甘峰睿 陳國兆 蔡明華
(云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,云南 曲靖655001)
不合理用地是造成水土資源流失的主要原因[1],由于自然和人為因素的影響,云南澄江縣尖山河小流域水土流失面積較大,從而破壞土地資源、蠶食農(nóng)田,并且直接危害著撫仙湖的水體環(huán)境[2]。實施以小流域為單元的綜合治理是解決水土流失的有效辦法[3]。然而,對于土地綜合治理來說,主要的治理對象是不合理的土地使用,不合理用地必須通過土地利用調(diào)查與評價反應(yīng)出來,因此土地利用現(xiàn)狀評價是實施小流域綜合治理的基礎(chǔ)[4]。
為給尖山河小流域的土地展開合理客觀的評價,首先對該地進行了土地利用現(xiàn)狀調(diào)查。調(diào)查首先通過外業(yè)調(diào)查,了解到了尖山河小流域土地利用現(xiàn)狀與1992 年的土地利用圖相比較變更的情況后,又通過計算機軟件填圖,將其矢量化后,統(tǒng)計不同土地利用類型的面積,最后得到研究區(qū)土地總面積為1919.07hm2,其中非生產(chǎn)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、難利用地4.59 hm2、坡耕地172.8 hm2、喬木林142.8hm2、疏幼林地643.4hm2、水田108.2hm2、水域2.01 hm2、梯地面積317.52hm2、有措施坡耕地35.76 hm2。
在本次評價中,應(yīng)用回歸分析法。
方法原理:回歸分析根據(jù)自變量的個數(shù)可以分為多元線性回歸和一元線性回歸。多元回歸的自變量有多個,它與函數(shù)的關(guān)系是線性關(guān)系[5]。
多元回歸的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)的求法:
設(shè)隨機變量y 隨m 個自變量x1、x2……xm而變化,并與y 之間有線性關(guān)系,根據(jù)x1、x2……xm、y 的n 組觀測數(shù)據(jù)的:
可表示為:yi=β1xi1+β2xi2+……+βmxim+Σi
式中,β1,β2,……βm是偏回歸系數(shù),x1、x2……xm是精確測量和控制的一個變量;Σi是y 中無法用x1、x2……xm表示的各種復(fù)雜的隨機因素組成的誤差。如果不考慮Σi因素,可以簡寫為:y=b1x1+b2x2+……+bmxm回歸分析的關(guān)鍵就是求出b1,b2,……bm,通常根據(jù)觀測和實驗所測得的x 和y 值建立線性方程求出b1,b2,……bm,然后成為確定的回歸線性模型。
根據(jù)理論推導(dǎo)可得到下列方程組:
根據(jù)資料和實驗數(shù)據(jù)得到x11、x12……xmm和y1、y2……ym代入方程組,然后求解方程組得出未知數(shù)b1,b2,……bm。
在評價過程中,需要有一些指標來確定土地的等級。這些指標稱為評價因子。
評價因子不僅要分析土地質(zhì)量,而且還要考慮土地利用類型的特性。每一類型的土地都有其特點,因此評價因子應(yīng)針對土地利用類型來確定。
考慮到尖山河小流域的特點,在評價中將農(nóng)田和林地分別進行評價,因此所選取的評價因子有所差別。對農(nóng)田評價時,選取坡度、土層厚度、面積及土壤侵蝕強度作為評價因子,而對于林地來說,增加了一個植被覆蓋率。將各個因子分成若干等級。(見表1)
表1 評價因子等級表
此次評價,主要是對尖山河小流域的土地等級進行等級評價。等級評價是一個定量的過程,因此要對參與評價的每一個因子數(shù)量化,才方便代入回歸方程進行計算。
在對評價因子量化時,是根據(jù)每個因子的等級來劃分的。如:在土壤侵蝕強度中,無明顯為5,微度為4,輕度為3,中度為2,強度為1。
本次評價將林地和農(nóng)田分別進行評價。在評價中,所選取的方法是多元線性回歸法。所以,對林地評價時公式為:
式中,x1表示的是土壤侵蝕強度的特征值;x2表示的是土壤有機質(zhì)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表示的是植被覆蓋率(林地)。而x1,x2,x3,x4,x5通過土地利用現(xiàn)狀調(diào)查后,精確測量的一些數(shù)據(jù),具體的數(shù)據(jù)經(jīng)過對評價因子量化后得到。各評價因子所占的權(quán)重就是式中b1,b2,b3,b4,b5,是控制的一些數(shù)據(jù),可以通過實驗測得。由于此次評價沒有實驗條件,b1,b2,b3,b4,b5,的確定只有通過個人經(jīng)驗來確定,通過查找有關(guān)資料得出其大小分別為22.7%、25.4%、14.5%、16.3%、21.1%。為便于計算將它們擴大一百倍,得到公式:
在農(nóng)田中,除了農(nóng)作物以為,其他植被的覆蓋率為零。因此,在對農(nóng)田評價時就不需植被覆蓋率作為評價因子。所以得到公式:
式中:x1,x2,x3,x4分別表示侵蝕強度,土壤有機含量,坡度和地貌的特征值。
b1,b2,b3,b4大小分別為27.2%、30.4%、19.5%、22.9%。擴大一百倍得到公式:
在評價中,主要是對農(nóng)業(yè)用地和有林地進行評價,非生產(chǎn)用地、水域和河流不參與評價其評價結(jié)果為:其農(nóng)用地面積為:616.2hm2,一級地為評價指數(shù)大于396.8 的土地,面積為183 hm2,二級地為評價指數(shù)在346.9 和389.3 之間,面積為210 hm2,三級地評價指數(shù)在285 到336 之間,面積為107.2 hm2,四級地為評價指數(shù)小于281.6 的土地,面積為116 hm2,各占農(nóng)業(yè)用地總面積的29.7%,34.1%,17.4%,18.8%。
有林地面積為:1245.2 hm2,一級有林地為評價指數(shù)大于425 的林地,面積為390.3 hm2;二級地是評價指數(shù)介于338.8 和413 之間,面積為3.4 hm2;三級有林地的評價指數(shù)為261-275,面積為227.2 hm2;四級有林地的評價指數(shù)小于161,面積為624.2 hm2。各占有林地總面積的31.3%,0.3%,18.3%,50.1%。
(1)對尖山河小流域進行土地現(xiàn)狀調(diào)查后得知,該流域總面積為1883.05 hm2。其中農(nóng)用地面積為:616.2hm2,林地面積為:1245.2 hm2。
(2)以坡度、土層厚度、面積及土壤侵蝕強度作為評價因子,應(yīng)用回歸分析法對該地農(nóng)用地和林地進行土地利用評價后,將土地分為四個等級,一級地573.3 hm2,二級地203 hm2,三級地336.7 hm2,四級地748.25 hm2,各占參評土地面積的30.8%,10.9%,18.1%,40.2%。
(3)對于土地利用等級為三、四級的土地,由于自然條件和人為因素造成不合理的使用,對于該類土地是造成水土流失的主要原因,必須對其實施小流域綜合治理。
[1]葉岸青,王巍達.浙江水土資源流失的原因與保護措施[J].黑龍江科技信息,2010,21:292-293.
[2]陳奇伯,余先高,王克勤,等.珠江上游尖山河小流域土地利用調(diào)查與評價[J].水土保持通報,2007(5):116-119.
[3]李開書,楊云華,李云蛟,陳奇伯,王克勤.珠江上游典型小流域不同立地類型持水性能研究[J].云南地理環(huán)境研究,2007,04:115-120.
[4]李孝芳.土地資源評價的基本原理和方法[M].長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1989.
[5]張菁,馬民濤,王江萍.回歸分析方法在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用評述[J].環(huán)境科技,2008,S2:40-43.