SCS模型在鲁中南丘陵区典型林分中的优化及应用

SCS模型是世界范围内应用最为广泛的地表径流估算方法,准确率定径流曲线数(CN)是保证该模型高精度模拟结果的基础。以鲁中南丘陵区药乡小流域2016—2018年降雨和径流实测数据为基础,以赤松(Pinus densiflora)和刺槐(Robinia pseudoacacia)径流小区为研究对象,引入雨前土壤含水量(MC)(0~20 cm)、林下植被盖度(UC)和枯落物厚度(LD),结合多元线性回归模型,构建能够反映下垫面整体环境的CN值估算方法,据此优化形成SCS-CN_(R)模型,探究标准SCS模型和SCS-CN_(R)模型的在不同林地中的适应性,并探讨CN值对同一土地利用类型不同下垫面情况的响应。结果表明:①标准SCS模型在两种林地中的应用效果均较差,各项模型评价参数均较大程度偏离理想值;②SCS-CN_(R)模型在率定期内的CN值分别为62.17(刺槐)、56.32(赤松),在验证期内的CN值分别为61.57(刺槐)和55.14(赤松),相较于标准SCS模型明显减小,且SCS-CN_(R)模型在两种林地中的应用效果均优于标准SCS模型;③总体而言,SCS-CN_(R)模型在刺槐林地中的应用结果优于赤松林地。研究成果可为鲁中南丘陵区地表径流模拟及SCS模型进一步的改进提供科学依据和理论参考。

SCS模型在鲁中南低山丘陵区径流估算中的优化及应用评价

径流预测是开展水土流失监测和预报的基础,针对不同地区筛选出适宜的径流预测模型,可以为更好地开展流域水土保持工作提供便利。本研究基于SCS模型原理,探讨适合鲁中南低山丘陵区不同土地利用方式预测径流的方法,以药乡小流域2012—2015年观测到的径流、降雨数据为基础,选择该流域内4种土地利用方式(坡耕地、梯田、裸地、草地)的径流小区作为研究对象,以粒子群优化算法(PSO)作为参数优化的方法,对标准SCS模型及其修正模型(MS模型)进行参数率定,并将2016年的实测径流等资料用于模型验证,并基于TOPSIS法建立模型评价体系定量评价不同模型的应用效果。结果表明:1)标准SCS-CN模型在4种土地利用方式中的应用效果均不好,各项评价指标都较大程度偏离; 2)使用1stOpt软件并结合粒子群优化算法对标准SCS及MS模型进行优化,形成的SCS-CNLes模型和MSLes模型,二者参数值均具有一定的有效性,在率定期和验证期内,SCS-CNLes模型及MSLes模型应用结果都较好,各项模型评价指标均高于标准SCS-CN模型; 3)通过建立TOPSIS综合评价体系进行分析,MSLes模型在梯田中的应用效果最佳,模型合格率为100%,NSE值为0. 70,决定系数R^2=0. 77,RMSE=0. 87,可以较好应用于实际径流预测。研究成果可为鲁中南低山丘陵区地表径流预测模型的选择提供技术参考。

山东省鲁中南山地丘陵地区森林矢量标准地/标准木数据模型库构建及应用

“森林矢量标准地/标准木调查技术”是完成森林生态补偿的一项重要指标依据。为了对森林生态补偿指标标准化,通过数据调查精度控制、数据结构格式统一、数据库完整性核查等控制手段,构建了鲁中南山地丘陵区分区数据库,并分析了18个优势树种DBH(胸径)和树高相关性。研究区域18个优势树种总株数为23910株,其中欧美杨(Populus nigra)、侧柏(Platycladus orientalis(L.)Franco)、毛白杨(Populus tomentosa)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、白蜡(Fraxinus chinensis Roxb.)、悬铃木(Platanus orientalis)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)、银杏(Ginkgo biloba L.)、赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)和国槐(Sophora japonica L.)10个优势树种株数较多,每个树种的株数均大于300株,总株数共计23089株,约占优势树种总株数的96.57%。18个优势树种的平均每公顷蓄积在51.0~140.6 m 3之间,差别较大。通过分析发现:麻栎(Quercus acutissima Carruth.)、欧美杨、银杏、油松(Pinus tabuliformis Carr.)4个优势树种胸径和树高相关性较强,相关系数(R 2)均大于0.5,麻栎的相关性最强,为0.5391,欧美杨、油松和银杏的相关系数分别为0.5255、0.5230和0.5215,其他14个优势树种胸径和树高相关性均较低。该工作能够为鲁中南山地丘陵地区森林资源调查监测工作提供基础数据支撑,为该区域科学开展森林生态系统保护修复、监督管理等提供决策支撑。

鲁中南山地丘陵枣产区施肥状况调查与分析

通过实地调查和数理统计,探讨了鲁中南山地丘陵区枣园施肥状况。结果表明:鲁中南山地丘陵区枣园重视肥料的施用,但是有机肥用量普遍偏少,施用量最高的为每年54.25 kg/株,基肥中很少加入化肥;追肥注重氮肥,轻视磷钾肥的施用;在鲁中南山地丘陵区,总体施肥量偏少,用量最高的为宁阳县,全年每株共施N 1.18 kg、P2O51.08 kg、K2O 0.87 kg,山亭区用量最少,为全年每株施N 0.35 kg、P2O50.21 kg、K2O 0.24kg;很少喷施叶面肥。

鲁中南山地丘陵区多尺度下生态空间分区管控的探讨

山地丘陵区生态空间是维持生态系统服务的重要载体,科学精准划定生态空间分区对于生态保护修复具有重要意义。文中以鲁中南山地丘陵区为例,根据复合生态系统理论选取五个社会经济和九个自然指标,系统评价其生态空间的社会经济自然特征。通过自组织映射算法探讨网格、城镇和地形尺度下的多尺度分区社会经济自然特征差异,确定综合生态分区方案并提出管控策略。结果表明:1)三个尺度下均有城市核心休闲区、山地丘陵生态保护区、复合协调发展区,且同一分区内三种尺度主要指标特征差异较小。2)乡镇尺度和地形尺度在城乡区域和高海拔区域分区具有优势。3)以网格尺度为基础,城镇和地形尺度作为补充,最终分区为城市核心休闲区、城郊生态修复区、城乡过渡保障区、农田保育区、适度干预保护区、山地丘陵生态保护区、山地丘陵生态修复区及复合协调发展区,并确定了各区的管控策略。文中立足于山地丘陵区地理特征,通过跨尺度的生态空间分区方案探讨,可有效指导生态空间的分区管控,为管控策略的制定提供决策支持。

鲁中南山地丘陵区土壤侵蚀强度景观格局的动态变化

以鲁中南山地丘陵区为研究区,以TM影像和地形图为源数据,借助GIS和RS技术,获取1986、1995和2004年土壤侵蚀强度数据,分析鲁中南山地丘陵区近20年来土壤侵蚀强度景观格局动态变化。结果表明:微度和轻度土壤侵蚀面积增加,而中度以上土壤侵蚀面积具有明显减小的趋势,其中轻度、强度、极强度和剧烈4种土壤侵蚀类型的面积变化比较显著;较低级别(微度、轻度和中度)土壤侵蚀强度转移率较小,较高级别(强度、极强度和剧烈)的土壤侵蚀强度转移程度较大;在景观水平上,1986—1995年斑块数量和景观形状指数增加,蔓延度指数下降,表明这期间斑块破碎度增加,连接度降低,形状变得更为复杂;而1995—2004年各指数变化趋势恰好相反。

枣庄市生态清洁型小流域治理模式及措施配置要点

生态清洁小流域是新时代水土保持工作的重点,是促进乡村振兴发展的重要举措。为突破传统小流域治理理念,拓展生态清洁小流域创新模式,章文以枣庄市峨山口小流域为例,提出了生态清洁小流域“以封为主,以育为辅”、“以修为主,以新为辅”、“按需设置、点线面结合”、“改善为主,‘治宣’结合”的地方治理模式,以期为鲁中南低山丘陵区生态清洁小流域建设提供参考。