碳酸盐岩风化成土过程中的微生物作用

碳酸盐岩风化作用长期受到广泛关注,有关其成土的物源也一直是颇有争议的问题。基于前人有关碳酸盐岩风化成土作用的研究基础和对有关资料的调研与分析,结合各类研究成果,笔者提出了喀斯特地区岩石微生物的风化成土作用途径:微生物生长对矿物养料的吸收,以及分泌的代谢产物导致碳酸盐岩的破坏分解和一些次生矿物的形成;一些岩石微生物能够通过新陈代谢固定大气中的碳素和氮素,截留由雨水、风尘、大气气溶胶甚至空气流动所带来的土壤颗粒等外来物质。微生物在岩石表面与缝隙中的生长繁殖在碳酸盐岩风化成土这一漫长的地质演化过程中发挥了不可替代的重要作用。     

长江口盐沼滩面发育对有机碳深度分布的制约

通过对长江口崇明东滩高潮滩、中潮滩以及光滩柱状样的有机碳含量与碳稳定同位素组成（δ13C）、粒度组成等的测定,研究盐沼有机碳深度分布特征与形成机制。结果表明,盐沼土壤颗粒有机碳（POC）主要赋存于粒径小于0.016 mm的颗粒中,POC含量对粒径在0.002~0.004 mm区间的颗粒含量变化最敏感,说明盐沼POC主要来自长江径流悬移质,这与有机碳稳定同位素结果一致。土壤POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系表明,高潮滩与中潮滩柱样的泥沙级配较为接近;光滩柱样POC含量与不同粒径区间颗粒含量相关关系特征与高、中潮滩柱样的基本类似,主要不同表现在粒径大于0.016 mm的粗颗粒,这很可能受控于盐沼不同高程部位动力沉积过程。盐沼植被对高、中潮滩柱样POC的贡献相当可观,个别层段高达55.6%;植被对土壤POC的贡献受到滩面过程的明显制约。滩面动力沉积过程形成盐沼垂向上独特的沙、泥纹层构造,其优良的封堵效能显著影响土壤有机碳的垂向分布。盐沼滩面动力沉积过程是塑造有机碳深度分布特征的关键因素。     

青藏高原夏季土壤有机质及砾石影响水热 传输特性的数值模拟

本文针对青藏高原部分地区土壤有机质和砾石含量较高的特点,在前人工作的基础上,发展了一个新的参数化方案以描述土壤有机质和砾石对土壤导热率、导水率的影响。通过对通用陆面模式CoLM中的土壤水、热参数化方案以及地表蒸发阻抗三方面的逐步改进,对青藏高原藏东南站和纳木错站两种不同下垫面进行单点数值模拟分析。对比原方案与最终优化方案的模拟结果表明:采用新方案的CoLM模式对藏东南站土壤湿度模拟性能明显提高,平均偏差减小到0.04,而对纳木错站浅层20 cm以上土壤湿度的模拟偏差略微增大。新方案在藏东南站对土壤内部温度的模拟改善较为显著,平均偏差减小了0.2℃;而在纳木错站40 cm以上有所改进。新参数化方案较好地模拟了两个观测站表面能量通量的时间变化,纳木错站7、8月份的潜热通量改进尤为明显,比原方案减少大约20 W m-2,与观测结果较为接近。     

赤峰市松山区、翁牛特旗土壤墒情评估与预测

在重点分析评估赤峰市松山区、翁牛特旗历年春、夏、秋季土壤墒情变化规律基础上,利用数理统计方法。建立土壤墒情预测模型,为当地不同季节的农事活动提供土壤墒情依据,尽而为保证农业稳产高产提供气象参考依据。     

不同土壤水分和不同覆盖条件下麦田水分动态和增产机理研究

1997年 1月至 1 998年 6月在郑州水分试验场进行了小麦田覆盖期、覆盖量和土壤水分处理试验 .结果表明 ,覆盖是一种行之有效的保墒增产措施 .不同覆盖期、不同覆盖量和不同土壤水分对小麦干物重、叶面积、蒸腾强度、产量和水分利用效率有着显著的影响 .覆盖期、覆盖量和土壤水分含量的最佳结合点为 :冬前小麦停止生长之日、55%～ 70 %土壤相对湿度、450 0～ 60 0 0 kg/ hm2覆盖量 .在此状况下 ,产量可增加 1 8.5% ,水分利用效率提高 2 2 .1 % .     

基于CyGNSS数据的土壤水分与植被光学厚度反演研究

本文提出了一种仅基于CyGNSS数据,能够同时反演土壤水分与植被光学厚度的方案,该方案使用了神经网络与暴力穷举算法.首先考察了2018年以及2020年的数据,并对结果进行了验证.通过分析发现反演结果与参考数据展现了良好的一致性.土壤水分的反演结果与2018年和2020年的测试数据比较,其相关系数分别高达0.86和0.84,均方根误差分别为0.064和0.071 cm³/cm³;对于植被光学厚度,2018年与2020年的相关系数均为0.98,均方根误差分别为0.079和0.084.研究结果表明,CyGNSS可作为一种新型且独立的泛热带土壤水分与植被光学厚度反演手段.     

气候预测探索路上的4+1级台阶

简要介绍了本所创立的短期气候预测的“地方图方法”３６年来所走过的道路。它已经跨越了四级台阶;选定地温作为主要因子坚持实际预测,转向“地心说”和创建“地气图方法”。剩最后一级台阶－建立短期气候预测的“地球动力学方法”有待不畏艰险,不计名利的后来者去攀登。     

土壤湿度对不规则起伏地表雷电垂直电场传播影响的研究

本文采用二维fractional Brown motion(f Bm)随机分形界面模拟不规则起伏地表,基于Longmire-Scott提出的土壤电参数等效模型(L-S模型),分析研究不规则起伏地表的土壤湿度对地闪回击垂直电场传播的影响。结果表明:(1)地表的不规则起伏程度主要会引起垂直电场峰值的衰减和上升沿时间的滞后。随着地表不规则起伏程度的增大,垂直电场峰值衰减越明显,且波形上升沿时间增长。(2)无论地表不规则程度如何,随着土壤湿度的增大,垂直电场的衰减反而减小。(3)总的来说,地表的不规则程度越大,土壤湿度越小,垂直电场的峰值衰减越大,波头上升沿时间越长。     

短波红外光谱土壤反射率的测量

利用DG-2短波红外光谱辐射计，得到了短波红外波段不同含水量下的土壤反射率。分析了土壤短波红外区的光谱特性，表明1.6μm附近有较好的光谱响应，以及该波段反射率与含水量有较好的负相关性的特点。所得结论为气象卫星短波红外区域的通道选择提供了可行性的依据。该实验为卫星遥感数据的处理、分析和判读积累了部分实测资料。     

Unsteady soil erosion due to rainfall impact: a model of sediment sorting on the hillslope

A new method is presented for predicting sediment sorting associated with soil erosion by raindrop impact for non-equilibrium conditions. The form of soil erosion considered is that which results from raindrop impact in the presence of shallow overland flow itself where the flow is not capable of eroding sediment. The method specifically considers early time runoff and erosion when sediment leaving an eroding area is generally finer and thus may have a higher potential for transport of sorbed pollutants. The new mechanism described is the formation of a deposited layer on the soil surface, which is shown to lead to sediment sorting during an erosion event. The deposited layer is taken to have two roles in this process: to temporarily store sediment on the surface between successive trajectories, and to shield the underlying soil from erosive stresses. Equations describing the dynamics of the suspended sediment mixture and the deposited layer are developed. By integrating these equations over the length of eroding land element and over the duration of the erosion event, an event-based solution is proposed which predicts total sediment sorting over the event. This solution is shown to be consistent with experimentally observed trends in enrichment of fine sediment. Predictions using this approach are found to only partly explain measured enrichment for sets of experimental data for two quite different soils, but to be in poor agreement for an aridsol of dispersive character. It is concluded that the formation of the deposited layer is a significant mechanism in the enrichment of fine sediment and associated sorbed pollutants, but that processes in the dispersive soil are not as well described by the theory presented.