淮河息县流域不同土地利用类型的水沙贡献率研究

深入研究不同土地利用方式对流域水沙过程的影响,对流域水土流失防治和生态环境管理具有重要意义。利用息县站1996-2003年实测月径流与月泥沙资料,建立息县流域SWAT模型,根据SWAT模型模拟结果,统计不同土地利用类型下产流产沙量对全流域的贡献率;然后将SWAT模型的各子流域产流产沙模拟数据作为随机森林回归模型所需的输出变量,使用随机森林回归模型评估不同土地利用类型对径流和泥沙过程的重要度。结果表明:①SWAT模型精度较高,径流和泥沙率定期和验证期的决定性系数R2、纳什系数NSE均大于0.75,偏差百分比PBIAS为-1、-5.6和5.1、9.6,模型适用于息县流域径流与泥沙模拟;②流域内土地利用类型对产流过程与产沙过程的贡献率排序分别为林地>旱田>水田>草地,旱田>水田>草地>林地;③随机森林回归模型的各阶段的决定性系数R2基本大于0.5,拟合效果较好;随机森林回归模型得到的不同土地利用类型对流域水沙过程的重要度排序与SWAT模型模拟计算得到的不同土地利用类型对水沙过程的贡献率排序基本相同,说明了利用SWAT模型计算不同土地利用类型对水沙过程的贡献率的准确性较高。综上,耕地对息县流域的水沙贡献率最大,本研究的方法同样可应用于其他流域,以得到不同流域内不同土地利用类型的水沙贡献率,为流域内的高效水土保持治理提供参考。

基于修正PM模型的水分胁迫下柑橘树蒸腾速率模拟研究

【目的】利用修正Penman-Monteith(PM)模型对土壤水分胁迫条件下的柑橘树蒸腾速率进行模拟。【方法】基于2022年6—7月的气象数据、红外温度、叶片气孔导度及实测柑橘树蒸腾速率,对PM模型中的关键参数(冠层阻力和空气动力学阻力)进行模拟。采用Ortega-Farias模型模拟冠层阻力;采用Perrier对数法和仿叶法分别计算空气动力学阻力,将模拟的阻力参数应用于PM模型,模拟柑橘树在不同土壤水分胁迫条件下的蒸腾速率,评价不同阻力参数对PM模型输出精度的影响。【结果】柑橘树气孔导度和蒸腾速率随着土壤水分胁迫程度的增大呈下降趋势。Ortega-Farias模型模拟的冠层阻力与实测值具有较好的一致性,模拟值与实测值之间的决定系数(R2)为0.63,能够较好地反映柑橘树叶片冠层阻力在水分胁迫下的日变化情况。在模拟空气动力学阻力时,仿叶法的模拟值大于Perrier对数法的模拟值,且午时波动较大。在土壤水分充足、轻度土壤水分胁迫、中度土壤水分胁迫和重度土壤水分胁迫条件下,采用Perrier对数法计算空气动力学阻力时,PM模型的模拟值与实测值之间的R2分别为0.66、0.58、0.55、0.2;而采用仿叶法计算空气动力学阻力时,PM模型的模拟值与实测值之间的R2分别为0.71、0.64、0.62、0.24。【结论】当土壤含水率高于田间持水率的50%时,使用Ortega-Farias模型模拟冠层阻力并采用仿叶法模拟空气动力学阻力能够提升PM模型模拟柑橘树蒸腾速率的精度。