Modelling soil carbon sequestration of intensively monitored forest plots in Europe by three different approaches

Information on soil carbon sequestration and its interaction with nitrogen availability is rather limited, since soil processes account for the most significant unknowns in the C and N cycles. In this paper we compare three completely different approaches to calculate carbon sequestration in forest soils. The first approach is the limit-value concept, in which the soil carbon accumulation is estimated by multiplying the annual litter fall with the recalcitrant fraction of the decomposing plant litter, which depends on the nitrogen and calcium content in the litter. The second approach is the N-balance method, where carbon sequestration is calculated from the nitrogen retention in the soil multiplied with the present soil C/N ratio in organic layer and mineral topsoil. The third approach is the dynamic SMART2 model in combination with an empirical approach to assess litter fall inputs. The comparison is done by first validating the methods at three chronosequences with measured C pools, two in Denmark and one in Sweden, and then application on 192 intensive monitoring plots located in the Northern and Western part of Europe. Considering all three chronosequences, the N-balance method was generally most in accordance with the C pool measurements, although the SMART2 model was also quite consistent with the measurements at two chronosequences. The limit-value approach generally overestimated the soil carbon sequestration. At the intensive monitoring plots, the limit-value concept calculated the highest carbon sequestration, ranging from 160 to 978 kg ha⁻¹ year⁻¹, followed by the N-balance method which ranged from 0 to 535 kg ha⁻¹ year⁻¹. With SMART2 we calculated the lowest carbon sequestration from −30 to 254 kg ha⁻¹ year⁻¹. All the three approaches found lower carbon sequestration at a latitude from 60 to 70° compared to latitudes from 40 to 50 and from 50 to 60. Considering the validation of the three approaches, the range in results from both the N-balance method and SMART2 model seems most appropriate.     

基于遗传算法结合偏最小二乘的潮土碱解氮高光谱特征及含量估测

提取土壤碱解氮特征光谱是利用高光谱数据进行其含量估测的关键。对山东省典型潮土土壤样本测试高光谱并进行变换;采用遗传算法（GA）结合偏最小二乘法（PLS）,在筛选潮土碱解氮含量特征谱区的基础上,构建潮土碱解氮含量偏最小二乘（PLS）回归估测模型;优选最佳模型并与相关分析、逐步回归分析和单纯偏最小二乘回归分析的模型进行比较。结果表明：潮土碱解氮特征波段为449~469nm,988~1001nm,1065~1078nm,1716~1736nm,1912~1925nm,2213~2233nm,2262~2275nm;基于各输入光谱特征谱区构建的估测模型决定系数R²均较高,其中基于反射率一阶导数光谱筛选的特征谱区,构建的模型精度最高,数据点（147个）为原始全谱的7.17%,建模R²达到0.97,均方根误差RMSE为4.78mg/kg,验证R²为0.95,RMSE为5.49mg/kg,对潮土碱解氮含量具有较好的预测准确性;在光谱变换形式中,反射率的一阶导数表现最佳;方法比较显示采用遗传算法结合偏最小二乘（GA-PLS）获得较高预测精度的同时,可简化模型。说明遗传算法结合偏最小二乘法（GA-PLS）,可有效筛选土壤碱解氮的特征波段,减少模型参与变量,提高估测精度。     

白橡热压干燥材等温吸湿特性研究

以白橡热压干燥材为研究对象,利用动态水分吸附仪研究了不同热压温度干燥处理后白橡木材和未处理对照材的等温吸湿特性,并采用H-H模型拟合;分析热压干燥对木材吸湿特性的降低机理。结果表明:白橡木材等温吸湿线皆为IUPAC Ⅱ型等温吸湿线。在任意相对湿度下,热压干燥材平衡含水率均明显低于对照材,且热压温度越高,平衡含水率降低越明显。H-H模型对白橡木材等温吸湿数据表现出良好的拟合效果。单分子层和多分子层含水率降低共同作用使得热压干燥材吸湿性降低,且相对湿度越高,多分子层水的减少对吸湿性的降低作用越大。与对照材相比,热压干燥材(140、150 ℃和160 ℃)的纤维饱和点推测值分别降低8.89%、11.76%和13.62%。白橡热压干燥材吸湿性降低机理主要为游离羟基等亲水基团含量减少和细胞壁刚度增加等。     

基于PSO-ELM的温室梨枣树液流量模拟

【目的】精准模拟温室梨枣树液流量。【方法】基于粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)模型,选取了西北旱区的温室梨枣树逐日气象资料和梨枣树生理指标作为输入参数,构建了16种不同参数组合的PSO-ELM模型对梨枣树各生育期的液流量进行模拟,并与实测液流值进行对比。【结果】PSO-ELM模型能通过较少的输入参数实现梨枣树液流量的高精度模拟:全生育期液流量模拟中M_2模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、净辐射和风速)、M_4模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、风速和土壤含水率)及M_(12)模型(输入参数为叶面积指数、实际水汽压和平均相对湿度)的MAE、MBE、R~2、MRE及RRMSE范围分别为1.467 6～1.598 6 mm/d、-0.000 9～0 mm/d、0.370 6～0.435 4、0.177 2～0.185 5及0.202 6～0.214 0,GPI排名分别1、2和5,其中M_(12)的输入参数较少且模拟精度较高,其MAE、MBE、R~2、MRE、RRMSE分别为1.598 6 mm/d、0、0.370 6、0.185 5、0.214 0;萌芽展叶期、开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期液流量模拟结果分别以M_(Ⅰ-11)模型(输入参数为净辐射、叶面积指数和实际水汽压)、M_(Ⅱ-15)模型(输入参数为实际水汽压和平均气温)、M_(Ⅲ-11)模型(输入参数为平均相对湿度、叶面积指数和土壤含水率)和M_(Ⅳ-12)模型(输入参数为叶面积指数、净辐射和平均气温)模拟精度较高,GPI排名分别为8、2、4和5。【结论】PSO-ELM模型模拟温室梨枣树不同生育期液流量均具有较高的精度,可作为温室梨枣树液流量估算的新方法。     

干旱区枸杞滴灌灌溉制度试验研究

以宁夏大田滴灌枸杞为研究对象,分析了不同水分处理条件下滴灌枸杞土壤水分动态、生长量变化及水分对产量品质的影响,基于多因素考虑提出了合理的枸杞滴灌灌溉制度。主要结论有:干旱区枸杞土壤水分变化敏感区域为距树干水平距离40cm处的20~70cm土层,灌水前后土壤含水率变幅在0.2%~4.3%。随灌水量的增加枸杞地径及株高随之增加,而冠幅的变化规律性不强,西侧及南侧的枝条生长量明显高于东侧及北侧。3 750m3/hm2时鲜果产量、干果产量、百粒重、粒度及枸杞多糖含量均最高,干鲜比为1∶4.66,综合认为其水分利用效率最高且品质相对较好。平水偏丰年型(P=40%)条件下枸杞滴灌灌溉制度为灌溉定额为3 750m3/hm2,灌水次数为14次,其中萌芽期灌水1次,营养生长期2次,盛花期、盛果期各4水,秋季生长期灌水3次。     

落叶松人工林土壤养分动态

在立地条件一致的前提下，研究了落叶松人工林土壤养分含量的年动态变化趋势结果表明：7-8月份是绝林土壤养分急剧变化的时期，土壤养分含量的动态变化趋势与林龄无关；而混交林土壤养分的变化趋势较稳定，与纯林相比，各养分含量明显增加。落叶松人工纯林确实存在地力衰退的事实，并与林龄相关。     

不同年代小麦品种小花发育模式及结实特性的差异

为了探讨增加冬小麦穗粒数的途径,以当前主推品种矮抗58、豫农949和20世纪80年代推广品种百泉41、郑引1号为供试材料,研究了不同年代小麦品种在小花发育动态模式与结实性上的差异.结果表明,不同年代主推品种小花的分化动态均符合二次曲线模式,小花的退化、败育动态模式均符合一次方程模式,但不同年代冬小麦品种在方程参数上有明显差异.当前主推的冬、春性小麦品种的小花分化速率、退化速率均显著快于早期推广品种,但可孕花败育速率低于早期品种.从成熟期考种结果来看,当前主推品种的小穗结实率、可孕小花结实率高于早期品种,而小花结实率则低于早期品种.     

基于遗传算法的渠道断面最优设计

常规的渠道设计方法，步骤简单，需要进行反复试算，且精度不理想。本文提出以遗传算法为手段，通过构造拉格朗日函数把各约束联系起来，选择合适编码、算子、及有关参数，将实际问题转化为遗传算法能够有效解决的模型。利用实例说明该方法实用，有较强的可操作性。     

大型泵站钟形进水流道三维紊流数

结合无锡市城市防洪工程中的仙蠡桥泵站钟形进水流道，采用雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型，运用SIMPLEC算法，对几种不同流量工况下的流道内流动进行了数值模拟，揭示了钟形进水流道内流场特征断面的速度分布及水力损失规律。研究结果表明：此进水流道在流量变化很大的情况下，能保持稳定的流态，从而较好地适应各种运行条件。此外，此流道的出水存在一定程度的偏流现象，可作进一步的水力优化。     

托克逊县土地利用动态变化研究

在GIS技术支持下，利用研究区1996年与2009年的2期遥感影像数据，采用土地利用动态度模型、土地利用程度综合指数模型和土地利用转移矩阵对托克逊县近13a土地利用动态特征进行定量分析，总结出托克逊县近13a土地利用变化的特点及原因，提出托克逊县合理用地的对策。