土壤侵蚀径流水动力学特性及其影响因素的研究进展

坡面径流是土壤侵蚀的主要动力因素之一,研究坡面径流水动力学特性的变化规律及其影响因素对于深入认识土壤侵蚀机制具有重要意义。本文跟踪和报道了国内外土壤侵蚀径流水动力学特性指标的测算方法及其影响因素等方面的最新研究进展,在深入分析当前研究的不足的基础上,指出了今后开展土壤侵蚀水动力学研究的方向和重点领域。     

坡度对跨座式单轨隧道临界风速的影响

为研究不同坡度隧道在大功率火源情况下的烟气运动,采用1∶20的缩尺隧道模型,通过试验对不同坡度情况下(-6%,-3%,0%,3%,6%)的大火源功率火灾(20,50 MW)时的隧道纵向通风临界风速进行研究。结果表明:0%坡度时,20 MW和50 MW的临界风速相差不大;有坡度时,逆坡送风的临界风速大于顺坡送风的临界风速。根据试验结果拟合得出大火源功率(20,50 MW)条件下坡度为-6%至6%时的临界风速与坡度的关系,并对前人提出的坡度与临界风速的关系式进行修正。     

经济增长下的渤海环境容量预测

据1999，2002—2005年渤海活性磷酸盐、石油类、无机氮的水质监测资料。采用箱式模型。估算渤海及各分区现状下及不同经济增长率下的环境容量预测值。估算结果显示．分污染物来看，各年份均是无机氮较大，石油类次之．活性磷酸盐较小；分区域来看。各年份各污染物均是渤海中部较大，辽东湾、渤海湾次之，莱州湾最小；从时间变化来看。除活性磷酸盐外。石油类和无机氯自2002年到2004年逐年减小。假设渤海污染物排入量随着经济增长每年增加5％。以达到环境容量极限值需要的年数来看。自2005年。分别在7年、4年、17年后渤海的石油类、活性磷酸盐、无机氮将达不到一类水质标准，50年、19年、37年后超过四类水质下环境容量极限值；假设随着经济增长污染物排海量每年增长10％，那么自2005年起。29年、13年和22年后三种污染物将超过四类水质下环境容量极限值。     

Using Ecological Function to Develop Recovery Criteria for Depleted Species: Sea Otters and Kelp Forests in the Aleutian Archipelago

Abstract: Recovery criteria for depleted species or populations normally are based on demographic measures, the goal being to maintain enough individuals over a sufficiently large area to assure a socially tolerable risk of future extinction. Such demographically based recovery criteria may be insufficient to restore the functional roles of strongly interacting species. We explored the idea of developing a recovery criterion for sea otters (Enhydra lutris) in the Aleutian archipelago on the basis of their keystone role in kelp forest ecosystems. We surveyed sea otters and rocky reef habitats at 34 island‐time combinations. The system nearly always existed in either a kelp‐dominated or deforested phase state, which was predictable from sea otter density. We used a resampling analysis of these data to show that the phase state at any particular island can be determined at 95% probability of correct classification with information from as few as six sites. When sea otter population status (and thus the phase state of the kelp forest) was allowed to vary randomly among islands, just 15 islands had to be sampled to estimate the true proportion that were kelp dominated (within 10%) with 90% confidence. We conclude that kelp forest phase state is a more appropriate, sensitive, and cost‐effective measure of sea otter recovery than the more traditional demographically based metrics, and we suggest that similar approaches have broad potential utility in establishing recovery criteria for depleted populations of other functionally important species.     

2010—2020年中国沿海主要海湾形态变化特征

为揭示近期中国沿海主要海湾形态的变化特征,基于Landsat影像提取2010年、2015年和2020年中国沿海主要海湾的空间信息,以海湾岸线类型结构、岸线开发利用程度、海湾面积、海湾形状和平面重心位移作为评价指标,分析2010—2020年中国沿海主要海湾的形态变化特征。结果表明：（1）近10年间中国沿海主要海湾岸线长度及结构变化显著,自然岸线长度和保有率下降;（2）海湾岸线开发利用程度上升,但上升速度开始放缓,大多数海湾属于中等开发程度;（3）海湾面积持续萎缩,但萎缩速度放缓,渤海海区海湾的面积萎缩幅度最大且速度最快;（4）海湾形状的变化趋势存在南北差异,北方趋于复杂,南方趋于简单,总体则趋于简单;（5）海湾平面重心在2015年后趋于稳定,位移距离减小,位移速度放缓。总的来说,海湾形态变化的主导因素是以围填海为主的人类活动,国家层面近年来实施的围填海管控政策和措施已在海湾形态变化方面初步显现成效。研究认为,应对中国沿海的海湾进行基本功能定位和划分,实施精细化分类管理,促进海湾区域“三生空间”布局优化。     

东北松嫩典型黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀沿坡长变化规律及其对土壤质量的影响

东北黑土区,尤其是农垦地区,是我国重要的粮食生产基地。土壤侵蚀导致耕地质量严重退化,威胁粮食安全。选取克山农场坡长为1020 m的直型坡、凹型坡和凹—直复合型坡耕地,利用¹³⁷Cs示踪技术估算坡面土壤侵蚀模数,测定土壤有机碳作为耕地土壤质量参数,揭示典型黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀强度沿坡长变化规律及耕地土壤质量参数的响应。结果表明：（1）不同坡形长缓坡耕地土壤侵蚀差异显著,直型坡多年平均侵蚀速率（3040 t·km^-2·a^-1）<复合型坡（3395 t·km^-2·a^-1）<凹型坡（4220 t·km^-2·a^-1）。（2）直型坡、凹型坡、凹—直复合型坡均呈现出侵蚀强—弱周期性变化规律,其振荡周期分别为380 m、250 m和300 m。（3）土壤有机碳含量与土壤侵蚀速率呈极显著负相关关系,其沿坡长变化规律与土壤侵蚀速率沿坡长变化规律相反。土壤侵蚀是造成黑土坡耕地土壤质量退化的直接原因,研究结果可为黑土长缓坡耕地水土保持措施的精准布设及土壤养分管理提供理论支持。     

长江上游区的坡面土壤流失及侵蚀防治

长江上游区的嘉陵江流域、金沙江渡口至屏山河段流域、三峡库区及库周区,土壤坡面流失量都超过3000t/a·km~2,属长江上游流失严重之最,应列为首批治理重点区;三峡区长江主航道及近主航道支流两岸的重力侵蚀十分严重,给长江输入大量难以排除的砂石物质,应重点加强此区域的重力侵蚀防治。最后对此区的水土保持提出了6条意见。     

秦岭油松林不同坡位土壤CO2、CH4、N2O通量研究

在秦岭南坡火地塘林区天然次生油松林内选取上、中、下3个坡位,采用静态箱-气相色谱法对土壤CO_2、CH_4、N_2O通量进行了1年的监测.结果表明,坡位间土壤质地和水分的差别是引起不同坡位CO_2与N_2O通量差异的主要原因:下坡位土质为壤土,水分适宜,CO_2平均排放量为(156.49±9.72)mg·m~(-2)·h~(-1),CH_4平均吸收量为(77.43±14.27)μg·m~(-2)·h~(-1),都处于3个坡位间最高水平;中坡位土质为粉砂壤土,土壤粒径小,透气性差,CO_2排放量和CH_4吸收量均为3个坡位间的最小值,N_2O平均排放量为(9.57±0.66)μg·m~(-2)·h~(-1),为3个坡位间的最高值,且显著高于上坡位土壤N_2O通量(p0.01);上坡位土质为砂壤土,土壤孔隙度大且地表植被少,N_2O平均排放量为(5.59±0.74)μg·m~(-2)·h~(-1),为3个坡位间的最小值.总体来说,油松林土壤是CO_2、N_2O的排放源,是CH_4的吸收汇.3个坡位CO_2年通量具有明显的季节规律,表现为倒"S"形变化,且与土壤温度显著正相关(p0.01).受冻融循环的影响,N_2O主要在非生长季大量排放;生长季末期,受降雨事件影响,油松林中坡位出现N_2O吸收峰值.生长季上、下坡位CH_4吸收峰值的出现同样伴随着降雨事件的发生,非生长季,中坡位因土壤水分过高而出现短暂的CH_4排放现象.不同坡位土壤温室气体的全球增温潜势(Global Warming Potential,GWP)从大到小依次是上坡位、下坡位和中坡位.     

洞庭湖流域冬季降水的时空变化及与全球海温的关系

论文基于1961-2015年洞庭湖流域96个气象站点逐月降水数据和英国哈德莱中心月平均海表温度资料,利用EOF、Morlet小波和偏相关分析等方法,对洞庭湖流域冬季降水的时空变化和周期特征进行分析,并探讨影响流域冬季降水的关键海区及其关键时段。结果表明：在年际时间尺度上,洞庭湖流域冬季降水主要存在全区一致型、南北反向型和中部-南北部反向型3个模态,各模态分别具有12 a、16 a和7 a左右的长周期以及3 a左右的短周期。在与全球海温的关系方面,流域冬季降水与ENSO和南海海温均存在显著相关,平均而言,在ENSO处于暖位相或南海海温偏高时,流域冬季降水易偏多,反之,则流域冬季降水易偏少;但ENSO和南海海温对流域冬季降水的影响范围及其关键时段存在明显差异,其中ENSO的影响范围主要分布在流域南部,其在前期10月与流域冬季降水相关性最好,而南海海温的影响范围集中在流域东部,其在次年2月与流域冬季降水相关性达到最高。     

黄土丘陵区典型植被枯落物坡面分布及混入土壤对土壤性状的影响

黄土丘陵区植被的恢复可能影响枯落物分布特征,进而对土壤性状产生影响。论文选取刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林、柠条（Caragana intermedia）人工林、铁杆蒿（Artemisia gmelini）群落和白羊草（Bothriochloa ischaemum）群落4种典型植被样地,研究其枯落物坡面（坡长40~80 m）分布特征及自然条件混入土壤中对土壤理化性状的影响。结果表明：1）4种典型植被样地地表枯落物蓄积量（143.89~833.04 g/m²）、盖度（0.36~0.63）和厚度（0.77~2.03 cm）均表现为刺槐人工林>柠条人工林>铁杆蒿群落>白羊草群落;土壤中枯落物混入量（178.80~657.21 g/m²）和混入深度（1.33~2.29 cm）均表现为刺槐人工林>铁杆蒿群落>柠条人工林>白羊草群落;土壤中枯落物混入量占枯落物总蓄积量的比例（45.91%~74.02%）表现为铁杆蒿群落>柠条人工林>白羊草群落>刺槐人工林。2）4种典型植被样地地表枯落物蓄积量和土壤中枯落物混入量均为坡下高于坡上,受径流冲刷和泥沙分离—输移—沉积过程的影响,枯落物地表蓄积量和土壤混入量在坡中波动较大;随枯落物地表盖度的增加,地表枯落物蓄积量呈指数函数增加（P<0.01）,且随地表枯落物蓄积量的增加,土壤中枯落物混入量呈对数函数增加（P<0.01）。3）土壤容重、粘结力和水稳性团聚体几何平均直径（WAS-GMD）随土壤中枯落物混入量的增大而线性降低（P<0.01）,土壤有机碳和全氮含量在铁杆蒿群落和白羊草群落中均随土壤中枯落物混入量的增大而线性增加（P<0.05）。该研究将为评价黄土高原退耕还林还（草）工程生态成效、修正土壤侵蚀预报模型提供重要依据。