Advances in Researches of the Effects of Grassland Vegetation on Soil Erosion in Loess Plateau

Soil erosion is a serious global environmental problem which limits the survival and development of human beings. In our country, due to the special physical geography and socio-economic conditions, soil erosion intensity is great, which is particularly prominent in Loess Plateau region. Therefore, preventing and controlling soil erosion, as well as reducing soil erosion in Loess Plateau have become the key to solving environmental problems in the region. Soil erosion on Loess Plateau is serious, and grassland vegetation has good effects on soil and water conservation, which can improve ecological environment well. After the implementation of the project about returning farmland to grassland on Loess Plateau, the ecological benefits mainly focused on soil and water conservation benefits, soil improvement benefits, water conservation benefits and species diversity benefits, etc. Grassland vegetation has an irreplaceable role in the construction of the ecological environment on Loess Plateau. Therefore, the role of grassland in preventing soil erosion has received more and more attention. Scholars have done lots of research involved in the relationship between grassland coverage and soil erosion, impacts of grassland on hydrodynamic parameters, effects of grassland on soil properties, reduction effects of grassland on runoff and sediment, and soil erosion process on grassland slope. However, there is little research on erosion effect induced by grassland cover. This paper mainly pointed out the following questions: First, grassland cover is influenced by many factors, but the relationship with soil erosion from the dynamic mechanism is rarely discussed; Second, there is no well-developed theory of overland flow erosion at present, which limits the study of hydrodynamic parameters on grassland slope; Third, establishment of mathematical model between grassland cover and soil resistance can accelerate the quantitative analysis of grassland influence on erosion; Fourth, comprehensive analysis of influencing factors on water reduction and sediment reduction effect on grassland are insufficient; Fifth, there are not many mechanisms to analyze the erosion process of grassland slope by using the hydrodynamic characteristics of slope; sixth, research results on grassland-induced erosion are mainly focused on leading to soil dry layer and we should continue to strengthen in the future. This paper summarized the previous results, and supplemented some studies about erosion caused by grassland, then pointed out the existing problems in current research and the areas that need to be strengthened in the future, aiming at reducing soil erosion on the Loess Plateau.     

气象因素对倾斜仪观测干扰特征分析

采用常熟台水管仪与垂直摆2009～2015年观测数据,研究了气压、降雨、气温、洞温等因素对地倾斜观测的影响特征。结果表明,降雨对地倾斜观测数据干扰最为显著,表现为NS分量发生南倾,EW分量发生西倾,量级上NS分量受干扰程度比EW分量大,垂直摆受干扰程度比水管仪大;气压变化影响表现为短周期扰动,并导致日值曲线出现短时间畸变;气温及洞温变化影响观测值出现明显的年变规律和年变幅变化,对日观测值影响不明显。     

影响华南汛期持续性强降水年际变化的大气环流和海温异常

利用1961—2017年中国地面观测站日降水资料、全球大气多要素和海表温度月资料,分析华南区域持续性强降水过程的气候特征,诊断并比较与华南前汛期、后汛期区域持续性强降水年际变化相关的大气环流和海表温度异常特征。结果表明,3—12月华南都可能出现持续性强降水过程,其中汛期4—9月的占了94.4%。伴随着区域持续性强降水的年际变化,华南本地垂直上升运动显著异常是前汛期和后汛期的共同点,但前汛期、后汛期在华南及周边环流异常、水汽输送来源以及海温异常分布等方面都存在一定差异。在前汛期华南区域持续性强降水偏重年,赤道西太平洋区域海温偏低,由于大气罗斯贝波响应使西太平洋副热带高压偏强,热带西太平洋向华南区域水汽输送加强,从而有利于区域持续性强降水偏重。后汛期华南区域持续性强降水偏重年的海温异常分布是赤道中东太平洋区域正异常、东印度洋至西太平洋暖池区负异常,海温异常通过西北太平洋副热带高压、南海热带季风强度、水汽输送和垂直环流等多方面,导致后汛期区域持续性强降水偏重。      

山东泰莱凹陷姚庄地区油页岩特征及成因分析

为评价泰莱凹陷姚庄地区油页岩资源潜力,开展了6口地质井的钻探、二维地震勘探和多项油页岩的样品分析测试工作。根据油页岩分析测试资料,结合录井、测井、地震、沉积等研究成果,总结了油页岩主要特征,对该区油页岩成因进行了初步分析。结果表明:泰莱凹陷姚庄地区油页岩主要发育在大汶口组中段沉积时期的湖相沉积中,大汶口组中段油页岩矿层与地层产状一致,走向277°,倾向7°,倾角4°~5°,矿层顶板埋深108.40m,矿层底板埋深272.06m,厚度0.80~2.29m,平均岩石密度为1.90t/m^3,含油率3.12%~4.07%,平均含油率3.48%。     

水沙调节后荆江典型河道横向调整过程的响应——Ⅱ.上、下荆江调整差异初探

三峡水库2003年6月蓄水运用后,下游河道水沙过程已发生大幅变化,对于岸滩抗冲性较弱的荆江河道来说,河道的横向调整过程势必受到影响。采用考虑岸滩崩塌的河势研究数值模型,针对三峡水利枢纽工程运行所引发的水沙变异过程,初步探讨了荆江典型河道横向调整及河势变化对水沙条件变化的响应。对于下荆江石首河段来说,来沙减少后,冲刷加剧,局部河岸坍塌及平面变形加剧,主要发生在受弯道水流顶冲的位置,但河势演变趋势及平面变形总体上基本一致,并未发生较大变化。对于上荆江沙市—新厂河段来说,来沙量减小后,河道平面变形幅度总体上减小,局部最大减幅可达50%左右。     

华北地台南缘霍邱安阳山地区八公山群地层时代归属（青白口纪）：来自碎屑锆石年代学的制约

分布于华北地台南缘,霍邱-固始交界安阳山地区的八公山群,由一套碎屑岩和碳酸盐岩组成。最近,人们在碳酸盐岩中发现、珊瑚等化石,确定灰岩时代为晚石炭世。但是,碎屑岩的地质时代仍然没有定论。碎屑岩由粉砂质泥岩、石英砂岩、粉砂岩等组成,厚度大于780 m。石英砂岩为中-厚层状,中细粒结构,成分成熟度和结构成熟度高,石英含量高达95%以上,属于滨海-陆棚沉积。应用LA-ICP-MS对石英砂岩中碎屑锆石U-Pb年代学研究表明,样品HQ2106和HQ2204最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄分别为860±22.2 Ma（YSG）,877±22.6 Ma（YSG）,前者代表了地层的最大沉积年龄,它们也得到锆石年龄加权平均值（YC1σ和YC2σ）的支持。因此,研究区八公山群碎屑岩地层时代属于青白口纪（拉伸纪）。该研究结果将为华北地台南缘前寒武纪地层划分对比以及构造演化历史重塑提供重要依据。     

气候变化对四川省主要农作物典型生育期的影响

采用气候倾向率和线性趋势法分析了四川省农业气候资源特征以及主要农作物典型生育期变化趋势。结果表明,1961—2014年全省大部地区≥10℃初日呈现提前趋势、终日呈推迟趋势,≥10℃积温呈升高趋势。在此背景下,玉米和水稻出苗期呈提前趋势,速率分别为6.6d/10a和3.5d/10a;玉米成熟期无明显变化趋势,水稻成熟期呈现明显推迟趋势,变化速率为2.4d/10a;玉米和水稻生育期天数均呈现了不同程度的延长。冬小麦出苗期无明显变化,而成熟期呈现提前趋势,速率达2.7d/10a,生育期天数呈现显著缩短趋势,速率达4.9d/10a。总体而言,积温的增加、温度生长期天数的延长为生育期长的作物品种种植提供了必要条件,通过品种的选择和播期调整,可以充分发挥资源优势,趋利避害,从而提高农作物产量。     

草原生态系统模式中参数不确定性导致的模拟结果不确定性研究

基于五变量草原生态系统理论模式,应用与参数有关的条件非线性最优扰动(CNOP-P)方法,探讨了由参数不确定性导致的草原生态系统模式模拟结果的不确定性问题。参数的不确定性可能来源于观测和（或）对物理过程描述等的不确定性。选取了五变量草原生态系统模式中具有物理意义的32个模式参数进行数值试验。试验结果表明,对所考察的32个模式参数,在一定的不确定性和给定的优化时刻范围内,单独优化每个参数所得CNOP-Ps的联合模态与同时优化32个参数所得CNOP-P的模态并不相同。比较了上述两类参数误差以及随机参数误差对草原生态系统模拟的差异。随机参数误差与上述优化方法所得参数误差的不确定性范围大小相同。数值结果表明,同时优化32个参数所得 CNOP-P 类型参数误差使得草原生态系统模拟的不确定性程度最大。这种影响表现在使得草原生态系统转变为沙漠生态系统,或者使得草原生态系统转变为具有更多生草量的草原生态系统。上述数值结果不依赖于优化时间和参数不确定性程度的大小。这些数值结果建议我们应当考虑多参数的非线性相互作用来研究草原生态系统模式模拟的不确定性问题,并且揭示出CNOP-P方法是讨论上述问题的一个有用的工具。     

霾观测判识标准定量化对雾霾观测记录的影响

为研究霾观测判识标准定量化对雾霾观测记录的影响,选取2006—2012年湖北省18个基准站、基本站和一般站三类国家级地面气象观测站的资料,对已记录和按照相对湿度判识标准统计的雾、轻雾和霾天数进行分析,结果表明:判识标准定量化将使霾的观测记录明显增多,轻雾和雾观测记录略有减少,霾和轻雾观测记录将更趋合理,就湖北省而言,相对湿度在80%~95%之间,应以轻雾和雾为主;通过定时观测时次的能见度、相对湿度,以及日天气现象记录,可以得到历年按照相对湿度判识标准统计的霾和轻雾天数,实现对历史资料序列的订正,形成判识标准改变前后均一化的月年资料序列。判识标准定量化后,不能机械的硬套判识指标,观测员仍需熟练掌握轻雾和霾以及其他视程障碍现象的成因和特征,避免相对湿度在霾观测判识标准上下波动、轻雾处于消散过程阶段,轻雾与霾的频繁转记。     

分层岸滩侧蚀坍塌过程及其水动力响应模拟

非均质岸滩广泛分布于冲积河流中,其侧蚀过程沿垂向具有分层特点。基于全三维水沙模型及河岸侧蚀坍塌力学模式,提出动态网格跟踪技术,构建了非均质岸滩侧蚀沿垂向差异的三维动力学模拟方法。以连续弯道概化水槽为例,模拟分析了非均质河岸侧蚀过程中三维水流结构的响应特征。研究结果表明:坡脚冲刷后,底部主流向凹岸偏移,在已有弯道环流的基础上,于坡脚处出现一反向次生流;上部粘性土层坍塌后,崩塌土体堆积于坡脚处,上部主流明显左偏,下部次生流消失;随着坡脚堆积体的冲刷搬运,下部主流进一步向凹岸偏移;如此循环,主流不断向凹岸偏移,致使岸坡持续崩退、河道摆动。