Page 9 - 水利学报2021年第52卷第3期

型拟合度，解释率越高残差偏差越小，则模型拟合程度越好。为避免模型过度拟合，采用似然比检验判
断是否显著提高模型性能，使用复杂模型和简单模型的比例应该近似卡方分布，故以 P 值进行判断 ［18］ 。
由表 1可知，Model7的解释率最高（69.50%）、残差偏差最小（178.50），是最优模型，模型结构为：
)
)
)
)
SS~8.9338 + s(GWS + s(GWD + s(ELE + te (GWS_GWD + te (GWS_ELE ) （3）
式中：s 为单因素函数；te 为交互作用函数。
最优模型的 SS 计算值与监测值拟合结果见图 6（a）， 决定系数 R =0.6959，表明模型预测值与监
2
测值间拟合度较高。利用 2019 年 4、5 和 6 月实测数据（n=12）进行模型验证（见图 6（b）），预测值和实
测值的 R 为 0.6505，模型可用于预测。
2
表 1 土壤盐度 GAMs 模型结构优化
模型名称 结构 解释率/% -REML 残差自由度 残差偏差 P 值
2）
Model1 GWS 50.90 95.83 35.93 287.00 0.00000223
2）
Model2 GWS+GWD 67.60 89.59 33.84 189.92 0.0001798
2）
Model3 GWS+GWD+ELE 67.60 89.23 32.82 189.87 0.0007881
2）
Model4 GWS+GWD+ELE+GWS_GWD 69.00 88.70 31.81 181.43 0.0008228
2）
Model5 GWS+GWD+ELE+GWSa_ELE 67.60 89.23 32.82 189.87 0.0007882
1）
Model8 GWS+GWD+ELE+GWD+ELE 68.10 89.21 32.23 186.75 0.001036
1）
Model7 GWS+GWD+ELE+GWS_GWD+GWS_ELE 69.50 88.67 31.16 178.50 0.001096
2）
Model8 GWS+GWD+ELE+GWS_GWD+GWD_ELE 69.00 88.70 31.81 181.43 0.0008227
1）
Model9 GWS+GWD+ELE+GWS_ELE+GWD_ELE 68.60 89.17 31.63 184.06 0.001388
1）
Model10 GWS+GWD+ELE+GWS_GWD+GWD_ELE+GWD_ELE 69.50 88.67 31.16 178.50 0.001096
注：1） 为在 99%的置信水平上显著相关；2） 为在 99.9%的置信水平上显著相关。
25 25

20 20

（g/L） 15 （g/L） 15
预测值/ 10 预测值/ 10

5 y=0.6728x+2.923 5 y=0.4599x+4.8253
2
R =0.6959 R =0.6505
2
0 0
0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25
监测值/（g/L） 监测值/（g/L）
（a） 率定结果 （b） 验证结果
图 6 最优模型（Model7）的浅层土壤盐度率定和验证结果

3.3 植被种群增长-竞争动力学模型 基于研究区典型盐沼植被（翅碱蓬、柽柳和芦苇）对地下水埋
深和浅层土壤盐度耐受性的实验结果，将研究区剖分成 1223×1038 个 30 m×30 m 的正方形网格，耦合
元胞自动机和改进的 Logistic 函数，建立研究区典型盐沼植被种群增长-竞争动力学模型。

3.3.1 基于元胞自动机的种群扩散模块 在自然条件下，盐沼植被的种子的发芽率以及幼苗的定植
率较低，地下茎的克隆繁殖是其主要的定植和繁殖扩散方式。盐沼植被地下茎的克隆扩散过程受到
植株状态和环境因素的共同影响，其中土壤水、盐指标是影响地下茎克隆扩散过程最为关键的因
子。因此，本研究选用地下水埋深和浅层土壤盐度作为根茎出芽率的函数。采用元胞自动机方法模
拟 ［19］ ，传递规则为：（1）当地下水埋深和浅层土壤盐度处在盐沼植被可生长的范围时，盐沼植被继续
存活，并具有一定的生长力；（2）当地下水埋深和浅层土壤盐度处在盐沼植被最适宜生长的范围时，
盐沼植被生长处于旺盛的状态；（3）当地下水埋深和浅层土壤含盐度处在盐沼植被不可生长的范围

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