Integrating soil carbon cycling with that of nitrogen and phosphorus in the watershed model SWAT: Theory and model testing

In this paper we describe and test a sub-model that integrates the cycling of carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) in the Soil Water Assessment Tool (SWAT) watershed model. The core of the sub-model is a multi-layer, one-pool soil organic carbon (S_C) algorithm, in which the decomposition rate of S_C and input rate to S_C (through decomposition and humification of residues) depend on the current size of S_C. The organic N and P fluxes are coupled to that of C and depend on the available mineral N and P, and the C:N and N:P ratios of the decomposing pools. Tillage explicitly affects the soil organic matter turnover rate through tool-specific coefficients. Unlike most models, the turnover of soil organic matter does not follow first order kinetics. Each soil layer has a specific maximum capacity to accumulate C or C saturation (S_x) that depends on texture and controls the turnover rate. It is shown in an analytical solution that S_x is a parameter with major influence in the model C dynamics. Testing with a 65-yr data set from the dryland wheat growing region in Oregon shows that the model adequately simulates the S_C dynamics in the topsoil (top 0.3 m) for three different treatments. Three key model parameters, the optimal decomposition and humification rates and a factor controlling the effect of soil moisture and temperature on the decomposition rate, showed low uncertainty as determined by generalized likelihood uncertainty estimation. Nonetheless, the parameter set that provided accurate simulations in the topsoil tended to overestimate S_C in the subsoil, suggesting that a mechanism that expresses at depth might not be represented in the current sub-model structure. The explicit integration of C, N, and P fluxes allows for a more cohesive simulation of nutrient cycling in the SWAT model. The sub-model has to be tested in forestland and rangeland in addition to agricultural land, and in diverse soils with extreme properties such high or low pH, an organic horizon, or volcanic soils.     

苗期棉花对向日葵列当种子萌发诱导作用初探

以5个推广棉花（Gossypium hirsutum L.）品种（中棉所63、中棉所57、中棉所47、中棉所44和中棉所41）为研究对象,利用盆栽试验分别采集棉花苗期3个时期（二叶一心、四叶一心和六叶一心期）的根际土和植株样品,并用其甲醇浸提测试对向日葵列当（Orobanche cumana Wallr.）种子的发芽率。结果表明,根际土、植株样（根、茎和叶）甲醇浸提液诱导种子发芽率高低顺序为根际土〉根〉茎〉叶,表明棉花的根际土和根的甲醇提取液对向日葵列当种子的萌发诱导作用较强。3个时期中,二叶一心期诱导向日葵列当的发芽在品种之间不存在显著性差异,表现为较稳定的诱导种子萌发作用。综合得出,棉花二叶一心期的根际土和根的甲醇提取液对向日葵列当种子萌发的诱导作用较强,二叶一心期为棉花作为＂诱捕作物＂生物防除寄生杂草提供科学依据。     

基于第一原理的安全技术及其应用分析

分析了美国Sandia国家实验室在核武器研制过程中提出的基于第一原理的安全技术,总结了其技术要点及和常规安全技术的差异、联系,给出了基于第一原理的安全性设计方法的步骤.通过分析基于第一原理的安全技术在水坝、压力容器中的应用,指出应用于核武器安全性设计的第一原理同样适用于民用高危系统.     

基于网络的交通安全宣传教育研究

为了建立我国交通安全宣传教育网络平台,通过网络平台进行多形式的交通安全宣传教育。采用网站检索的方法,梳理了国内、外主要城市交通安全宣传教育网站,并从专业性、系统性、针对性、形式多样性等角度进行研究。研究发现国外交通安全网站具有分类细致、系统性强、参与互动性强等特点。因此建议我国应加快明确重点教育人群,建立系统性的、专业的、多形式的交通安全宣教内容,引入社会团体等加入宣传教育的队伍,提高全面积极参与、提高关注度。     

磁暴对沿海核电站变压器安全影响的研究

磁暴产生的地磁感应电流(GIC)直接损伤变压器和间接干扰继电保护等设备,强磁暴可能威胁到电网的安全运行。为探明磁暴对沿海核电站变压器的影响,对第23太阳周峰年强磁暴侵害广东岭澳核电站、江苏上河变电站的GIC测量数据,以及西北陕甘青宁750 kV电网计算数据进行统计分析,研究沿海核电站与内陆变电站变压器GIC大小及其差异原因。结果表明,由于受海岸效应现象的影响,沿海核电站的变压器更容易遭受磁暴的侵害。在此基础上,对极端磁暴的可能危害、灾害风险以及沿海核电站的磁暴灾害进行评估,并建议核电站选址和变压器选型时应评估磁暴的影响。     

摩托车防护头盔发展现状和展望分析

当今保护人类健康安全日益受到社会普遍重视,头部安全是摩托车乘员的首要问题。摩托车头盔防护依然十分重要;国际上其标准修定较快并不断完善;通过对TBT通报,头盔安全类发明专利等数据分析,得出摩托车头盔的技术研发高峰近期爆发。     

生物气溶胶采样技术研究进展

介绍了沉降法、撞击法和静电场吸附法等3种常见生物气溶胶采样技术的基本原理及各自的优缺点,指出其发展趋势为建立复合式、大流量联合采样技术及小活性粒子的采样技术,实现生物气溶胶的快速自动化采样.     

环境规制影响资源型城市绿色全要素生产率的途径与政策建议

环境规制对资源型城市绿色全要素生产率是否具有推动作用,通过何种路径驱动以及是否存在城市类型异质性有待进一步理清。本文选取2004—2019年中国113座资源型城市的面板数据,利用非径向、非角度的SBM模型与GML指数对资源型城市绿色全要素生产率进行测算,随后通过构建多重中介效应模型实证检验了科技创新、外商直接投资和产业结构优化在环境规制影响绿色全要素生产率的传导机制及其在城市类型间的异质性。研究表明：（1）从全样本回归结果看,环境规制对资源型城市绿色全要素生产率的作用系数显著为正,产业结构优化和外商直接投资均发挥了显著的正向中介效应,而科技创新表现为间接抑制作用;在非资源型城市中,三类中介效应均不显著。（2）类型异质性检验显示,科技创新在成长型、成熟型城市中发挥了正向中介效应,在再生型城市中表现为间接抑制作用;外商直接投资在衰退型城市中的中介效应值为正,而在再生型城市中表现为负向中介效应;产业结构优化在成长型与成熟型城市中发挥了正向中介效应。（3）对比中介效应结果表明,全样本回归时,产业结构优化、外商直接投资和科技创新的中介效应梯次递减,产业结构优化的中介效应占比接近80%,环境规制的...     

气溶胶辐射效应对气象和环境影响的观测与模拟研究

选取2015年和2019年不同代表年份,结合外场观测和数值模拟,分析了天津地区不同季节不同天气(晴天、多云、霾)下,气溶胶辐射效应对整层大气透过率和地表入射太阳辐射的影响,以及这种影响在不同年份的差异.借助WRF-Chem模式模拟分析了重污染期间气溶胶辐射效应对垂直方向上气象要素廓线、边界层结构以及PM_2.5浓度的反馈机制.结果表明:霾污染可导致大气透过率明显下降,春、秋、冬不同季节,霾污染导致中午大气透过率分别下降0.09,0.11和0.09.全年平均霾污染可导致大气透过率降低约15.5%.云量的增多也可导致大气透过率明显下降,多云天气下大气透过率相比晴天减小约22.4%.霾和云对大气透过率的影响还与太阳高度角有关,当太阳高度角>60°时,霾污染导致大气透过率下降8.6%.随污染等级提高,气溶胶对太阳辐射的衰减作用也越强,天津地区空气质量分别为Ⅰ～Ⅰ级时,中午地表入射短波辐射呈稳定下降趋势,依次为484,446,439,342,328和253W/m².重污染期间,气溶胶辐射效应导致大气低层(250m以下)降温(0.8℃)增湿(3.8%...