作物钾素养分的动态模拟

定义土壤水溶性钾、交换性钾、缓效性钾是土壤中作物可利用的钾,将交换性钾、缓效性钾与外源钾吸附量的总和作为土壤最大吸附量的估计,从而综合反映土壤各种钾素状态和土壤性质对钾有效性的影响。用线性方程描述最大吸附量与土壤黏粒含量的关系,用Langmuir方程描述土壤固定钾量与土壤溶液钾浓度的关系,通过土壤供钾因子反映土壤钾素状况对作物吸钾的影响。建立了小麦植株临界钾浓度与生理发育时间的动态模型。初步检验表明,模型对小麦植株含钾率的动态变化有较好的预测效果.     

污染物传输的两区非平衡吸附数值仿真模型

考虑不可动水和污染物的非平衡吸附特性以及微生物降解等因素,建立了土壤-水环境中污染物运移的两区非平衡吸附模型。基于自行编制的有限差分程序给出了二维仿真算例,模拟了农药等污染物在土壤-水环境中的运移过程,探讨了在不可动水和非平衡吸附影响下土壤中各相浓度分配的规律。模拟结果表明:土壤各相的浓度变化并不同步。可动水相浓度变化最快,对浓度分布起主导作用;不可动水次之;可动区吸附相浓度变化存在明显的滞后现象;而不可动区吸附相浓度变化最为缓慢,滞后现象最为明显。     

农肥和化肥对黑土氮素转化功能菌和土壤酶的影响

实验以玉米田黑土为研究对象,主要研究土壤氮素转化功能菌及其活性在不同施入量农肥和化肥处理下的变化。结果表明：农肥高量处理使土壤氨化细菌和硝化细菌数量升高,分别是对照的2.22倍和4.09倍,而化肥高量处理使反硝化细菌数量明显增加,是对照的8.49倍;农肥处理对土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤脲酶和土壤过氧化氢酶有促进作用,其活性明显高于对照。相关分析表明,土壤微生物量碳与土壤脲酶,土壤微生物量氮与过氧化氢酶和土壤氨化细菌之间均存在着极显著的正相关关系,而土壤微生物量碳与土壤氨化细菌之间存在着极显著的负相关关系。     

CO2浓度升高对三江平原典型湿地土壤活性有机碳的影响

选择三江平原典型草甸化小叶章湿地为研究对象,利用开顶箱控制CO2浓度,模拟CO2浓度升高对湿地土壤活性有机碳的影响。结果表明,CO2浓度升高对土壤微生物量碳的影响受土壤氮素水平制约。不施氮和常氮处理,CO2浓度升高对其影响不显著;高氯处理,土壤中可利用的氮相对充足,微生物活性不受氮素限制,土壤微生物量碳显著增加。置于CO2浓度升高环境中的土壤水溶性有机碳含量有增高的趋势,但没有达到统计上显著水平（P〉0．05）。施氮均促进了土壤微生物量碳和水溶性有机碳的增加。图2,参13。     

黑土区长期施肥后土壤供氮能力与氮肥利用特征的研究

利用采自中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验地土样,进行框栽试验,种植玉米,比较了长期不同施肥后黑土供氮能力的变化特征和长期不同施肥对氮肥利用率的影响。结果表明：与长期不施肥处理相比,施肥能显著增加土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量;与长期单施化肥相比,化肥配施有机肥能够提高土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量。长期不施肥处理土壤的氮肥利用率最高,其次为长期单施化肥处理,氮肥利用率最低为化肥配施有机肥处理,这进一步说明长期施肥能够提高土壤氮素肥力。图3,表3,参13。     

影响聚丙烯酰胺在土壤和水分管理应用的因素

水溶性阴离子聚丙烯酰胺(PAMs)。因其影响土壤的分散、结絮和团聚作用，稳定土壤的结构争提高土壤的渗流，使得土壤地表水的径流、土壤侵蚀和板结程度降低到最小。已被应用于不同的农业目标来有效地控制土壤侵蚀、保护地下水水质和显著地降低动物废弃水中的细菌和养分含量。对影响PAM在土壤和水分管理应用的因素，从土壤和水特性包括土壤质地、溶解盐的浓度、有机质含量对PAM吸附的影响，PAM分子量及其电荷在土壤渗透作用中的作用等两方面进行了评述，介绍了PAM在土壤和水中降解与环境安全问题和今后研究的某些方向。参36。     

介质体电磁散射的矩量法快速求解

针对传统低阶矩量法(MoM)几何建模复杂、计算量大等缺点,采用高阶矩量法和双线性表面技术对介质体电磁散射问题进行了研究。首先建立散射体的双线性表面几何模型,然后基于等效原理建立表面电磁积分方程,最后以典型散射体为例,采用高阶矩量法进行了仿真计算。计算结果表明,高阶矩量法结果不仅与MoM结果吻合很好,而且至少减少了50%的未知量,同时也节省了计算机内存。因此该算法在快速求解介质体的电磁散射问题时有一定的理论和应用价值。     

土壤质地、密度及供水方式对点源入渗特性的影响

土壤质地、滴头流量、土壤密度以及供水方式等因素对于点源入渗有着一定的影响。实验研究表明,随着土壤密度和滴头流量的增加。点源入渗水平向湿润锋的分布距离加大,垂向入渗距离相应减小,土壤湿润体的形状趋向于扁平状。随着土壤质地变轻、点源入渗的垂向入渗速率依次增强,导致点源入渗水分水平方向的入渗能力降低。在灌水定额相同的条件下,采用大滴头流量(4L／h)间歇滴灌同采用小滴头流量(2L／h)连续滴灌相比较,间歇滴灌在增加水平湿润距离的前提下垂向入渗距离减小15％。图9,表1,参8。     

完全涂敷目标电磁散射高阶矩量法求解

针对传统矩量法(method of moment, MoM)几何建模复杂、计算量大等缺点,采用高阶矩量法和双线性表面技术对涂敷目标的电磁散射问题进行了研究。建立目标的双线性表面几何模型,基于等效原理建立表面电磁积分方程,以典型的完全涂敷目标为例,采用高阶矩量法进行仿真计算。计算结果表明,该方法不仅与传统MoM结果吻合,而且减少计算量和节省计算机内存。     

麦草对水中苯胺的吸附平衡、热力学和动力学研究

研究了麦草吸附苯胺的吸附平衡、热力学以及动力学特征。采用Langmu ir和Freund lich等温线对平衡数据进行了非线性拟合,并计算了吸附过程的自由能变（△G）、等量吸附焓变（△H）和熵变（△S）等热力学参数,同时采用拟一级动力学和拟二级动力学模型对动力学数据进行分析,并采用内扩散方程探讨了吸附机制。结果表明,试验平衡数据更符合Freund lich模型,其极限吸附容量（323K）为6.0mg.g-1。等量（0.2 mg.g-1~2.5 mg.g-1）吸附焓变△H为13.58kJ.mol-1~22.34 kJ.mol-1,△G〈0,△S〉0。拟二级动力学模型对动力学数据拟合最好,平衡吸附量qe和初始吸附速率h0,2随苯胺初始浓度的增大而增大。麦草吸附苯胺经历了快速表面富集、微孔内扩散和吸附平衡3个阶段,麦草吸附苯胺初期,吸附速率由边界层扩散控制,吸附后期则由微孔内扩散控制。     

应用数学模型模拟中国白浆土的磷素特征

在中国东北黑龙江和吉林两省的具有代表性的4个白浆土区取12个土样,采用JFHaseman等人的方法研究了无机磷的吸附。结果表明,在不同平衡液中白浆土磷的等温吸附曲线与Langmuir吸附等温的公式拟和良好;应用Cooke方法和经验(P=Rt B)公式描述了白浆土磷素释放特征,证明了磷素释放速率与速效磷含量、有机质含量、生物百分比产量呈显著正相关,相关系数可达0 992 、0 935 、0 999。图3,表3,参7。     

氮、磷、钾施肥配比对红枣光合特性与产量的影响

以滴灌为条件设置不同水肥处理,研究氮磷钾施肥配比对红枣光合、产量与品质的影响。结果表明：土壤中增施氮素有利于枣树叶片的净光合速率,土壤中氮、磷、钾素都适度时可以很好地降低枣树叶片的蒸腾速率,减少土壤水分的损耗;在设计水平范围内,土壤中适量增施氮、磷肥能提高红枣果实单果质量和产量,并在一定程度上改善果形指数;增施钾肥可提高红枣果实中还原糖和Vc的含量,增施氮肥则可提高蛋白质的含量。图2,表4,参8。     

烟台地区土壤温度变化特征及预测模型研究

根据烟台某一气象站提供的2003年与2005年气象资料及土壤温度数据,对此地区土壤温度的变化特征及其预报模型进行了研究。结果表明：各个土层土壤温度变化规律基本一致,1月份土壤温度最低,到7月份达到最高值,同时也表现出土壤温度年变化振幅随深度增加而减小的规律。基于气象因子的多元回归模型对深层土壤温度预测精度不够理想,而BP人工神经网络模型（ANN-BP）相比多元回归模型则能显著提高预测精度,是一种良好的土壤温度预测模式。     

长期施肥对农田黑土酶活性及土壤肥力的影响

利用29a的长期定位试验,对不同的施肥方式下农田黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性。相关分析结果显示,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与有机质、全氮、全磷、有效磷、碱解氮呈显著正相关。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶综合活性可以反应长期施肥后农田黑土质量的变化趋势。     

东北地区黑土与主要粮食作物汞含量及影响因素分析

调查了吉林省榆树市黑土的汞含量状况,并分析了土壤及粮食作物的汞含量的影响因素。结果表明。研究区内各样点的土壤汞含量基本都高于本地汞含量的平均背景值。但各采样点的土壤汞含量均未超出国家土壤环境质量的标准限值。研究区各样点玉米籽粒均未受到汞污染。土壤汞含量与pH值具有显著负相关关系,玉米籽粒的汞含量受土壤有机质的重要影响。图3,表2,参12。     

农业耕作土壤与人工经济林地土壤磁化率和质地特征对比

通过对关中东北部地区人工经济林地土壤（JJC2）和农耕地土壤（JJC1）磁化率与粒度分布特征的研究和对比．试图阐明土地利用方式对土壤发育过程的影响。结果表明：农业耕作土壤和人工林地土壤的磁性特征有着明显的差异;农耕地长期的耕作、污灌以及C4作物玉米的生长与秸秆焚烧等农业管理方式可以增大土壤风化成土作用强度,增加土壤的磁化率;土地利用方式对土壤粒度分布的影响显著,表层0～40cm,1年生作物农田土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量均高于人类活动干扰小的多年生园林土壤的含量;整个剖面耕地土壤和人工林地土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量变化差异均大于2μm～50μm颗粒变化。图1,表2。参14。     

活性炭床多组分竞争吸附数值方法研究

建立了活性炭床多组分竞争吸附动态模型，并利用数值方法求解。计算结果表明采用有限差分数值方法能较好地预测多组分动态穿透曲线，同时能较好地反映多组分气体的竞争吸附特性。该数值计算方法能辅助实验工作进行预测，也可以用于其它竞争吸附过程的数值计算。     

石油污染组分在包气带土壤中运移的数值仿真模型及应用

基于多孔介质流体力学和溶质动力学理论，建立了石油组分在土壤包气带内传输的数值仿真模型，初步探讨了石油组分苯和正戊烷在土壤中的迁移归宿及在水相和气相中质量分配，预测预报石油污染物泄漏后在包气带内迁移转化的动态及过程。仿真结果表明：苯和正戊烷在水相和气相中的浓度分布规律几乎相同，随着时间的延长，污染面积和范围逐渐增大，并且释放在水相、气相中正戊烷的质量大于苯的质量。这不仅对于定量化研究有机污染物在地下环境系统中迁移归宿，环境质量评价及污染预测、预报与污染防治提供科学的理论根据与途径，而且可为地下环境系统中石油组分的质量监测以及地下水资源的开发利用和科学管理提供技术支持。