三類濕地地質環(huán)境演化趨勢分析

摘 要：本文以濟西沼澤濕地、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模型，預測三類濕地的演化趨勢。結果表明：濟西沼澤濕地總面積趨勢為逐漸增加，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。

關鍵詞：地質環(huán)境;演化分析;濕地演化

中圖分類號：P941 文獻標識碼：A 文章編號：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模型，預測三類濕地的演化趨勢。

1 濟西沼澤濕地演化趨勢分析

自玉清湖水庫建立后，濟西沼澤濕地加快了人類建設活動，濕地發(fā)展進一步加快，濕地周邊耕地與村莊逐步減少，人類活動逐步退出濟西。2018年，濕地正趨于自然型濕地且正處于穩(wěn)步增長中。濟西沼澤濕地1990—2018年土地利用類型面積統(tǒng)計如表1所示。

通過分析調查區(qū)內土地利用類型，統(tǒng)計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移像元素，再將ERDAS中的分類屬性表導入ACCESS進行面積統(tǒng)計，見表2。

本次利用多項式回歸法擬合調查區(qū)土地利用類型動態(tài)變化趨勢線。在實際問題中，變量之間的相關關系并非都是線性的，而非線性相關關系是多種多樣的，但依據微積分，任意連續(xù)可導函數(shù)都可以分段用多項式來趨近它[1]。因此，無論變量的相關關系如何復雜，都可以用多項式作為模型來分析。因此，本研究采用多項式回歸法來擬合調查區(qū)各土地利用類型動態(tài)變化趨勢線。

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

一元多項式回歸模型為：

使用Mathmatic數(shù)學工具，式（1）中的待定參數(shù)可以通過矩陣工具來求解，方法如下。

求解線方程：

令D為Vandermonde行列式：

根據Cramer法則，有[β0=D0D]，[β1=D1D]，……，[βn=DnD]。隨著多項式階數(shù)的增加，曲線會更復雜，階數(shù)越高并不一定意味精確性越高，而是取決于數(shù)據。根據遙感解譯結構對調查區(qū)各類型土地選取不同的階數(shù)進行擬合，使用1次至20次多項式分別擬合數(shù)據。每次擬合都會輸出12行，每一行從上至下分別對應著“河流水面”到“農村建設用地”的擬合結果。每一行從左到右分別為從高次項到低次項的系數(shù)。

過高次項的擬合會導致過擬合[2]。發(fā)生過擬合時，曲線會上躥下跳，雖然能夠穿過每個擬合數(shù)據，但不能很好地預測未來的數(shù)據。根據本次數(shù)據擬合，選用不相關概率[P]小于0.05時的擬合結果計算方差，公式為：

現(xiàn)以沼澤水面面積為例，圖1給出了趨勢分析模型。

濟西沼澤濕地總面積預測模型圖（見圖2）經擬合，[P]值為0.01607時，能解釋95.22%的方差。

2 玉符河河流濕地演化趨勢分析

依照濟西沼澤濕地演化趨勢分析方法，對玉符河河流濕地演化趨勢進行分析，河流水面面積20次方以內能做到的最好結果（[P]值）為0.145 9，能解釋0.452 4的方差。趨勢分析模型如圖3所示。

由此可見，河流濕地內各土地利用類型的變化具有跳突性，本次將整個河流濕地面積變化作為一個整體進行趨勢分析，因其相關性較差，本次不進行預測分析。

3 白云湖濕地演化趨勢分析

依照濟西沼澤濕地演化趨勢分析方法，利用多項式回歸法擬合調查區(qū)土地利用類型動態(tài)變化趨勢線，分析湖泊濕地地質環(huán)境演化趨勢分析。以白云湖湖泊水面面積（含水草地）為例，進行20次擬合，圖4給出了趨勢分析模型。

4 結語

①濟西沼澤濕地總面積趨勢為逐漸增加，預測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，整體趨勢為逐步減小趨勢。

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)預測，白云湖湖泊濕地面積呈增加趨勢。預測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移而來。

參考文獻：

[1]李敏，喻曉玲.新疆巴州濕地生態(tài)旅游資源評價與開發(fā)研究[J].產業(yè)與科技論壇，2020（2）：20-23.

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

收稿日期：2020-04-08

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