基于回归分析法对云南尖山河小流域土地利用现状评价

2014-12-23甘峰睿陈国兆蔡明华

科技视界 2014年9期

甘峰睿陈国兆蔡明华

(云南能源职业技术学院，云南曲靖655001)

0 前言

不合理用地是造成水土资源流失的主要原因[1]，由于自然和人为因素的影响，云南澄江县尖山河小流域水土流失面积较大，从而破坏土地资源、蚕食农田，并且直接危害着抚仙湖的水体环境[2]。实施以小流域为单元的综合治理是解决水土流失的有效办法[3]。然而，对于土地综合治理来说，主要的治理对象是不合理的土地使用，不合理用地必须通过土地利用调查与评价反应出来，因此土地利用现状评价是实施小流域综合治理的基础[4]。

1 土地利用现状调查结果

为给尖山河小流域的土地展开合理客观的评价，首先对该地进行了土地利用现状调查。调查首先通过外业调查，了解到了尖山河小流域土地利用现状与1992 年的土地利用图相比较变更的情况后，又通过计算机软件填图，将其矢量化后，统计不同土地利用类型的面积，最后得到研究区土地总面积为1919.07hm2，其中非生产用地11.32 hm2、灌木林247.5 hm2、果木林3.4 hm2、河流8.47 hm2、荒山荒坡221.3 hm2、难利用地4.59 hm2、坡耕地172.8 hm2、乔木林142.8hm2、疏幼林地643.4hm2、水田108.2hm2、水域2.01 hm2、梯地面积317.52hm2、有措施坡耕地35.76 hm2。

2 土地资源评价方法

在本次评价中，应用回归分析法。

方法原理：回归分析根据自变量的个数可以分为多元线性回归和一元线性回归。多元回归的自变量有多个，它与函数的关系是线性关系[5]。

多元回归的数学模型及参数的求法：

设随机变量y 随m 个自变量x1、x2……xm而变化，并与y 之间有线性关系，根据x1、x2……xm、y 的n 组观测数据的：

可表示为：yi=β1xi1+β2xi2+……+βmxim+Σi

式中，β1，β2，……βm是偏回归系数，x1、x2……xm是精确测量和控制的一个变量；Σi是y 中无法用x1、x2……xm表示的各种复杂的随机因素组成的误差。如果不考虑Σi因素，可以简写为：y=b1x1+b2x2+……+bmxm回归分析的关键就是求出b1，b2，……bm，通常根据观测和实验所测得的x 和y 值建立线性方程求出b1，b2，……bm，然后成为确定的回归线性模型。

根据理论推导可得到下列方程组：

根据资料和实验数据得到x11、x12……xmm和y1、y2……ym代入方程组，然后求解方程组得出未知数b1，b2，……bm。

3 评价因子

在评价过程中，需要有一些指标来确定土地的等级。这些指标称为评价因子。

评价因子不仅要分析土地质量，而且还要考虑土地利用类型的特性。每一类型的土地都有其特点，因此评价因子应针对土地利用类型来确定。

考虑到尖山河小流域的特点，在评价中将农田和林地分别进行评价，因此所选取的评价因子有所差别。对农田评价时，选取坡度、土层厚度、面积及土壤侵蚀强度作为评价因子，而对于林地来说，增加了一个植被覆盖率。将各个因子分成若干等级。（见表1）

表1 评价因子等级表

3.1 评价因子的量化过程

此次评价，主要是对尖山河小流域的土地等级进行等级评价。等级评价是一个定量的过程，因此要对参与评价的每一个因子数量化，才方便代入回归方程进行计算。

在对评价因子量化时，是根据每个因子的等级来划分的。如：在土壤侵蚀强度中，无明显为5，微度为4，轻度为3,中度为2，强度为1。

3.2 各评价因子所占的比重

本次评价将林地和农田分别进行评价。在评价中，所选取的方法是多元线性回归法。所以，对林地评价时公式为：

式中，x1表示的是土壤侵蚀强度的特征值；x2表示的是土壤有机质含量的特征值；x3表示的是坡度；x4表示的是地貌的特征值；而x5表示的是植被覆盖率（林地）。而x1，x2，x3，x4，x5通过土地利用现状调查后，精确测量的一些数据，具体的数据经过对评价因子量化后得到。各评价因子所占的权重就是式中b1，b2，b3，b4，b5，是控制的一些数据，可以通过实验测得。由于此次评价没有实验条件，b1，b2，b3，b4，b5，的确定只有通过个人经验来确定，通过查找有关资料得出其大小分别为22.7%、25.4%、14.5%、16.3%、21.1%。为便于计算将它们扩大一百倍，得到公式：

在农田中，除了农作物以为，其他植被的覆盖率为零。因此，在对农田评价时就不需植被覆盖率作为评价因子。所以得到公式：

式中：x1，x2，x3，x4分别表示侵蚀强度，土壤有机含量，坡度和地貌的特征值。

b1，b2，b3，b4大小分别为27.2%、30.4%、19.5%、22.9%。扩大一百倍得到公式：

4 土地等级评价结果

在评价中，主要是对农业用地和有林地进行评价，非生产用地、水域和河流不参与评价其评价结果为：其农用地面积为：616.2hm2，一级地为评价指数大于396.8 的土地，面积为183 hm2，二级地为评价指数在346.9 和389.3 之间，面积为210 hm2，三级地评价指数在285 到336 之间，面积为107.2 hm2，四级地为评价指数小于281.6 的土地，面积为116 hm2，各占农业用地总面积的29.7%，34.1%，17.4%，18.8%。

有林地面积为：1245.2 hm2，一级有林地为评价指数大于425 的林地，面积为390.3 hm2；二级地是评价指数介于338.8 和413 之间，面积为3.4 hm2；三级有林地的评价指数为261-275，面积为227.2 hm2；四级有林地的评价指数小于161，面积为624.2 hm2。各占有林地总面积的31.3%，0.3%，18.3%，50.1%。