简介:利用野外试验小区观测与人工模拟降雨资料,在定量分析羊道沟小流域坡面—沟坡—沟道侵蚀产沙关系基础上,建立了羊道沟小流域侵蚀产沙模型。借助GIS技术,将王家沟小流域划分为40个沟间地、40个沟坡地及它们组成的40个子流域和一个输水输沙通道。通过对比分析每个子流域降雨、地貌、治理、植被覆盖、耕作措施和土壤6个主要侵蚀产沙影响因子与羊道沟小流域各因子的关系,得到王家沟各子流域相对于羊道沟小流域侵蚀产沙模型相应参数的修正系数,结合王家沟流域主沟道泥沙输移关系,建立了王家沟流域次降雨分布式侵蚀产沙模型。利用王家沟流域1963-1968年22次天然降雨资料,对模型进行检验,结果较为理想,预测精度达到55%。
简介:土壤-植被-大气传输(SVAT)模型对于研究大气水、植物水、地表水、土壤水和地下水的相互作用和相互关系、植物耗水过程与生态需水规律、生态系统与局地气候的反馈机制、土壤水分与植被的相互作用机制,以及生态环境的恢复与重建具有十分重要作用。SVAT模型经过“水桶”模型、生物物理学模型以及生物化学模型3个阶段约半个世纪的发展,已由最初的单层模型发展到双层模型、多层模型,取得了很大的进展。该文总结了SVAT模型主要水热过程的参数化方案,模型的应用研究、比较以及参数化方案的改进,并提出下垫面不均匀性、模型的简化、模型的全面性、模型的验证和比较等亟待进一步改进和完善的问题。
简介:土壤侵蚀过程复杂,很难直接应用土壤侵蚀预报方程进行定量计算。作为一种新的机器学习算法,支持向量机在样本有限的情况下,采用结构风险最小化准则,把学习问题转化为一个二次规划问题,从而得到唯一的全局最优解。首次尝试将最小二乘支持向量机技术用于土壤侵蚀预测,并与BP神经网络的方法进行了对比,取得了较好的预测精度。
简介:在低丘红壤的开发利用中,通过复合农林业技术达到植树种草、增加地面覆盖率、发展当地经济植物促进畜牧业发展,探索低丘红壤开发利用的新模式,科学舍理地开发红壤资源,实现开发中保护。经过2年的试验表明:选择适宜的植物种类对于有效地发挥生物措施与复合农林技术的功效是极其重要的,各试验块的植被覆盖度分别是湿地松18%,茶叶23%,柑橘34.6%;覆盖度大小顺序依次为柑橘〉茶叶〉湿地松;低丘红壤开发的第1年土壤侵蚀量一般都超过土壤允许侵蚀量500t/km^2.a,第2年就减小到350t/km^2.a左右,各类型的土壤平均侵蚀量次序为柑橘〉湿地松〉茶叶;各处理的平均N素流失量为湿地松138.8kg/km^2,茶叶450.1kg/km^2,柑橘182.4kg/km^2;N素流失大小顺序为茶叶〉柑柑橘〉湿地松。在试验区采样分析结果表明:随着土壤侵蚀的逐步升级,土壤容重、田间持水量、土壤粉粒、土壤团聚体、土壤pH、土壤盐基饱和度、土壤盐基交换量均相应降低,而土壤交换性酸对应增加。验证了水土流失直接导致土壤结构、土壤物理性状退化、变差的结果。
简介:山洪灾害常造成重大经济损失甚至人员伤亡。以湖南湘江武水流域为例,基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统为山洪预报提供了新的思路,在解译了研究流域2010年土地利用类型数据的基础上,采用HEC-HMS水文模型对武水流域各场次洪水进行模拟预报,利用DEM及流域出口信息划分子流域计算单元,利用遥感影像结合GIS技术提取流域信息,采用SCS径流曲线法进行产流计算,采用SCS单位线法计算直接径流,利用马斯京根法进行河道汇流演进,运用指数退水模型模拟流域基流,并以2000—2008年的17场实测洪水数据进行参数的率定,用2009—2014年的10场典型洪水进行验证。结果表明:模型率定期17场洪水洪峰流量相对误差绝对值均〈20%,模拟合格率达到100%,峰现时差均≤1h,绝对平均Nash效率系数为0.816,率定出的水文参数准确有效;验证期的10场洪水,洪峰流量相对误差合格率达90%,峰现时差均〈1h,Nash效率系数均〉0.7。HEC-HMS水文模型在武水流域模拟效果较好,可应用于该流域山洪预报工作,且相较于多峰洪水,单峰洪水的模拟效果更佳。
简介:通过样地法对小浪底水库库区山地生态系统不同群落间的Shannon-Wiener指数(H')、Simpson指数(D1)、Margalef物种丰富度(D2)、种间相遇概率(P)和Pielou均匀度指数(Jsw)等多样性指数进行研究,利用统计方法分析不同群落的物种多样性指数与其所处环境的关系。结果表明:1)物种多样性指数和丰富度指数与群落类型有密切关系,同一类型的群落中,多样性指数随演替时间表现出复杂的关系;2)土壤含水量对H'、P、Jsw、D1等呈极显著的正相关性,土壤厚度与H'、D1、P呈显著正相关性;多样性指数与坡度无相关性;土壤有机质、速效氮、速效磷等养分指标与多样性指数H'、D1有显著的正相关;3)多样性指数H'与乔木、灌木群落生物量表现为正相关关系,草本群落与D1相关性不显著;4)乔木林群落的恢复时间与Jsw、H'呈正相关关系,其余多样性指数(P、D1、D2)与恢复时间关系不显著(p〉0.05);恢复时间每增加10a,群落物种数平均增加约6种;5)物种多样性指数H'与灌木的盖度和高度呈极显著正相关性;有些单优群落随高度增加和盖度提高,多样性指数反而表现出降低;6)草本植物群落的高度和盖度与物种丰富度指数D2与呈显著的负相关关系,与H'相关性不显著。
简介:为探寻温带地区山地植物N素保存策略,找出影响植物N素回收率的环境因子,以便了解植物保持所吸收养分的机制,以小浪底库区山地为例,研究该区域3种生活型21种典型植物成熟绿叶中的N素含量、枯叶中N素含量以及N素回收效率(NRE)。结果表明:植物成熟绿叶中的N素含量和枯叶中N素含量有显著的正相关关系;所测定的21种植物NRE在17,4%~50.1%之间,平均值为28-8%,多数种的回收效率低于40%。测定的21种植物都属于N素回收不完全植物。不同生活型的植物其回收效率有显著的差异,一般表现为草本〉灌木〉乔木。植物叶片N素含量与土壤有机质,上壤N素含量和土壤含水量呈显著正相关;而NRE与土壤有机质、土壤N素含量和土壤含水量呈显著负相关关系。说明在研究区不利的土壤条件,可以导致植物NRE的提高,植物在不利的环境条件下。可以通过提高NRE等途径来应对环境的胁迫。
简介:利用黄土高原65个小流域2441场次降雨数据,分析黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与降雨、地形和径流参数的相关关系,探讨不同副区、不同流域面积尺度和不同降雨月份对上述相关性规律的影响。结果表明:1)黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与雨量雨强参数(降雨量与降雨强度的乘积)、流域面积、主沟道长度、流域宽度、主沟道比降以及径流量、径流深和径流系数等参数存在着较好的相关关系;2)各参数与洪峰流量的相关性受各副区自然地理条件和流域面积尺度的影响显著;3)为准确预测黄土高原小流域次暴雨洪峰流量,可以将雨量雨强参数、流域面积和径流量等参数作为参考变量,在各副区和各流域面积尺度分别建立洪峰流量经验公式,构建黄土高原小流域次暴雨洪峰流量经验模型,为小流域水土保持工程措施的设计奠定基础。
简介:为评价农业政策与环境拓展APEX模型在淮河中上游坡面尺度的适宜性,将其应用于淮河中上游的3个径流小区,在采用傅里叶幅度灵敏度检验扩展法进行灵敏度分析的基础上,利用蒙特卡罗模拟结合多目标函数技术自动校正模型,并使用1982—1986年日径流和产沙数据实测值与模拟值评价模型适宜性。结果表明:湿度条件2下的径流曲线数初始值(CN2)、损耗系数(CNIC)、水土保持措施因子(PEC)以及最大径流率-降雨能量调整因子(APM)对产沙模拟影响较大,CN2和CNIC对地表径流模拟影响较大;在模型校正阶段,径流和产沙日平均模拟值的百分误差绝对值(APE)小于20%,纳希-苏特克利夫有效系数(EF)和R2分别大于0.45和0.55;在模型验证阶段,径流和产沙日平均模拟值的APE小于25%,EF和R2分别大于0.4和0.5。这说明APEX模型适用于淮河中上游坡面尺度,可用于评价该地区不同土地管理措施下的水土流失。