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(lèi)型的演化趨勢(shì)模型，預(yù)測(cè)三類(lèi)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

中圖分類(lèi)號(hào)：P941 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）13-0153-03

Analysis on the Evolution Trend of Three Types of

Wetland Geological Environment

XIAO Yunlong

（Shandong GEO-Surveying and Mapping Institute， Jinan Shandong 250002）

Abstract： In this paper， the wetland of Jixi marsh， Yufuhe River Wetland and Baiyun Lake wetland were taken as examples to establish the evolution trend model of different land use types of each wetland and predict the evolution trend of the three types of wetlands. The results show that the total area of swamp wetland in Jixi is increasing gradually， the total area of river wetland （including the constructed wetland along the river） in Yufu river is decreasing gradually， and the area of Lake Wetland in Baiyun Lake is increasing.

Keywords： geological environment;evolution analysis;wetland evolution

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(lèi)型的演化趨勢(shì)模型，預(yù)測(cè)三類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)型，統(tǒng)計(jì)了濕地各類(lèi)型的面積。利用ERDAS中Interpreter模塊Matrix分析功能列出各類(lèi)型的轉(zhuǎn)移像元素，再將ERDAS中的分類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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?xún)?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(lèi)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(lèi)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?chē)B(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(mǎn)，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.

收稿日期：2020-04-08

作者簡(jiǎn)介：肖云龍（1987—），男，本科，工程師，研究方向：地下水科學(xué)與工程。