三类湿地地质环境演化趋势分析

　　摘 要：本文以济西沼泽湿地、玉符河河流湿地以及白云湖湿地为例，建立各湿地不同土地利用类型的演化趋势模型，预测三类湿地的演化趋势。结果表明：济西沼泽湿地总面积趋势为逐渐增加，玉符河河流湿地(包括沿河流的人工湿地)总面积逐步减小，白云湖湖泊湿地面积呈增加趋势。

　　关键词：地质环境;演化分析;湿地演化

　　以济西沼泽湿地、玉符河河流湿地以及白云湖湿地为例，建立各湿地不同土地利用类型的演化趋势模型，预测三类湿地的演化趋势。

　　1 济西沼泽湿地演化趋势分析

　　自玉清湖水库建立后，济西沼泽湿地加快了人类建设活动，湿地发展进一步加快，湿地周边耕地与村庄逐步减少，人类活动逐步退出济西。2018年，湿地正趋于自然型湿地且正处于稳步增长中。济西沼泽湿地1990—2018年土地利用类型面积统计如表1所示。

　　通过分析调查区内土地利用类型，统计了湿地各类型的面积。利用ERDAS中Interpreter模块Matrix分析功能列出各类型的转移像元素，再将ERDAS中的分类属性表导入ACCESS进行面积统计，见表2。

　　本次利用多项式回归法拟合调查区土地利用类型动态变化趋势线。在实际问题中，变量之间的相关关系并非都是线性的，而非线性相关关系是多种多样的，但依据微积分，任意连续可导函数都可以分段用多项式来趋近它[1]。因此，无论变量的相关关系如何复杂，都可以用多项式作为模型来分析。因此，本研究采用多项式回归法来拟合调查区各土地利用类型动态变化趋势线。

　　假设自变量[x]为年份，因变量[y]为各年份调查区各类型的面积，为研究[y]与[x]之间的回归关系，将年份一律减掉1989，则[x]取值为：1、9、15、19、23、29。

　　一元多项式回归模型为：

　　使用Mathmatic数学工具，式(1)中的待定参数可以通过矩阵工具来求解，方法如下。

　　求解线方程：

　　令D为Vandermonde行列式：

　　根据Cramer法则，有[β0=D0D]，[β1=D1D]，……，[βn=DnD]。随着多项式阶数的增加，曲线会更复杂，阶数越高并不一定意味精确性越高，而是取决于数据。根据遥感解译结构对调查区各类型土地选取不同的阶数进行拟合，使用1次至20次多项式分别拟合数据。每次拟合都会输出12行，每一行从上至下分别对应着“河流水面”到“农村建设用地”的拟合结果。每一行从左到右分别为从高次项到低次项的系数。

　　过高次项的拟合会导致过拟合[2]。发生过拟合时，曲线会上蹿下跳，虽然能够穿过每个拟合数据，但不能很好地预测未来的数据。根据本次数据拟合，选用不相关概率[P]小于0.05时的拟合结果计算方差，公式为：

　　现以沼泽水面面积为例，图1给出了趋势分析模型。

　　济西沼泽湿地总面积预测模型图(见图2)经拟合，[P]值为0.01607时，能解释95.22%的方差。

　　2 玉符河河流湿地演化趋势分析

　　依照济西沼泽湿地演化趋势分析方法，对玉符河河流湿地演化趋势进行分析，河流水面面积20次方以内能做到的最好结果([P]值)为0.145 9，能解释0.452 4的方差。趋势分析模型如图3所示。

　　由此可见，河流湿地内各土地利用类型的变化具有跳突性，本次将整个河流湿地面积变化作为一个整体进行趋势分析，因其相关性较差，本次不进行预测分析。

　　3 白云湖濕地演化趋势分析

　　依照济西沼泽湿地演化趋势分析方法，利用多项式回归法拟合调查区土地利用类型动态变化趋势线，分析湖泊湿地地质环境演化趋势分析。以白云湖湖泊水面面积(含水草地)为例，进行20次拟合，图4给出了趋势分析模型。

　　4 结语

　　①济西沼泽湿地总面积趋势为逐渐增加，预测2022年面积增加到19.62 km2，2026年面积增加到22.82 km2，2030年面积增加到26.03 km2。

　　②玉符河河流湿地(包括沿河流的人工湿地)总面积变化较小，整体趋势为逐步减小趋势。

　　③白云湖湖泊湿地面积基本受人为因素控制，人为控制湖底淤泥的开挖、排淤，控制周围养殖水塘的大小和规模，就目前状态预测，白云湖湖泊湿地面积呈增加趋势。预测2022年湿地面积将增加至20.09 km2，2026年将增加至20.94 km2，2030年将增加至22.23 km2。增加的湖泊湿地较大概率由原耕地转移而来。

　　参考文献：

　　[1]李敏，喻晓玲.新疆巴州湿地生态旅游资源评价与开发研究[J].产业与科技论坛，2020(2)：20-23.

　　[2]李冰伦，王文杰，胡远满，等.基于景观生态学的湿地公园空间优化配置方案：以北京琉璃河湿地公园为例[J].环境工程技术学报，2020(1)：25-31.

　　作者：肖云龙

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文章名称： 三类湿地地质环境演化趋势分析

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