秋浇条件下季节性冻融土壤盐分运动规律

针对内蒙古河套灌区春季地表反盐的问题,采用田间试验的的方法对秋浇条件下季节性冻融土壤的盐分运动规律进行了分析。结果表明,秋浇在短期内只是将上层土壤盐分淋洗至下层,冻结初期才是盐分从田间排走的主要时期;在冻结和排水的共同作用下,冻结期土壤盐分运动规律复杂,导致冻结层储盐总量变化不大,而主要的返盐过程则发生在消融期。在经历整个试验期后,0～100cm和0～150cm土壤储盐量均有不同程度增加,说明秋浇并没有完全达到淋洗盐分的目的。另外,良好的排水条件在一定程度上抑制了盐分的向上累积,这一点在冻结期表现最为显著。     

基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析

三江源区由于其高海拔、高纬度和低气温的气候特点而成为冻融侵蚀较严重的区域,因此开展其冻融侵蚀强度的研究对区域合理的生态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。该文采用归一化方法和冻融评价模型,利用影响冻融侵蚀的主要因子气温年较差、降水量、坡度、植被盖度和太阳辐射进行定量研究与分析,结果表明:三江源区冻融侵蚀区分布面积较广,占源区总面积的75.7%,其中长江源区的冻融区面积比最大,其次是澜沧江源区和黄河源区。3个流域的冻融侵蚀均以中度侵蚀为主,但它们在侵蚀强度等级构成和不同强度等级所占比例均存在显著差异,总体而言长江流域的冻融侵蚀相对最严重。相同强度冻融侵蚀区在空间上积聚,不同强度冻融侵蚀空间分异明显,呈现出由东向西的低-高-低-高侵蚀的带状分布特征。尽管该区域内存在多个高值和低值区交叉分布的现象,但它们的主要影响因素存在一定的差异,其中西部地区以植被覆盖和太阳辐射为主,而东部地区以降水、坡度和太阳辐射为主。     

Organic matter dynamics in a temperate forest as influenced by soil frost

In the future, climate models predict an increase in global surface temperature and during winter a changing of precipitation from less snowfall to more raining. Without protective snow cover, freezing can be more intensive and can enter noticeably deeper into the soil with effects on C cycling and soil organic matter (SOM) dynamics. We removed the natural snow cover in a Norway spruce forest in the Fichtelgebirge Mts. during winter from late December 2005 until middle of February 2006 on three replicate plots. Hence, we induced soil frost to 15 cm depth (at a depth of 5 cm below surface up to –5°C) from January to April 2006, while the snow‐covered control plots never reached temperatures < 0°C. Quantity and quality of SOM was followed by total organic C and biomarker analysis. While soil frost did not influence total organic‐C and lignin concentrations, the decomposition of vanillyl monomers (Ac/Ad)_V and the microbial‐sugar concentrations decreased at the end of the frost period, these results confirm reduced SOM mineralization under frost. Soil microbial biomass was not affected by the frost event or recovered more quickly than the accumulation of microbial residues such as microbial sugars directly after the experiment. However, in the subsequent autumn, soil microbial biomass was significantly higher at the snow‐removal (SR) treatments compared to the control despite lower CO₂ respiration. In addition, the water‐stress indicator (PLFA [cy17:0 + cy19:0] / [16:1ω7c + 18:1ω7c]) increased. These results suggest that soil microbial respiration and therefore the activity was not closely related to soil microbial biomass but more strongly controlled by substrate availability and quality. The PLFA pattern indicates that fungi are more susceptible to soil frost than bacteria.     

真空条件下猪肉解冻过程的模拟与试验

为了研究冷冻猪肉在高真空度下（100 Pa）解冻过程中温度分布和解冻速率的变化规律以及解冻对产品品质的影响,以空气自然解冻为对照,采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,建立猪肉三维数学模型对真空解冻过程进行了数值模拟计算,并与试验结果进行对比,验证了解冻模型的可靠性,为真空解冻的理论研究提供了参考。结果表明：真空解冻和空气解冻模拟所得时间分别为8.90 h和27.30 h,而试验测得结果分别为8.83 h和28.40 h,真空解冻速率明显快于空气解冻,而且两者模拟结果与试验结果误差分别为0.79 %和4.03 %,误差均较小;真空解冻后猪肉的保水性（解冻损失率和蒸煮损失率）、pH值和质构性（硬度、弹性、咀嚼度等）均优于空气解冻（P < 0.05）,即与空气解冻相比,真空解冻能更好地保持冷冻猪肉解冻后的品质。该结果对猪肉真空解冻的深入研究也有一定的参考意义。     

解冻方式对调理猪肉饼品质的影响

为探索不同解冻方式对猪肉饼品质和蛋白质氧化程度的影响,本试验将-18℃冻藏的调理猪肉饼分别采用室温解冻、冷藏解冻、流水解冻以及盐水解冻4种方式进行解冻,通过测定解冻后肉饼的保水性(解冻损失率、离心损失率)、pH值、TBARS值、TVB-N值,并测定猪肉饼肌原纤维蛋白羰基含量、巯基含量、蛋白溶解等,分析不同解冻方式对其蛋白氧化程度的影响。结果表明,解冻对调理猪肉饼保水性有较大影响,其中空气解冻与冷藏解冻组的保水性最好,解冻损失维持在5.03%~5.75%之间,离心损失率在31.02%~32.19%之间;同时与新鲜肉饼组相比,空气解冻、盐水解冻和流水解冻组猪肉饼TVB-N值显著上升(P<0.05),盐水解冻组TVB-N值上升至3.17 mg·100g^-1;但解冻对调理肉饼pH值、TBARS值、色泽的影响均不显著(P>0.05);通过对肌原纤维蛋白氧化程度的测定发现,解冻会引起肌原纤维蛋白羰基含量上升、巯基含量和溶解度下降,SDS-PAGE试验也证明解冻会引起蛋白质发生不同程度的降解。本研究为实际生产中冻结肉制品解冻工艺的选择与优化提供了一定的理论依据。     

基于SHAW模型的内蒙古河套灌区秋浇节水灌溉制度

根据内蒙古河套灌区秋浇节水与土壤盐渍化防治的需要,利用SHAW模型模拟确定了不同盐渍化土壤合理的秋浇节水灌溉制度。结果表明：对于轻度盐渍化土壤,秋浇定额一般为142～183 mm,秋浇时间为9月28日－10月23日;对于中度盐渍化土壤,定额应该为180～200 mm,时间在10月14日－18日;对于重度盐渍化土壤,一般不种小麦,而种葵花等耐盐作物,定额为200～225 mm。因此,对于该灌区应该根据不同的土壤盐渍化程度,合理地安排秋浇。     

基于昼夜温度变化的混凝土衬砌渠道冻胀有限元分析

为了掌握衬砌渠道冻胀量及冻胀力随昼夜气温变化的发展规律及冻胀破坏极限状态,根据冻土力学及冻土物理学理论,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行数值模拟,研究了其温度场和冻胀变形及法向冻胀力与切向冻胀力随时间的变化规律。结果表明：渠道冻融破坏除因渠基土冻胀外,阴阳两坡的温度、冻胀变形、冻胀力既不均匀不对称变化又不同步,也是渠道冻胀破坏的重要原因;阳坡滞后阴坡约15 d冻结,最大冻胀量及最大冻胀力滞后日平均最低气温约4 d,日内最大冻胀量及最大冻胀力滞后日最低气温约1 h;模拟结果与野外观测资料基本吻合,但比稳态数值模拟结果偏大,表明了运用瞬态数值模拟进行渠道抗冻胀设计的正确性和合理性。     

青藏高原永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图

以青藏高原为研究区,采用数字土壤制图方法,进行了少量调查样本支持下的永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图研究。利用土壤和景观环境之间关系,筛选建立了活动层厚度预测指标集:地表昼夜温差、海拔、坡度、坡向、归一化植被指数(NDVI)、母岩。利用样点个体代表性方法实现了该区永冻土活动层厚度分布制图,取得了较高的精度和分辨率,克服了永冻土活动层厚度模拟过程中数学物理模型难以进行空间扩展制图以及半经验模型制图分辨率粗的局限。针对调查样点全局代表性较差以及数量有限的局限,本研究没有采用常规的一次性全样本最优建模方式,而采取多次抽样分别建模方式,获得预测指标集和制图结果。     

冻融交替作用对表层黑土结构的影响

通过室内实验模拟冻融交替作用,研究冻融交替作用对表层黑土结构的影响。结果表明:1)冻融作用使表层黑土体积增大,导致表层黑土密度降低,土壤大团聚体破碎为小团聚体,团聚体的平均质量直径减小,团聚体稳定性能降低;2)土壤含水率大小、冻融循环次数是土壤结构破坏程度的重要影响因素;3)冻融作用破坏了表层黑土物理性状,降低了黑土黏聚力和抗冲能力,致黑土区春季产生严重的冻融侵蚀。     

基于国际冻土分类进展论中国土壤系统分类中冻土纲的恢复与重构

由于与全球变化密切相关,发育于永久冻土层上的冻土资源受到了日益普遍的关注,冻土研究正在成为包括土壤学在内的多个学科的热点领域。为了达成多个目标,对冻土分类的深入研究势在必行。本文介绍了国际上有代表性的土壤分类系统中有关冻土分类的最近进展,并分析和讨论了存在的普遍问题以及在实际应用中面临的困难。同时,提出了在中国土壤系统分类框架内恢复和重构我国冻土分类的建议,阐述了我国土壤分类学界在这一领域内拥有的优势和可能面临的挑战。最后,根据我国冻土资源的特点,提出了关于恢复和重构我国冻土分类的具体意见。