西沼澤濕地演化趨勢(shì)分析

　　自玉清湖水庫(kù)建立后，濟(jì)西沼澤濕地加快了人類建設(shè)活動(dòng)，濕地發(fā)展進(jìn)一步加快，濕地周邊耕地與村莊逐步減少，人類活動(dòng)逐步退出濟(jì)西。2018年，濕地正趨于自然型濕地且正處于穩(wěn)步增長(zhǎng)中。濟(jì)西沼澤濕地1990—2018年土地利用類型面積統(tǒng)計(jì)如表1所示。

　　通過(guò)分析調(diào)查區(qū)內(nèi)土地利用類型，統(tǒng)計(jì)了濕地各類型的面積。利用ERDAS中Interpreter模塊Matrix分析功能列出各類型的轉(zhuǎn)移像元素，再將ERDAS中的分類屬性表導(dǎo)入ACCESS進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表2。

　　本次利用多項(xiàng)式回歸法擬合調(diào)查區(qū)土地利用類型動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)線。在實(shí)際問(wèn)題中，變量之間的相關(guān)關(guān)系并非都是線性的，而非線性相關(guān)關(guān)系是多種多樣的，但依據(jù)微積分，任意連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)都可以分段用多項(xiàng)式來(lái)趨近它[1]。因此，無(wú)論變量的相關(guān)關(guān)系如何復(fù)雜，都可以用多項(xiàng)式作為模型來(lái)分析。因此，本研究采用多項(xiàng)式回歸法來(lái)擬合調(diào)查區(qū)各土地利用類型動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)線。

　　假設(shè)自變量[x]為年份，因變量[y]為各年份調(diào)查區(qū)各類型的面積，為研究[y]與[x]之間的回歸關(guān)系，將年份一律減掉1989，則[x]取值為：1、9、15、19、23、29。

　　一元多項(xiàng)式回歸模型為：

　　使用Mathmatic數(shù)學(xué)工具，式(1)中的待定參數(shù)可以通過(guò)矩陣工具來(lái)求解，方法如下。

　　求解線方程：

　　令D為Vandermonde行列式：

　　根據(jù)Cramer法則，有[β0=D0D]，[β1=D1D]，……，[βn=DnD]。隨著多項(xiàng)式階數(shù)的增加，曲線會(huì)更復(fù)雜，階數(shù)越高并不一定意味精確性越高，而是取決于數(shù)據(jù)。根據(jù)遙感解譯結(jié)構(gòu)對(duì)調(diào)查區(qū)各類型土地選取不同的階數(shù)進(jìn)行擬合，使用1次至20次多項(xiàng)式分別擬合數(shù)據(jù)。每次擬合都會(huì)輸出12行，每一行從上至下分別對(duì)應(yīng)著“河流水面”到“農(nóng)村建設(shè)用地”的擬合結(jié)果。每一行從左到右分別為從高次項(xiàng)到低次項(xiàng)的系數(shù)。

　　過(guò)高次項(xiàng)的擬合會(huì)導(dǎo)致過(guò)擬合[2]。發(fā)生過(guò)擬合時(shí)，曲線會(huì)上躥下跳，雖然能夠穿過(guò)每個(gè)擬合數(shù)據(jù)，但不能很好地預(yù)測(cè)未來(lái)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本次數(shù)據(jù)擬合，選用不相關(guān)概率[P]小于0.05時(shí)的擬合結(jié)果計(jì)算方差，公式為：

　　現(xiàn)以沼澤水面面積為例，圖1給出了趨勢(shì)分析模型。

　　濟(jì)西沼澤濕地總面積預(yù)測(cè)模型圖(見(jiàn)圖2)經(jīng)擬合，[P]值為0.01607時(shí)，能解釋95.22%的方差。

　　2 玉符河河流濕地演化趨勢(shì)分析

　　依照濟(jì)西沼澤濕地演化趨勢(shì)分析方法，對(duì)玉符河河流濕地演化趨勢(shì)進(jìn)行分析，河流水面面積20次方以內(nèi)能做到的最好結(jié)果([P]值)為0.145 9，能解釋0.452 4的方差。趨勢(shì)分析模型如圖3所示。

　　由此可見(jiàn)，河流濕地內(nèi)各土地利用類型的變化具有跳突性，本次將整個(gè)河流濕地面積變化作為一個(gè)整體進(jìn)行趨勢(shì)分析，因其相關(guān)性較差，本次不進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

　　3 白云湖濕地演化趨勢(shì)分析

　　依照濟(jì)西沼澤濕地演化趨勢(shì)分析方法，利用多項(xiàng)式回歸法擬合調(diào)查區(qū)土地利用類型動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)線，分析湖泊濕地地質(zhì)環(huán)境演化趨勢(shì)分析。以白云湖湖泊水面面積(含水草地)為例，進(jìn)行20次擬合，圖4給出了趨勢(shì)分析模型。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　①濟(jì)西沼澤濕地總面積趨勢(shì)為逐漸增加，預(yù)測(cè)2022年面積增加到19.62 km2，2026年面積增加到22.82 km2，2030年面積增加到26.03 km2。

　　②玉符河河流濕地(包括沿河流的人工濕地)總面積變化較小，整體趨勢(shì)為逐步減小趨勢(shì)。

　　③白云湖湖泊濕地面積基本受人為因素控制，人為控制湖底淤泥的開(kāi)挖、排淤，控制周圍養(yǎng)殖水塘的大小和規(guī)模，就目前狀態(tài)預(yù)測(cè)，白云湖湖泊濕地面積呈增加趨勢(shì)。預(yù)測(cè)2022年濕地面積將增加至20.09 km2，2026年將增加至20.94 km2，2030年將增加至22.23 km2。增加的湖泊濕地較大概率由原耕地轉(zhuǎn)移而來(lái)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李敏，喻曉玲.新疆巴州濕地生態(tài)旅游資源評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2020(2)：20-23.

　　[2]李冰倫，王文杰，胡遠(yuǎn)滿，等.基于景觀生態(tài)學(xué)的濕地公園空間優(yōu)化配置方案：以北京琉璃河濕地公園為例[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào)，2020(1)：25-31.

　　作者：肖云龍

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