耗散结构理论对小流域综合治理的指导作用

<正>1 前言小流域综合治理的目的在于用最少的劳动耗费,获取最大的生态、经挤、社会三大效益,以实现环境良性循环、经济繁荣的目标。为此,必须创立一个结构合理、功能良性循环的小流域生态经济有序系统,而要建立这样一个多因素、多层次、多功能、多效益的复杂系统,必须有科学的理论和方法作指导。本文试图就耗散结构理论对小流域综合治理的指导作用作一些探讨。     

分形理论在土壤科学中的应用及其展望

分形（Ｆｒａｃｔａｌ）理论应用于土壤科学中，探讨解决其微观，宏观领域中众多复杂性的问题，是一种全新思路和方法，本文在对分形的概念进行简要阐述的基础上，介绍了近几个年来分形理论在土壤科学研究中所取得一些成果，并就分形理论今后在土壤科学中应用的前景作了展望。     

水分蒸散耗散结构的初步验证

在极干旱区的敦煌莫高窟应用称重法测定蒸散量,对比分析土壤粒径、盐分、水分、气候状况、植物种类等对蒸散的影响.发现水分蒸散与各因子之间存在广泛的非线性关系和非线性作用机制,符合耗散结构理论成立的条件和特征要求.各相关因子都是蒸散的结构构成,它们的综合作用可使蒸散强度呈非线性表现.蒸散强度是各因子共同作用形成的结构功能,当土壤、气象、水分、植被等蒸散因子在波动涨落中发生协同共振时即可形成耗散结构,使蒸散强度表现出或高或低的非线性分岔突变.水分耗散结构是蒸散因子在时空异质性的综合表现,在各地的水分蒸散中普遍存在.初步证明耗散结构理论应用在水分蒸散中是适宜的.     

应用耗散结构理论分析地下水系统演化

耗散结构理论推动了系统科学的发展。地下水系统的演化是在天然或人为因素影响下,地下水系统以新的宏观状态取代旧的宏观状态的耗散过程。提出了基于耗散结构理论研究地下水系统演化机制的新思路。地下水系统是一个复杂的开放系统,地下水系统演化过程处于非平衡有序状态且不可逆,与地下水系统相关的各子系统之间的作用是非线性的,强烈的人为因素对地下水系统演变的影响显著。华北平原中部“冀枣衡”深层地下水漏斗是人类活动强烈干扰下地下水系统异常涨落的产物。大规模超量开采地下水导致衡水市地下水动力场、水化学场和含水介质空间结构变异等问题,地下水系统进入人为活动强烈干扰下的新的演化时期。     

应用耗散结构理论分析地下水系统演化

地下水系统的演化是在天然或人为因素影响下,以新的宏观状态取代旧的宏观状态的耗散过程。提出基于耗散结构理论研究地下水系统演化机制的新思路。地下水系统是一个复杂的开放系统,其演化过程处于非平衡有序状态且不可逆,与地下水系统相关的各子系统之间的作用是非线性的,强烈的人为因素对地下水系统演变的影响显著。华北平原中部“冀枣衡”深层地下水漏斗是人类活动强烈干扰下地下水系统异常涨落的产物。大规模超量开采地下水导致衡水市地下水动力场、水化学场和含水介质空间结构变异等问题,地下水系统进入人为活动强烈干扰下的新的演化时期。     

干旱区人工生态系统的持续发展与耗散结构理论

运用耗散结构理论并结合持续发展理论对干旱区生态系统进行了剖析，提出建立和开发人工绿洲生态系统、实施持续发展战略是干旱我生态系统由荒漠向耗散结构生态经济系统发展的必由之路。     

干旱区人工生态系统的持续发展与耗散结构理论

运用耗散结构理论并结合持续发展理论对干旱区生态系统进行了剖析,提出建立和开发人工绿洲生态系统、实施持续发展战略是干旱区生态系统由荒漠向耗散结构生态经济系统发展的必由之路。     

熊毅教授与我国土壤科学的发展——缅怀熊毅教授

熊毅先生是我国老一辈著名土壤学家,是中国土壤科学的开拓者和奠基人之一.他毕生致力于土壤科学研究,以创新的思想,开辟了中国科学研究的许多新领域;坚持理论联系实际,勇于承担国家重大生产建设任务,为我国农业发展作出了重大贡献;严谨治学,率先垂范,为祖国培养了一大批土壤学的学术带头人.他曾较长时间地担任中国科学院南京土壤所的领导工作,确立了土壤研究所在当时的学科发展和社会服务方向,扩大了土壤研究所在国际上的影响.由于他为祖国土壤科学发展所作出的突出贡献,1980年当选为中国科学院生物学部委员(现科学院院士).熊毅先生离开我们已近20年了,但他的学术思想至今仍深刻地影响着我国土壤学的发展.我们今天缅怀熊毅先生,就是要继承和发扬他求实创新,把自己的毕生精力奉献于祖国建设的崇高精神,不断地把我国的土壤学事业推向前进.     

应用耗散结构理论配置水保林体系及其效益的研究

以耗散结构理论为指导，在中沟小流域合理设计配置水土保持林体系的试验表明：在流域内自上而下布设道路防护林、条田防护林─—梯田、地埂防护林─—坡面防蚀林─—沟道有机工程，并于实施过程中采取“抓两头带中间”的治理时序，即水保林体系的时空有序配置，不仅能使其功能有序，而且整体增益明显，可获得各单个林种所不具备的理水功能，提高流域的耗散结构水平；在功能有序的水保林体系调控下，中沟流域的保水效益达８２，１％，减沙效益达９９．３％，复合农林系统可提高光能利用率１２％，使有效防护范围内空气湿度增加４个百分点，降低风速４８％，提高土壤合水量１０．９％，农田与单作小麦相比，产投比、劳动生产率、土地生产率和生态经济综合效益分别提高５１．３％、４９．６％、９５％和５５．６％。     

基于耗散结构理论的黄土丘陵区耕地利用变化分析

耕地利用和保护是关系我国国民经济和社会可持续发展的全局性战略问题。针对黄土高原耕地利用和保护面临的问题,根据耗散结构理论,以黄土丘陵区耕地资源为研究对象,通过分析黄土丘陵区耕地资源利用的特点,构建了耕地系统的熵流模型,耕地利用效益、光合转化效益及生态效益是影响该区域耕地系统有序性的关键。以上黄试区为例,分析了该试区不同时期耕地系统熵流变化的规律。结果表明,从"六五"时期至"十五"时期,通过对该试区耕地系统进行综合治理,耕地系统的熵值逐步减少,其不同时期的熵变值分别为-0.6524、-0.1988、-0.3421、-0.2664和-0.2900,表明耕地系统的有序性、稳定性逐步提高。     

泥石流危险性评价的耗散结构分析

泥石流的多样性、复杂性和多因素等特征,使其具有很大的破坏性,也增加了其危险性评价的难度。近10年来,我国泥石流每年造成损失约33～36亿元,死亡数百人。由此可见,泥石流的危险性评价在我国国民经济建设中起着非常重要的作用。针对目前的研究现状并结合未来灾害学的发展方向,提出了一种基于耗散结构理论研究的新思路,并进行了初步探索。     

基于耗散结构理论的四川省耕地生态安全测度分析

耕地生态安全直接关系到粮食生产,粮食生产是关系到社会和谐发展的重大政策问题,研究四川省耕地生态安全状况,为保护区域粮食安全、促进社会协调发展提供理论指导和决策参考。以我国西部重要商品粮基地四川省为研究区,基于耗散结构理论,运用数学量化模型分析了该省2000—2013年耕地生态安全级别和演变趋势,并探讨其影响因素。结果表明:（1）四川省近14 a间耕地生态安全级别总体较安全;（2）2000—2008年四川省耕地生态安全逐年得以改善,2008—2013年四川省耕地生态状况略呈下降趋势;（3）影响四川省耕地生态安全状况的因素是社会经济压力因素、农业科技因素和生态环境因素。因此提出继续加强耕地保护宣传力度,提高农民生态保护意识;实施耕地生态安全恢复工程;结合“互联网+”建立覆盖全省的耕地生态安全监控网络体系的对策建议。     

德国土壤科学的研究进展

本文通过访问德国前土壤学会主席以及有关文献的查对、研究,介绍了德国土壤科学的主要研究进展,包括德国土壤科学的起源、国家与国际合作、土壤发生学研究、土壤制图与分类、土壤化学与矿物学、土壤物理和生态系统研究等方面的代表性人物与主要研究进展,希望能对我国同行有些启发和借鉴作用。     

全国第二次土壤普查与土壤肥料科学的发展

建国40年，中国开展了两次全国土壤普查。本文简要回顾了第一次全国土壤普查，着重综述全国第二次土壤普查在发展土壤肥料科学方面的成就。全国第二次土壤普查是《1979-1985年全国科学技术发展规划纲要（草案）》重点科技研究项目内容这一，在科技顾问组的指导下，采用新的大比例尺地形图和遥感、测试、微型电子计算机等调查制图和化验手段，取得丰硕的科研成果。对于发展中国土壤分类科学、充实了土壤基层分类的基本单元，建立土壤测试网络、改进土壤分析方法以及普查成果在制订农业区划、科学施肥、土壤改良、基地建设等方面广泛应用，为发展农林牧业生产服务。并对土壤普查中建立的土壤肥力监测网作了论述。本文从一个侧面反映了中国土壤肥料学科的发展。     

影响中国土壤流失方程应用精度的主要因素及提升途径

中国土壤流失方程在水土保持普查和动态监测等方面被广泛应用,在很多应用场合下都有精度要求。初步论述中国土壤流失方程的应用情景,从预测的空间尺度、预测的时间尺度、因子的计算或获取方式、因子数据源的精度、因子数据的匹配程度、应用人员的熟练程度等方面,分析其对预报结果精度的影响。要全面提升中国土壤流失方程的预报精度,则要从以下四方面入手：开展区域土壤流失方程的适宜性评价、系统性的土壤流失方程因子实地观测、在应用中注意协调各因子数据源的时空精度和匹配程度、研建年降雨乃至次降雨土壤流失量预报方程。     

可变电荷土壤的有效阳离子交换量及其在分类上的应用

通过对亚热带地区第四纪红土发育的14个土壤剖面的52个样品的分析,比较研究了土壤有效阳离子交换量ECEC和CEC及土壤粘粒、pH、有机质含量等的关系,介绍了有效阳离子交换量在土壤分类上的初步应用。     

湖北省土壤钼的含量分布及应用效果

通过对全省各类土壤布点取样测试及多点田间施钼试验结果，得到适宜本省不同类型土壤的全钼及有效钼的含量分布及适于本省有效的分级标准，为钼肥的合理施用增加作物产量提供可靠依据。     

天然沸石对土壤及养分有效性的影响

综述了沸石的理化性质。沸石具有独特格架状结构,土壤施用沸石后,可以提高土壤保肥能力,活化土壤中难溶性磷,改良土壤结构,沸石有较强的交换吸附能力,民肥料混合使用,能提高肥料利用率。     

农用聚磷酸铵在土壤中的有效性研究进展及在农业上的应用

近年来,农用聚磷酸铵作为一种新型肥料逐渐进入我国化肥领域,常用作高浓度液体复合肥料的基础磷肥。聚磷酸铵pH值近中性,结晶温度低,具有螯合性、缓释性,有着很大发展空间。本文综述了聚磷酸铵在土壤中有效性(溶解性与移动性)的影响因素,重点分析水解速率、土壤矿物、土壤质地与水分对聚磷酸铵在土壤中的有效性,并分析聚磷酸铵在农业上的应用与发展前景。