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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】科學(xué)家揭示低山丘陵高礫石含量對(duì)土壤水文影響機(jī)制

2019-04-09 中國(guó)科學(xué)報(bào) 呂小羽

【字體：大中小】

語音播報(bào)

礫石含量對(duì)Hydrus-3D土壤水文模擬結(jié)果的影響圖片來源：中科院南京地湖所

　　由于土地利用/覆被變化、氣候變化和成土母質(zhì)風(fēng)化等因子的共同作用，丘陵山區(qū)水土流失嚴(yán)重，土壤中的礫石含量很高，體積比可達(dá)30%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在地中海低山丘陵地區(qū)，高礫石含量的土壤面積占比達(dá)60%；而在我國(guó)，約有18%的國(guó)土面積被礫石性土壤所覆蓋。許多研究表明，土壤中大量礫石的存在，會(huì)改變一系列關(guān)鍵地表過程，影響著流域水土資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與優(yōu)化。然而，現(xiàn)有的土壤水文與生物地球化學(xué)循環(huán)模型均未考慮礫石的影響，導(dǎo)致高礫石土壤的水—氮輸移循環(huán)模擬精度難以保證，也無法連續(xù)、定量地揭示礫石對(duì)土壤水文和氮素循環(huán)的影響機(jī)制。

　　針對(duì)該科學(xué)問題，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所研究員朱青課題組從高礫石含量影響土壤水力性質(zhì)，以及高礫石含量減少了參與土壤水—氮循環(huán)中的土壤顆粒等兩個(gè)方面切入，開展相關(guān)研究。

　　課題組針對(duì)高礫石含量影響土壤水力性質(zhì)，引入多峰持水函數(shù)，將高礫石土壤劃分為礫石相和土壤相，從而提取高礫石土壤的水力性質(zhì)特征，并將該函數(shù)耦合到傳統(tǒng)的土壤水文模型（Hydrus-3D）和碳氮生物地球化學(xué)模型（DNDC）中，顯著提高了高礫石土壤的水分滲漏、土壤儲(chǔ)水量、氧化亞氮排放、硝態(tài)氮淋失等關(guān)鍵土壤水—氮輸移循環(huán)過程的模擬精度。

　　同時(shí)，他們還針對(duì)高礫石含量減少了參與土壤水—氮循環(huán)中的土壤顆粒，根據(jù)實(shí)測(cè)礫石和土壤顆粒的體積比，進(jìn)一步修正Hydrus-3D和DNDC模型的模擬結(jié)果并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，獲取了更加可靠的土壤水—氮輸移循環(huán)模擬結(jié)果。

　　此外，評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在未來氣候變化的背景下，如果不考慮土壤中礫石的含量，土壤儲(chǔ)水量和土壤硝態(tài)氮淋失會(huì)被顯著高估，而土壤氧化亞氮的排放量則存在被低估的可能性。

　　因此，科研人員呼吁在土壤調(diào)查和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建以及土壤水、碳和氮循環(huán)模擬的研究中引入土壤礫石的相關(guān)參數(shù)，以便更加準(zhǔn)確地揭示和評(píng)估分布廣泛的高礫石土壤的水文和生物地球化學(xué)循環(huán)過程與污染物排放。

　　該研究成果近期發(fā)表在Journal of Geophysical Research和Journal of Hydrology上。文章的第一作者分別為廖凱華副研究員和賴曉明助理研究員。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-04-09 第7版生態(tài)環(huán)境)

礫石含量對(duì)Hydrus-3D土壤水文模擬結(jié)果的影響圖片來源：中科院南京地湖所
　　由于土地利用/覆被變化、氣候變化和成土母質(zhì)風(fēng)化等因子的共同作用，丘陵山區(qū)水土流失嚴(yán)重，土壤中的礫石含量很高，體積比可達(dá)30%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在地中海低山丘陵地區(qū)，高礫石含量的土壤面積占比達(dá)60%；而在我國(guó)，約有18%的國(guó)土面積被礫石性土壤所覆蓋。許多研究表明，土壤中大量礫石的存在，會(huì)改變一系列關(guān)鍵地表過程，影響著流域水土資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與優(yōu)化。然而，現(xiàn)有的土壤水文與生物地球化學(xué)循環(huán)模型均未考慮礫石的影響，導(dǎo)致高礫石土壤的水—氮輸移循環(huán)模擬精度難以保證，也無法連續(xù)、定量地揭示礫石對(duì)土壤水文和氮素循環(huán)的影響機(jī)制。
　　針對(duì)該科學(xué)問題，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所研究員朱青課題組從高礫石含量影響土壤水力性質(zhì)，以及高礫石含量減少了參與土壤水—氮循環(huán)中的土壤顆粒等兩個(gè)方面切入，開展相關(guān)研究。
　　課題組針對(duì)高礫石含量影響土壤水力性質(zhì)，引入多峰持水函數(shù)，將高礫石土壤劃分為礫石相和土壤相，從而提取高礫石土壤的水力性質(zhì)特征，并將該函數(shù)耦合到傳統(tǒng)的土壤水文模型（Hydrus-3D）和碳氮生物地球化學(xué)模型（DNDC）中，顯著提高了高礫石土壤的水分滲漏、土壤儲(chǔ)水量、氧化亞氮排放、硝態(tài)氮淋失等關(guān)鍵土壤水—氮輸移循環(huán)過程的模擬精度。
　　同時(shí)，他們還針對(duì)高礫石含量減少了參與土壤水—氮循環(huán)中的土壤顆粒，根據(jù)實(shí)測(cè)礫石和土壤顆粒的體積比，進(jìn)一步修正Hydrus-3D和DNDC模型的模擬結(jié)果并用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，獲取了更加可靠的土壤水—氮輸移循環(huán)模擬結(jié)果。
　　此外，評(píng)估發(fā)現(xiàn)，在未來氣候變化的背景下，如果不考慮土壤中礫石的含量，土壤儲(chǔ)水量和土壤硝態(tài)氮淋失會(huì)被顯著高估，而土壤氧化亞氮的排放量則存在被低估的可能性。
　　因此，科研人員呼吁在土壤調(diào)查和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建以及土壤水、碳和氮循環(huán)模擬的研究中引入土壤礫石的相關(guān)參數(shù)，以便更加準(zhǔn)確地揭示和評(píng)估分布廣泛的高礫石土壤的水文和生物地球化學(xué)循環(huán)過程與污染物排放。
　　該研究成果近期發(fā)表在Journal of Geophysical Research和Journal of Hydrology上。文章的第一作者分別為廖凱華副研究員和賴曉明助理研究員。
　　（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-04-09 第7版生態(tài)環(huán)境)

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