基于回歸分析法對云南尖山河小流域土地利用現狀評價

甘峰睿 陳國兆 蔡明華

(云南能源職業技術學院，云南 曲靖655001)

0 前言

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、蠶食農田，并且直接危害著撫仙湖的水體環境[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查與評價反應出來，因此土地利用現狀評價是實施小流域綜合治理的基礎[4]。

1 土地利用現狀調查結果

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狀調查。調查首先通過外業調查，了解到了尖山河小流域土地利用現狀與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，統計不同土地利用類型的面積，最后得到研究區土地總面積為1919.07hm2，其中非生產用地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。

2 土地資源評價方法

在本次評價中，應用回歸分析法。

方法原理：回歸分析根據自變量的個數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，它與函數的關系是線性關系[5]。

多元回歸的數學模型及參數的求法：

設隨機變量y 隨m 個自變量x1、x2……xm而變化，并與y 之間有線性關系，根據x1、x2……xm、y 的n 組觀測數據的：

可表示為：yi=β1xi1+β2xi2+……+βmxim+Σi

式中，β1，β2，……βm是偏回歸系數，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回歸分析的關鍵就是求出b1，b2，……bm，通常根據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。

根據理論推導可得到下列方程組：

根據資料和實驗數據得到x11、x12……xmm和y1、y2……ym代入方程組，然后求解方程組得出未知數b1，b2，……bm。

3 評價因子

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

3.1 評價因子的量化過程

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。

3.2 各評價因子所占的比重

本次評價將林地和農田分別進行評價。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通過土地利用現狀調查后，精確測量的一些數據，具體的數據經過對評價因子量化后得到。各評價因子所占的權重就是式中b1，b2，b3，b4，b5，是控制的一些數據，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驗來確定，通過查找有關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：

在農田中，除了農作物以為，其他植被的覆蓋率為零。因此，在對農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：

4 土地等級評價結果

在評價中，主要是對農業用地和有林地進行評價，非生產用地、水域和河流不參與評價其評價結果為：其農用地面積為：616.2hm2，一級地為評價指數大于396.8 的土地，面積為183 hm2，二級地為評價指數在346.9 和389.3 之間，面積為210 hm2，三級地評價指數在285 到336 之間，面積為107.2 hm2，四級地為評價指數小于281.6 的土地，面積為116 hm2，各占農業用地總面積的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大于425 的林地，面積為390.3 hm2；二級地是評價指數介于338.8 和413 之間，面積為3.4 hm2；三級有林地的評價指數為261-275，面積為227.2 hm2；四級有林地的評價指數小于161，面積為624.2 hm2。各占有林地總面積的31.3%，0.3%，18.3%，50.1%。

5 結論

（1）對尖山河小流域進行土地現狀調查后得知，該流域總面積為1883.05 hm2。其中農用地面積為：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，應用回歸分析法對該地農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：湖南科學技術出版社,1989.

［5］張菁,馬民濤,王江萍.回歸分析方法在環境領域中的應用評述[J].環境科技,2008,S2:40-43.