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。

不同土地利用方式对山东丘陵农田杂草群落结构与动态的影响

为了探明不同土地利用方式对丘陵地区农田生态系统的影响,本研究于2015年春季在山东省临朐县(丘陵山区)选择传统耕作方式的麦地和谷子地、近10~20年因种植结构调整而呈现的菜地、果园及撂荒地为对象,系统分析该5种土地利用方式下农田生态系统中土壤养分、杂草群落结构及多样性变化状况。结果表明:土壤理化性质,菜地、桃园中土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量明显高于撂荒地、小麦地和谷子地;菜地土壤中有效磷(AP)和电导率(EC)显著高于其它4种土地利用方式。杂草群落结构:5种土地利用方式下杂草群落的相似系数为0.05~0.46;撂荒地的杂草丰富度最高(9.83),菜地最低(3.33);小麦地DA杂草功能群占绝对优势,撂荒地MA杂草种群占绝对优势。谷子地和桃园中杂草功能群分布较为均衡,前者以MA和DP两种功能群为主,后者以MA和MP两种功能群为主。植物多样性:撂荒地和谷子地高,分别达1.74和1.73,桃园、小麦地和菜地依次递减。

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。

鲁南典型山地丘陵地区土壤中氯含量的ICP-MS法测定

氯是农作物生长必需的微量营养元素之一。本文中,采集鲁南典型山地丘陵地区10个区县的土壤样品,利用土壤溶解差速离心法,建立一种辅助电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法检测土壤中氯含量的方法。土壤样品测定结果发现,位于临沂市蒙阴县的采样点氯的含量最高,达到了115.25 mg/kg;位于枣庄市峄城区的采样点氯的含量最低,为13.83 mg/kg。这种方法检出限为0.075381μg/L,相对标准偏差位于2.05%~3.89%之间。这为研究鲁南典型山地丘陵地区种植作物在氯元素作用下的生长、产量、品质以及含氯化肥、农药的施用在一定程度上提供了重要的科学参考,同时也为进一步研究土壤中氯同位素的地球化学特征奠定基础。

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。