Runoff and Soil Erosion on Slope Cropland: A Review

Soil erosion has become a serious environmental problem worldwide, and slope land is the main source of soil erosion. As a primary cover of slope land, crops have an important influence on the occurrence and development of runoff and soil erosion on slope land. This paper reviews the current understanding of runoff and soil erosion on slope cropland. Crops mainly impact splash detachment, slope runoff, and sediment yield. In this review paper, the effects of crop growth and rainfall on the splash detachment rate and the spatial distribution of splash detachment are summarized. Crop growth has a significant impact on runoff and sediment yield. Rainfall intensity and slope gradient can influence the level of erosive energy that causes soil erosion. Furthermore, other factors such as antecedent soil water content, soil properties, soil surface physical crust, and soil surface roughness can affect soil anti-erodibility. The varying effects of different crops and with different influence mechanisms on runoff and soil erosion, as well as changes in their ability to influence erosion under different external conditions should all remain focal points of future research. The effect of crop vegetation on runoff and soil erosion on slope land is a very important factor in understanding large-scale soil erosion systems, and in-depth study of this topic is highly significant for both theory and practice.     

基于组网观测的那曲土壤湿度不同时间尺度的变化特征

利用第三次青藏高原大气科学试验的土壤湿度观测数据,分析了那曲多空间尺度组网观测的28个站2、5、10、20和30 cm 5个不同深度土壤湿度的季节变化和日变化特征,并对比讨论了土壤湿度站点间的差异。分析表明,各层土壤湿度均存在显著的季节变化。冬春季节,20 cm以上土壤湿度随深度变浅而减小。夏秋季节土壤湿度随深度增加而减小,并分别在7月上、中旬和9月出现两个峰值。10月以后进入土壤湿度衰减期。土壤温度和土壤湿度存在协同变化关系。在一定的温度范围内,土壤发生冻结-融化过程,引起土壤湿度变化。在太阳辐射加热下,土壤表层水分蒸发,进而影响土壤温度。不同观测站间土壤湿度差异较大,夏秋季离散性大于冬春季。不同季节土壤湿度的日变化存在差异。春季10 cm以上土壤湿度日变化明显,08-10时（北京时）达到最低,19-20时达到最高。夏季土壤湿度日变化较为平缓。秋季2 cm深度土壤湿度日变化明显。线性拟合结果表明,1、4、10月土壤湿度和土壤温度为正相关关系。但是在夏季,土壤湿度与土壤温度为负相关。站点间土壤湿度变化的离散性表明,多测站才能全面体现青藏高原某区域的陆面状态。文中结果为青藏高原地区土壤湿度卫星参数验证和数值模式参数化提供了多角度的观测依据。      

基于卫星资料梯度信息的新型变分同化方法对于台风数值模拟的研究

卫星资料凭着卫星遥感的全球性、连续性和高频次观测等优势,成为一种重要的非常规资料源,但卫星观测仍然存在各种各样的观测误差,其中包含由于观测偶然性所造成的统计学上的随机误差及仪器本身和辐射传输模式等造成的系统性偏差,这些误差在很大程度上影响了卫星资料的质量。文中提出了一种能有效订正卫星观测资料系统性偏差的梯度信息同化算法,该方法用一个梯度算子进行模式变量与观测变量的梯度变换,从而达到订正系统性偏差的目的。本文利用WRF（Weather Research Forecast）模式及其同化模式WRFDA（WRF Data Assimilation system）,以及AIRS（Atmospheric Infrared Sounder）资料,对台风“圆规”进行了实际的数值模拟和同化试验,数值结果表明,梯度信息同化方法能明显改善台风路径的模拟,在处理可信度较低的资料时仍然适用。另外,通过同化诊断分析,发现卫星资料的系统性偏差对于台风数值模拟有较大影响,而文中提出的梯度信息同化方法能较好的解决此类问题。     

t-BAMBP/磺化煤油萃取体系从盐湖卤水中萃取铷的动力学研究

采用上升单液滴法,进行盐湖卤水中萃取铷的动力学研究,主要考察了比界面积、水相铷浓度和油相(t-BAMBP/磺化煤油)浓度对萃取速率的影响。通过比界面积的研究发现,t-BAMBP萃取铷的过程由界面化学反应和相内化学反应共同控制;通过对实验数据的非线性拟合,得到了萃取体系的动力学方程,R=9.936×10-7[Rb+]1.134[t-BAMBP]2.190,萃取速率对铷的反应级数为a=1.134,对t-BAMBP反应级数b=2.190,实验值和计算值的均方根误差为1.735%。     

利用盐湖氯化镁—石灰制备硅热法炼镁用煅白的实验研究

以盐湖副产水氯镁石为原料,与一定比例的石灰反应得到氢氧化镁和氢氧化钙的混合沉淀物,该混合物经过滤、洗涤、烘干后在一定温度下煅烧得到符合皮江法炼镁用的合成煅白。实验结果表明,该工艺是可行的,在石灰/氯化镁摩尔比2.05~2.10∶1,反应时间1.0h,煅烧温度800℃,煅烧时间60 min时,合成的煅白中钙镁摩尔比0.95~1.07∶1,煅白的平均水活度达34%,符合硅热法炼镁用中间原料煅白的参数条件。该技术可为利用盐湖氯化镁制备金属镁新工艺开发提供数据参考。     

Airborne Observations of Cloud Condensation Nuclei Spectra and Aerosols over East Inner Mongolia

A set of vertical profiles of aerosol number concentrations, size distributions and cloud condensation nuclei(CCN)spectra was observed using a passive cloud and aerosol spectrometer(PCASP) and cloud condensation nuclei counter, over the Tongliao area, East Inner Mongolia, China. The results showed that the average aerosol number concentration in this region was much lower than that in heavily polluted areas. Monthly average aerosol number concentrations within the boundary layer reached a maximum in May and a minimum in September, and the variations in CCN number concentrations at different supersaturations showed the same trend. The parameters c and k of the empirical function N = c S~kwere 539 and1.477 under clean conditions, and their counterparts under polluted conditions were 1615 and 1.42. Measurements from the airborne probe mounted on a Yun-12(Y12) aircraft, together with Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model backward trajectories indicated that the air mass from the south of Tongliao contained a high concentration of aerosol particles(1000–2500 cm~(-3)) in the middle and lower parts of the troposphere. Moreover, detailed intercomparison of data obtained on two days in 2010 indicated that the activation efficiency in terms of the ratio of NCCNto N_a(aerosols measured from PCASP) was 0.74(0.4 supersaturations) when the air mass mainly came from south of Tongliao, and this value increased to 0.83 on the relatively cleaner day. Thus, long-range transport of anthropogenic pollutants from heavily polluted mega cities,such as Beijing and Tianjin, may result in slightly decreasing activation efficiencies.     

哈大高铁对东北城市旅游经济联系的空间影响

基于GIS平台,构建可达性模型分析哈大高铁开通后东北各城市旅游交通网络可达性变化特征,然后通过修正引力模型,从时空压缩效应、高铁旅游带的形成、旅游通勤圈空间分异、加剧旅游极化效应等方面分析哈大高铁对东北各城市间旅游经济联系的影响。结果显示：高铁带来的时空压缩效应大大强化了东北城市的旅游交通可达性和旅游经济联系,整个通勤圈时空压缩2 h左右,提升幅度均呈现距离高铁增加而衰减现象,且省际城市间的变化大于省内城市间的变化,东三省的变化大于内蒙东部区域的变化。沿线城市在高铁开通后将获得更大的旅游发展动能,并加快哈大高铁旅游带的形成。沿线城市“一日游”和“两日游”受益明显,偏远城市则在“七日游”方面受益较多;东北旅游应以高铁为契机,精心开发沿线旅游精品线路,加快旅游一体化合作,打造东北旅游新形象。高铁使旅游市场空间分布上出现“极化效应”,提升旅游产业供求效率的同时,拉大了城市间旅游差距,不利于旅游产业协调性发展。今后应以高铁为核心完善快速交通干线布局,将更多旅游城市和旅游景点纳入高铁通勤圈。     

全站仪三角高程新方法及精度估算

利用传统三角高程原理和方法推导一种全站仪三角高程测量新方法计算公式。该方法的优点是在观测的过程中不需要量测仪器和棱镜高,从而达到提高精度的目的;并利用误差传播定律进行精度估算和分析,通过与《工程测量规范》中相应的水准闭合差比较,得出在一定条件下该方法可以代替三、四等水准测量。此方法用在施工测量中可以大大地提高工作效率和缩短工程工期。     

一种工业热源提取方法:利用温度特征模板的BP神经网络

针对年尺度热异常数据提取工业热源的方法存在数量和空间精细化程度不足的问题,使用VIIRS Active Fire数据,提出了一种基于温度特征模板的BP神经网络工业热源提取方法。该方法以京津冀及周边地区为试验区,首先,根据工业热源空间聚集性特征,使用OPTICS算法划分热源对象;其次,根据热源的热辐射特征,构建工业热源与非工业热源温度特征模板;最后,以温度特征模板、热源统计特征等作为参数,使用BP神经网络提取工业热源对象。结果表明：① 本文提出的基于温度特征模板的BP神经网络算法的工业热源提取精度达到了96.31%,与时间滤波、逻辑回归方法相比较,工业热源提取精度分别提高了8.45%、7.53%;② 2015—2020年京津冀及周边地区6省市工业热源数量整体减少了27.46%;河北省工业热源对象数量和热异常点数量年均减少了8.06%和7.44%,相对于其他省市减少幅度最大;山东、天津的工业热源集中度分别提高了25.72%、86.64%,说明两地工业转型升级政策取得较显著成效;③ 唐山、邯郸、吕梁和长治4个城市工业热源对象数量占试验区全部的31.37%,为京津冀及周边地区工业热源主要分布城市;临汾、太原等7个城市工业热源聚集程度和能源消耗程度高于其他城市;北京、周口等11个城市工业热源聚集程度和能源消耗程度低于其他城市;④ 2020年1—5月,京津冀及周边地区工业热异常点数量相对于2019、2021年同期保持不变或增加,新冠疫情对试验区工业热源无显著影响;2020年1、2月武汉工业热异常点数量与2019、2021年同期相比数量减少了66.67%以上,2020年3—5月工业热异常点数量低于2019年同期,2020年1—5月新冠疫情对武汉市工业热源影响显著。该研究反映了京津冀及周边地区工业热源发展的现状及趋势,能够为降低能耗和提高第二产业集中度等相关政策的制定与调整提供有价值的参考。     

泛北极地区植被数据集与制图：回顾与展望

泛北极地区位于北半球高纬度地区,主要属于低温限制型生态系统,因而泛北极地区植被对全球变暖敏感。要明确泛北极地区陆地生态系统对全球变暖响应过程和机理,就需要高精度的植被类型分类数据作为基础资料。但是,目前泛北极地区植被数据的结果还不完善。为更好地认识泛北极地区植被类型分类的现状、发展历史和未来研究方向,本文综述了泛北极地区植被类型制图的数据来源、植被类型划分方法和植被类型制图研究方法。总体而言,泛北极地区的植被调查从20世纪20年代就陆续开展,目前部分区域尺度上的地表覆盖类型的结果,但具体的植被类型制图工作还存在一系列难题。主要原因包括植被野外调查实测数据较少和分布不均、植被类型分类标准不一、苔原植被群落的异质性大、制图技术和分类算法优化困难等。因此,在下一步泛北极植被类型制图工作中,需要制定标准化分类策略,规范数据获取及数据库的整理工作,并发展新的制图方法,从而促进植被类型制图研究工作。