中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

黄土高原旱地农业生态系统中物质运移与调控

本研究针对黄土高原旱地农业生产和生态环境建设中存在的实际问题，追踪国际学术前沿，通过理论分析与试验研究相结合方法，对黄土高原旱地农业生态系统中物质运移与调控开展了深入系统的研究，取得了如下主要研究成果：1．提出了植物根系吸收土壤水分的数学模型，用建立的模型对植物根系吸收土壤水分的运动特征进行了系统描述；阐明了土壤－植物－大气连通体中水流阻力的大小及相对重要性。2．建立了混水入渗的改进Green-Ampt入渗公式；推求出描述垂直和水平一维土壤入渗代数模型；提出了确定van Genuchten 和Brooks-Corey模型参数的水平入渗方法。3．提出了推算EDI的三种方法，15N示踪法、反推法和拐点法，修正和建立了适合我国旱坡地土壤的EDI模型。提出了熏蒸－铵态氮法－淹水培养法测定微生物体氮的方法和应用条件。4．建立了一套完整的定量测定土壤碳、氮、磷等养分循环主要过程的动力学状态（分解与转化速度）的方法体系。5．提出了“黄土高原造林土壤水分生态分区”和不同生态区适应的人工林草植被建造的模型。6．提出了不同植被地带典型退化植被的时序演替过程模型和恢复过程模型；建立了黄土高原不同植被地带适宜林草种的配置模型；构建了黄土高原植被资源承载力理论模型和评价指标体系

基于神经网络模型的中国表层土壤有机质空间分布模拟方法

基于全国第二次土壤普查得到的6 241个典型土壤剖面数据,采用主成分分析方法和径向基函数神经网络模型建立不同植被类型—土纲单元内土壤有机质与气候、地形和植被等环境因子间的非线性关系,模拟全国表层土壤有机质的空间分析格局。结果表明,该模型具有较准确的预测能力,性能指数达到1.94。与普通克里格法、反比距离法和多元回归模型相比,神经网络模型对621个验证点模拟结果与实测值的相关系数为0.799,分别提高了0.265、0.181和0.120,平均绝对误差分别降低了4.25、4.43和2.34 g/kg,平均相对误差分别降低了30.16%、32.66%和5.93%,均方根误差则分别降低了8.61、8.24和6.24 g/kg;从模拟结果图来看,神经网络模型能够提供更多的细节信息。该方法为大尺度土壤性质空间分布模拟提供了有益的参考

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器材料研究

报道GaAs/AlGaAs多量子阱长波长红外探测器材料的制备及其性能。这种材料由GaAs阱和AlGaAs势垒组成,阱内n型掺杂,具有50个周期。利用分子束外延技术成功地生长出了大面积(φ2英寸)均匀(厚度Δt_(max)/t=300A)、控制掺杂(n<=1×10~(18)cm~(-3))、精确设计子带结构, 将暗电流降低了几个数量级,同时使电子的输运得到了改善。由此得到了高质量的多量子阱红外探测器材料

一种用于螺母装配的预紧装置

本发明属于螺母装配技术领域，具体地说是一种用于螺母装配的预紧装置。包括拧紧连接装置、牵引装置、驱动装置及摆臂转动装置，其中拧紧连接装置安装于六自由度机器人上，牵引装置和驱动装置安装于拧紧连接装置上，摆臂转动装置设置于拧紧连接装置的下方，且与驱动装置和牵引装置连接，牵引装置用于驱动摆臂转动装置折叠或伸展，驱动装置用于驱动摆臂转动装置转动，从而使摆臂转动装置对螺母进行拧紧。本发明可实现螺母自动预紧并装配到螺钉上，实现以适应狭小空间的螺母装配需求

一种用于螺母装配的预紧装置

本发明属于螺母装配技术领域，具体地说是一种用于螺母装配的预紧装置。包括拧紧连接装置、牵引装置、驱动装置及摆臂转动装置，其中拧紧连接装置安装于六自由度机器人上，牵引装置和驱动装置安装于拧紧连接装置上，摆臂转动装置设置于拧紧连接装置的下方，且与驱动装置和牵引装置连接，牵引装置用于驱动摆臂转动装置折叠或伸展，驱动装置用于驱动摆臂转动装置转动，从而使摆臂转动装置对螺母进行拧紧。本发明可实现螺母自动预紧并装配到螺钉上，实现以适应狭小空间的螺母装配需求

基于定性和定量辅助变量的土壤有机质空间分布预测——以四川三台县为例

准确获取土壤性质的空间分布信息,是区域土壤资源优化利用和土壤环境保护的需要。以川中丘陵区三台县为案例区,运用人工神经网络模型,构建融合区域定性及定量辅助变量的空间预测方法,模拟三台县土壤有机质的空间分布格局。结果表明,研究区土壤有机质在4.20~47.60 g kg-1之间,平均为17.97 g kg-1;变异系数为36.89%,属中等程度变异。土壤有机质的块金值与基台值之比为0.742,变程为7.0 km,即空间自相关性较弱。不同土壤类型间有机质含量差异显著;土属的空间分布较土类能更好地揭示研究区土壤有机质含量空间分布格局的差异。除土壤类型因素的影响外,坡度、地形湿度及植被盖度是研究区土壤有机质空间变异的主要因子。融合土壤类型因素和地形植被因子的神经网络模型预测结果,比普通克里格法、回归克里格法以及神经网络结合普通克里格的方法,更符合研究区地学规律和实际情况;其预测结果的平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差较其他3种方法均降低幅度显著。同时,该方法对极值有较好的预测能力。研究为复杂环境条件下准确获取区域土壤性质的空间分布信息提供了较可行的方法

小流域生态经济系统模式研究

本研究系吉林省科技攻关项目，是吉林省生态建设的重要内容之一，该项目以东北低山丘陵区吉林省东辽县黑牛河流域为重点，运用水土保持学、恢复生态学及经济学理论，系统地研究该区小流域生态经济系统建设、诊断、模式与优化结构及可持续发展评价。分析诊断指标体系建立及系统健康诊断，生态经济系统优化模式与结构（生态经济和环境整治措施与配置优化），东北低山丘陵区特殊地形水土保持措施及其配置和可持续发展评价指标体系与评价方法是限制该区生态环境建设的关键，也是解决该问题的主要支撑技术。在15.32cm平方公里的黑牛河流域通过全面的综合调查，系统分析，建立健康诊断指标体系，进行病理诊断，开展水保措施与配置和结构优化试验示范，建设实体模型。同时开展可持续发展评价指标体系研究，进行可持续发展评价，检验建设成果。该项目由吉林省水土保持研究主持，中科院教育部水土保持与生态环境研究中心与北京林业大学水土保持学院为协作单位，研究直接切入吉林省生态省建设项目，增强了研究的针对性，缩短了试验示范推广周期；由科教、生产单位科技人员组成联合攻关专题组，具有优势互补，中尺度区域性研究和试验示范互为支撑的特点；在黑牛河试验示范区成功地探索了快速、高效、持续开展生态经济系统建设的科技支撑作用，黑牛河小流域经过治理后，每年农、林、牧、副、渔和工业经济效益比治理前增加了699.36万元/年；近几年，该项成果在吉林省各区的小流域治理中得到广泛应用，应用面积为5972平方公里，其生态经济系统建设规划、植被建设布局及配置模式等在吉林省生态建设中发挥了重要指导作用，创经济效益17916万元。取得显著生态、经济和社会效益

柽柳属植物综合研究及大面积推广应用

该成果对我国西北荒漠、半荒漠地区柽柳属的分类生境分布、水份生理、形态解剖、花粉孢子和染色体等进行了系统的研究，从不同角度阐述了柽柳属在荒漠区的重要性，取得了丰富的资料。该成果还对柽柳属进行了引种育苗及造林试验研究，建立了不同种源，１５种柽柳属定植园，同时在新疆推广种植７０００亩，取得了显著效益。在南疆地区营造柽柳１０万亩，并在不同类型地区系统推广的面达２７万亩。该成果经济、社会效益显著，属国内先进水平。 成果类别： 应用技