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。

鲁中南山丘区坡面产流产沙与降雨关系

为探求鲁中南山丘区坡面侵蚀规律,选取山东省泰安市药乡小流域,以4个坡面径流小区的降雨、径流、泥沙实测资料为基础,探究不同措施下各小区产流产沙的差异性和导致产流的降雨量临界值,并利用相关分析方法探究径流泥沙与降雨的相关关系。结果表明:(1)导致径流产生的降雨量临界值表现为裸地<农地<草地,草地临界降雨量分别比梯田种植、横坡种植、裸地高0.2,2.8,3.8mm;(2)在相同的降雨条件下,各小区产流产沙均为裸地最大,其中产流量约为农地的1.3~4.3倍,约为草地的2.8倍;产沙量约为农地的3.1~10.4倍,约为草地的77.6倍;产流开始时间以裸地最早,草地最晚,二者之间相差37min,结束时间正好相反;(3)通过对不同降雨因子与产流产沙进行皮尔逊相关分析,除降雨历时(D)外,其它降雨因子均与产流、产沙量有较好相关性,其中与降雨量(P)相关性最强。

鲁中南山区小流域雨水资源化潜力的定量评价研究

为了探讨我国北方土石山区小流域雨水资源潜力及其水资源供需态势,为高效开发利用流域雨水资源和大规模开展生态环境建设工程提供理论依据。以代表该地区典型区域的鲁中南山区小流域为研究区域,在确定了小流域雨水资源理论潜力和现实潜力计算方法的基础上,对典型小流域雨水资源潜力及水资源供需平衡进行了定量分析。结果表明:该地区小流域总需水量中生态需水的比重最大,占总需水量的68.11%,农业生产需水量其次,占31.37%,人畜生活需水量最少,仅为0.52%。以小流域降水资源作为水资源的评估基础,当降雨设计频率分别为50%,75%和95%时,典型小流域的需水量占可供水量比重分别达到63.1%,75.2%和101.7%,研究区域典型小流域基本上都处于用水高度紧张状态,同时,提出了该地区未来小流域水资源开发利用的方向。

鲁中南山地干果经济林土壤水文生态特征

为探讨我国北方土石山区小流域干果经济林地土壤水文特征，为该地区水土保持干果经济林合理营造与效益评价提供科学依据，以该地区的典型区域鲁中南山地马蹄峪小流域的板栗和核桃干果经济林地为研究对象，从林地土壤物理性状、土壤蓄水量、土壤入渗性能和枯落物持水能力等方面，对干果经济林地土壤水文生态特征进行研究。结果表明：板栗和核桃干果经济林地土壤与荒地相比，土壤颗粒在1～0．05mm范围内的粒径分布均大于荒地，土壤密度平均比荒地减少10．40％，土壤总孔隙度和非毛管孔隙度平均分别比荒地增加15．04％和17．46％，土壤有效贮水量和饱和贮水量平均分别比荒地增加4．07和18．36mm，土壤初渗速率和稳渗速率的平均值分别是荒地的1．56和1．52倍；板栗和核桃林地枯落物饱和吸水率分别为168．52％和200．47％。说明板栗和核桃干果经济林能够较好地改善该地区的土壤结构，具有良好的土壤水文生态功能。

基于TOPSIS法的鲁中南山区不同混交林水土保持效益评价

为更好地开展鲁中南山区水土流失生态工作,有必要对该地区混交林的水土保持效益进行综合评价并筛选出适宜的混交林模式。以鲁中南山区典型石灰岩山地和砂石山地的12种10年生混交林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究林分的蓄水保土效益和改良土壤的效益,运用熵权法计算权重,并基于TOPSIS原理对各混交林模式进行评价;综合13项水土保持效益指标,对不同混交林的水土保持综合效益进行评价,筛选出适合石灰岩山地和砂石山地的混交林。结果表明:对于石灰岩山地,乔灌混交林中的侧柏黄栌混交林、针阔混交林中的侧柏刺槐混交林表现较优;对于砂石山地,针阔混交林中的黑松刺槐混交林、阔阔混交林中的刺槐麻栎混交林较为适宜。

浅析山东省丘陵山区地方病与地质环境的关系

地方病在山东省流行较为严重,尤其丘陵山区。在分析山东省丘陵山区地方病病区分布及发病情况的基础上,重点分析了地方病与地质环境的关系,以期为该区域地方病的防治提供科学参考。

鲁中南药乡小流域林地土壤有机碳空间分布特征

土壤有机碳库是全球碳循环和气候变化研究的核心内容,以鲁中南山区药乡小流域林地土壤为研究对象,应用地统计学和GIS技术,研究林地土壤有机碳的空间异质性分布特征。结果表明：1）土壤有机碳和全氮、全磷质量分数随土壤层深度增加而减小,土壤有机碳质量分数在0~10和10~30 cm土层之间差异极显著;全氮和全磷质量分数在0~10和10~30 cm土层之间差异显著。2）0~10 cm土层的有机碳质量分数与全氮质量分数、海拔呈极显著正相关,与全磷质量分数呈显著正相关;在10~30 cm土层有机碳质量分数与全氮质量分数、海拔呈显著正相关。3）土壤有机碳质量分数的半方差函数模型属于高斯模型,0~10 cm土层有机碳质量分数具有强烈的架构化区域模式;10~30 cm土层有机碳质量分数表现为中等强度的空间自相关性。4）土壤有机碳质量分数是流域的东部和西北部较高、中南部较低;有机碳质量分数分布由东部和西北部向中南部递减,基本与药乡小流域DEM趋势一致。5）0~10 cm土层的土壤有机碳质量分数分形维数较小,土壤有机碳空间格局较简单;10~30 cm土层的有机碳质量分数分形维数较大,土壤有机碳空间格局较为复杂。不同方位的土壤有机碳质量分数分形维数表明,东-西方向是药乡小流域林地土壤有机碳分布的优势格局。

模拟降雨下麻栎林地表径流和壤中流及氮素流失特征

为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地的80.5%、61.4%、162.2%。地表径流产流呈不断增加且趋于稳定的特征;壤中流产流时间明显滞后于地表径流的,产流过程径流量波动比较小,保持相对稳定。地表径流量和壤中流量随时间的变化过程可分别通过对数函数和多项式函数进行模拟。(2)麻栎林的全氮总流失浓度、地表径流全氮流失浓度、壤中流全氮流失浓度为11.5、13.1、8.9 mg/L,分别比荒草地低19.0%、13.8%、8.2%。地表径流全氮流失浓度一般前期较大,而后递减并趋于稳定;壤中流全氮流失浓度在整个产流过程中保持相对稳定。地表径流和壤中流全氮流失浓度随降雨时间的变化过程可分别通过幂函数和多项式函数进行模拟。(3)在整个降雨产流过程中,麻栎林和荒草地的地表径流量分别占总产流量的61.8%和81.1%,麻栎林和荒草地的地表径流全氮流失量分别占全氮总流失量的70.4%和87.0%,径流、氮素的流失都以地表径流为主。与荒草地相比,麻栎林具有明显增加壤中流,减少氮素流失效果。

栖霞市丘陵区清洁能源节水灌溉新模式探索

栖霞市水务局为有效解决栖霞资源性缺水,减少农业灌溉成本,提高全市果品效益,2008年栖霞市水务局与中国水科院合作,选择具有典型山地丘陵贫水区,开展清洁能源节水灌溉模式研究与推广应用项目建设,取得初步成效。该项目建设费用少、效益高、省时省力,节水节能效益显著,符合广大农民的实际需要,在山地丘陵区具有非常广阔的发展前景。

山东省山丘区地质灾害发育与地形地貌相关性分析

为加强地质灾害防治,山东省在全国率先开展了山地丘陵区县(区、市)1:5万地质灾害调查工作,本文基于该项调查工作成果,进行了地质灾害发育与地形地貌之间的关联系分析研究,以期为地质灾害监测预警工作提供技术依据。

山丘区突发性地质灾害发育与地形地貌相关性分析

中低山丘陵区由于其特定的地形地貌和地质构造条件,是崩塌、滑坡、泥石流突发性地质灾害多发区,本文以山东省低山丘陵区为例进行了地质灾害发育与地形地貌之间的关联性分析研究,重点分析地质灾害发育规律与地质体所处的微地貌形态、坡形坡度相关度,以期为地质灾害监测预警工作提供技术依据。

鲁中南山丘区耕地地力的遥感反演模型与应用

耕地地力是耕地生产能力的重要表征,地力的遥感快速准确反演是耕地资源利用管理的客观需求。该研究针对鲁中南山丘区,选择东平县和滕州市2个代表性县市,利用东平县的TM影像构建与筛选光谱指标,通过经典统计分析(一元线性回归、曲线回归、多元逐步线性回归)和机器学习(BP神经网络、极限学习机)方法构建与优选反演模型,进而在滕州市进行模型的验证和应用,同时对不同时相的反演模型进行了比较分析。结果表明:5类光谱指标与耕地地力综合指数均有显著的相关性,其中改进型光谱指数的r均>0.684,能更好地反映耕地地力状况;最佳反演模型为经典统计分析方法中的改进指数组-多元逐步线性回归(IIG-MLSR)模型(R^(2)=0.684,RMSE=5.674)和机器学习算法的改进指数组-BP神经网络(IIG-BPNN)模型(R^(2)=0.746,RMSE=5.089);模型在山丘区具有较好的普适性,地力反演与评价的结果具有相似的空间分布特征、相近的耕地面积比例和较高的空间契合度。其中2个最佳模型的高中低3级耕地的面积比例差普遍低于5.55个百分点,空间契合度分别为84.50%和88.76%;模型动态反演分析结果显示,2007—2016年滕州市耕地地力不断提升,高级地由67.30%增加至80.72%;不同时相模型比较结果显示,多时相遥感反演耕地地力具备可行性,4月份冬小麦返青拔节期是反演的最佳时相,10月份裸土时相次之,8月份夏玉米时相最差。该研究提出了山丘区耕地地力快速定量遥感反演的有效方法,对完善遥感反演指标与模型,提高评价效率有参考价值。

山东省山丘区1∶5万地质灾害调查成果综述

为加强地质灾害防治,2011—2012年,山东省在12个市的56个山地丘陵县(市、区)和4个开发区开展了1∶5万地质灾害调查工作。各市、县(市、区)国土资源局落实调查资金3 300余万元,14个地勘单位的60支专业调查队伍,动用各类调查设备300台套,各级国土资源部门1 270余人参与了野外调查。各县(市、区)均提交了调查成果报告,又经成果资料汇总,编制完成了《山东省山丘区1∶5万地质灾害调查与综合研究》成果,为新形势下全省地质灾害防治工作提供了科学依据。

胶东丘陵区赤松人工林土壤生物学特性研究初探

以胶东丘陵区12块典型赤松人工林样地为对象,通过野外调查和室内分析,初步研究了不同林龄赤松人工林的土壤生物学特性。结果表明:土壤微生物数量和脲酶活性在供试赤松林地间均为强变异水平,而其它指标属于中等变异。不同林龄赤松人工林的土壤生物学指标间均存在较大差异;林龄较大时土壤生物学特性整体表现较好。不同土壤生物学指标间表现出各异的相关性,土壤细菌、放线菌、真菌、脲酶中任意两者之间存在极显著正相关,而它们均与过氧化氢酶活性存在显著负相关。

基于产业生态圈视角的山东丘陵地区乡村旅游高质量发展评价研究

在探讨乡村旅游高质量发展内涵及与产业生态圈发展模式互动关系的基础上,构建山东丘陵乡村旅游高质量发展评价指标体系,对山东丘陵地区11个地市乡村旅游高质量发展水平进行综合评价并探讨其空间格局;利用地理探测器探究山东丘陵地区乡村旅游高质量发展的主要影响因素,并提出优化策略。研究表明:(1)山东丘陵地区乡村旅游高质量发展水平整体不高,城市间存在显著差异,呈“中间高,两侧低”的空间分布格局;(2)乡村旅游高质量发展水平受经济发展与产业进步、城乡发展与社会支撑、自然条件与资源禀赋多种因素影响,其中人均GDP、与中心城市距离、A级旅行社占比和乡村旅游资源密度指标影响显著;(3)山东丘陵地区乡村旅游高质量发展应着重从经济发展水平、交通条件、服务质量和资源环境保护开发四个方面加强建设。

基于地理探测器的山东省莱阳市耕地类型时空分布及其影响因素

[目的]探索不同耕地类型的空间分布、动态变化及其影响因素,为该区域耕地保护、可持续农业发展和水土保持综合治理提供科学指导。[方法]以山东省莱阳市为研究区,基于2019—2021年高分遥感数据,结合野外调查,采用动态变化度、土地利用转移矩阵及地理探测器等方法,对耕地类型进一步细分为水浇地、旱平地、旱坡地、旱梯田、撂荒地等5类,并探讨其空间分布影响因素、年际时空分布格局及其易变化区域识别。[结果]①研究区耕地占土地总面积的54.44%,整体呈现南多北少,西多东少的特征;以旱梯田为主,所占比例为61.19%;其次为水浇地、旱平地和旱坡地,撂荒地仅占0.33%。②单因子探测器结果表明,地貌类型、坡度及土壤类型是影响耕地类型分布的主导因素,因子交互作用时,影响因子的解释力q值均达0.3以上。③2019—2021年耕地总体动态度为-0.25%,面积减少4.73 km^(2),主要由旱梯田、旱坡地、旱平地、水浇地转化为建设用地,多发生在城镇周边,且以低丘陵区坡度小于5°的棕壤土居多。[结论]研究区耕地类型以旱梯田为主,分布在低丘陵区且坡度较平缓(耕作质量较好)的耕地类型易发生变化,从而使耕地面积持续减少。因此,应加强对高质量耕地的保护措施。

胶东丘陵区典型赤松人工林的生长特征与土壤理化特性

以胶东丘陵区15块典型赤松人工林样地为对象,通过野外调查和室内分析,研究了不同林龄和密度赤松人工林的树高、胸径和冠幅生长特征,探讨了林地土壤的理化特性。结果表明:赤松人工林的树高、胸径和冠幅随林分密度增加呈现明显下降趋势;前期生长速度较快,在0-18年间的年均生长速率要明显高于18-65年间的生长速率。赤松人工林土壤容重处于0.94~1.66 g/cm^3之间,整体较为适中,土壤粘粒含量普遍较低。赤松人工林土壤的通透性较好,保水能力较强。供试赤松林地土壤pH值均表现为酸性,土壤EC普遍很低。林龄较高的赤松人工林土壤CEC较为适中,而低林龄赤松林地土壤CEC处于“很低”等级。土壤有机质含量处于中等或以上水平;全氮和有效氮含量整体较高,而有效磷含量很低,有效钾含量整体较为适宜。胶东丘陵区赤松人工林土壤物理、化学性质均较为稳定,各指标在不同样地间的变异均为中等强度。

鲁中南山区南部岩浆岩低山丘陵区地下水赋存特征

岩浆岩低山丘陵区地形地貌及地质条件复杂,地下水蓄存环境差,水资源贫乏,水文地质研究程度低,长期以来一直存在极大的找水困难。通过开展典型地区水文地质调查与找水打井示范,深化了对地下水赋存和补径排条件的认识,地下水赋存空间在垂向上可分为浅部风化裂隙带和中深部岩脉裂隙网络,平面上分为断裂构造裂隙带、岩脉裂隙带和岩性接触裂隙带,总体呈现“两层三带”基本特征;为寻找赋水打井目标、有针对性布置勘查工作提供了参考,提高了找水效果。

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。

鲁中丘陵区谷子发展现状与展望

近年来,谷子产业在山东省农业产业结构调整中占据着越来越重要的地位,尤其是在鲁中丘陵区,谷子依靠其耐旱、耐贫瘠、水分利用率高等品种特性被广泛种植,其种植面积占据了全省谷子种植面积的10%以上,将在乡村振兴战略实施的过程中迎来更广大的发展空间。本研究从鲁中丘陵区谷子产业的发展现状、存在瓶颈入手,提出了加大精准扶贫力度、健全利益联结机制、加强科技研发、深挖谷子文化的对策,以期为鲁中丘陵区谷子产业发展提供参考,全面推进谷子产业发展。