沙质草地生长季土壤CO_2排放特征及水热因子分析

草地土壤CO_2排放是陆地生态系统碳循环的关键生态学过程之一,研究其通量特征可以定量评估和预测区域CO_2排放状况,服务于全球气候变化下的区域碳管理。应用LI-8150土壤碳通量测定系统,定位观测并分析科尔沁沙地沙质草地生长季(6—9月)土壤CO_2通量特征,探究水热因子(降水、土壤温度和土壤含水量)对碳排放的影响机制。结果表明,(1)在日动态变化尺度上,晴天和雨天土壤CO_2通量呈现不对称"单峰型"曲线,最高值出现在11:00—16:00,最低值在04:00—06:00。(2)在生长季动态变化尺度上,土壤CO_2日平均通量呈现明显的多峰和季节变化,土壤CO_2月平均日通量分别在7月和9月出现高峰值和低峰值;2016年6月1日—9月30日日平均排放通量最小值(0.35μmol·m~(-2)·s~(-1))出现在晴天(6月8日),最大值(2.68μmol·m~(-2)·s~(-1))出现在雨天(7月23日),生长季平均排放通量为1.26μmol·m~(-2)·s~(-1)。(3)土壤CO_2通量表现为雨天高于晴天,降水事件是扰动土壤CO_2排放的关键因子。(4)土壤CO_2通量与土壤温度和土壤含水量分别表现出不同的时间尺度效应。在日尺度上,无论晴天还是雨天,7月土壤CO_2月平均日通量与表层(5 cm)土壤温度和含水量均呈正相关关系,且相关系数高于其他月份;晴天和雨天土壤含水量和温度的协同作用分别可解释土壤CO_2排放的95.0%和85.5%。在生长季尺度上,晴天的土壤含水量和雨天的土壤温度分别能够解释土壤CO_2排放的63.6%和48.0%;当土壤含水量低于4.87%、土壤温度低于25.94℃时,土壤CO_2排放量随含水量、温度的增加而增加;晴天和雨天土壤含水量和温度的协同作用分别可解释土壤CO_2排放的61.6%和43.7%。     

神农架大九湖泥炭湿地CO_2通量特征及其影响因子

泥炭地在全球碳循环中起着重要作用,其碳源、碳汇功能的转变已成为研究全球气候变化的热点。为研究湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地碳排放特征及影响因素,采用涡度相关法对大九湖泥炭湿地CO_2通量进行了观测,选取2016年6—8月作为生长季和2015年12月—2016年2月作为非生长季,对比分析泥炭湿地在不同生长季节CO_2通量的变化规律及其影响因子。结果表明,(1)大九湖泥炭湿地生态系统生长季CO_2通量的日变化规律明显,整体呈"U"型曲线,日变化范围为-6.84~6.65μmol·m~(-2)·s~(-1);非生长季CO_2通量变化趋势平缓,在-0.88~5.19μmol·m~(-2)·s~(-1)之间。(2)白天生长季与非生长季的CO2通量与光量子通量密度(PPFD)均符合直角双曲线关系,但生长季PPFD与CO_2通量的拟合效果(R~2=0.427 3,P0.01)优于非生长季(R~2=0.045 6,P0.01)。(3)生长季的气温(Ta)与CO_2通量呈二次曲线相关(R~2=0.248 6,P0.01),CO_2通量随Ta的升高呈先增加后降低;非生长季Ta与CO_2通量(R~2=0.042 8,P0.01)相关性显著,两者呈负相关,但Ta仅能解释CO_2通量4.28%的变异数据。(4)土壤温度(Ts)和土壤含水量(SWC)对CO_2通量的影响,主要体现在生态系统呼吸上。生长季夜间生态系统呼吸受Ts与SWC的共同影响(R~2=0.199 5,P0.01),生态系统呼吸的温度敏感性Q10值为1.84;非生长季夜间生态系统呼吸与Ts、SWC的相关性均不显著(P0.05)。     

江西千烟洲区域大气二氧化碳浓度观测研究

于2013年3月—2014年3月,利用位于江西省泰和县中国科学院千烟洲生态站的CO_2自动分析仪对CO_2浓度进行观测,分析CO_2监测数据和同步的气象观测资料,研究了千烟洲所代表的华东地区背景CO_2浓度水平以及变化特征,厘清了影响该区域气团的轨迹。结果表明,CO_2平均体积分数为409.2×10-6;CO_2浓度有明显的日变化特征,最高值出现在07:00左右,最低值出现在15:00左右;季节变化特征也较明显,冬季浓度最高,而夏季最低。除了人类活动之外,植物的光合作用以及边界层高度也是影响CO_2浓度的主要因子。后向轨迹与影响概率场分析结果显示,千烟洲CO_2的主要来源为东北侧的长江三角洲和北方的城市地区。     

环境科技简讯

日本是个发达国家,按人口计算,CO_2排放量是最低的,但是随着工业的发展,最近CO_2排放量明显增加.对此,日本政府计划严格控制CO_2等温室气体的排放,以便减缓全球气候变暖.该计划的目标是:将2000年的CO_2排放量稳定在1990年的排放基础上;推进太阳能的利用和以氢为燃料的利用,开展固定CO_2的各种技术革新,前者可减少CO_2排放,后者可吸收大气中的CO_2;将甲烷的排放量保持在目前的排放水平,并尽可能使各种NOx以及能导致气候变暖的其他温室气体的排放保持稳定;大力发展森林及城市的绿地面积,以便吸收大气中的CO_2;城市中减少各种车辆的CO_2排放量.为此,要考虑使用其他更有效的、CO_2排放量     

减少CO_2排放的新计划

为了控制温室效应的扩展,最近有不少国家已制订出了减少 CO_2排放的最新计划。下面即为部分国家计划在1990年的排放基础上要努力实现的降低 CO_2排放的目标:——澳大利亚打算从现在起到2005年时,将 CO_2的排放减少20％。——新西兰决定从现在起到2000年时,把 CO_2的排放减少20％。     

不同土地利用类型下岩溶泉域土壤CO_2时空变化特征及来源分析

土壤CO_2与土下岩溶作用密切相关。了解不同土地利用类型下土壤CO_2的时空变化特征及来源,将有助于准确揭示岩溶碳循环规律。2018年1—5月,在柏树湾和后沟2个岩溶泉域不同深度土壤中插入PVC管,并通过注射器抽取土壤CO_2样品,通过对比土壤CO_2浓度及其δ~(13)C的变化特征分析岩溶作用与土壤CO_2之间的关系,并对土壤CO_2的来源进行示踪。结果表明,(1)柏树湾土壤CO_2浓度(1 812—18 654μmol·mol~(-1))大于后沟(507—9 975μmol·mol~(-1))。2个泉域上覆土壤的δ~(13)C相近,但柏树湾和后沟土壤CO_2的δ~(13)C分别为-22.4‰—-17.03‰和-16.33‰—-11.45‰。土壤CO_2的δ~(13)C接近其上覆植被,说明上覆植被差异是造成柏树湾土壤CO_2浓度大于后沟的主要原因。(2)柏树湾土壤CO_2浓度最大值出现在4月,并在5月降低;后沟除20 cm处土壤CO_2浓度最大值出现在5月外,其他深度土壤CO_2浓度最大值也出现在4月,并且在3月和5月分别出现了降低的趋势。土壤CO_2浓度的时间变化受温度和降水共同影响,过多的降水量可能对土壤CO_2产生抑制作用。(3)在垂向变化上,1—3月柏树湾和后沟土壤CO_2浓度均未出现双向梯度,而是同非岩溶区一样,表现为随土壤深度的增加而增加。这可能是由于1—3月降水减少导致土壤含水量降低,从而限制了岩溶作用对底部土壤CO_2的消耗造成的。而随着降水增加,土下岩溶作用增强,促进了底部土壤CO_2的消耗,土壤CO_2浓度的垂向变化由单向梯度转为双向梯度。另外,各泉域不同深度土壤CO_2的δ~(13)C差异较小,并且具有相似的季节变化规律,证实H_2SO_4和HNO_3溶蚀碳酸盐岩产生的CO_2对土壤CO_2的影响较小。     

大气CO_2浓度和温度升高对水稻地上部干物质积累和分配的影响

应用增温-FACE(Elevated temperature and CO_2-free air controlled enrichment,T-FACE)试验平台,研究了CO_2浓度升高(比对照高200μL·L~(-1))和增温(比对照高1℃)对常规粳稻(Oryza saliva subsp keng)武运粳23不同部位干物质积累与分配的影响。结果显示,2013年水稻季平均气温比2014年高3℃以上,尽管两年CO_2浓度升高或增温对水稻地上部干物质积累的影响趋势一致,但对不同时期干物质的影响程度有所不同,表现为CO_2浓度升高使2013年拔节-孕穗期和2014年成熟期水稻地上部干物质的积累显著增加40%和16.7%;增温使2013年灌浆期和2014年拔节-孕穗期地上部干物质显著减少14.6%和21.7%。CO_2浓度与温度升高对水稻地上部干物质积累的影响存在年际差异,主要与2013年穗中干物质减少而2014年穗中干物质增加有关。2013年不同处理下水稻各部位干物质分配不存在明显差异,2014年高浓度CO_2与CO_2浓度和温度同时升高降低了灌浆期水稻营养器官而提高了生殖器官中干物质的分配比例,增温并未使干物质在茎叶穗中的分配比例出现显著差异。同时,收获期水稻籽粒产量的变幅与地上部总干物质的变幅存在显著的正相关关系(r2=0.911)。研究表明,整体上高浓度CO_2提高了而增温降低了干物质在水稻不同器官中的积累,二者共同作用对水稻干物质积累与分配的影响存在一定的年际效应,主要是因为气候条件的差异而导致干物质在稻穗中的积累不同。此外,不同处理下干物质在稻穗中的积累及分配影响产量的形成。     

首都圈西北部主要活动断裂CO_2、Rn、Hg脱气对环境的影响

活动断裂带能够向大气释放一定量的温室气体及有害气体(如CO_2,Rn,Hg等),对大气环境产生一定的影响.于2012年5月和2013年5月对首都圈西北部9条活动断裂带CO_2、Rn和Hg的脱气浓度及通量进行了测量,并计算了CO_2和Hg脱气对大气的年贡献量.结果表明:(1)活动断裂带土壤气中CO_2、Rn和Hg浓度的平均值分别为0.58%、8.88 k Bq·m-3和6.44 ng·m-3,其浓度的最大值分别为9.47%、79.1 k Bq·m-3和105 ng·m-3;土壤气浓度整体具有从西向东,自南向北增大的趋势.断裂带CO_2、Rn和Hg通量的平均值分别为55.7 g·m-2·d-1、55.87 m Bq·m-2·s-1和6.78 ng·m-2·h-1,其通量的最大值分别为274.29 g·m-2·d-1、230.22 m Bq·m-2·s-1和74.33 ng·m-2·h-1.(2)京西北活动断裂带多数测区土壤气CO_2浓度无窒息风险;部分测区土壤气Hg浓度大于38 ng·m-3,属中度污染区;首都圈西北部9条活动断裂带通过脱气作用对大气CO_2的年贡献量为2 Mt,对大气Hg的年贡献量为5.3 kg;活动断裂带部分测点氡浓度较高,其附近建筑物应采取综合防氡措施.     

贵州织金洞CO_2浓度不同时间尺度变化及其影响因子分析

作为影响洞穴沉积物沉积的重要因素,洞穴空气CO_2浓度对洞穴次生沉积物景观的稳定性以及旅游环境的舒适性具有重要影响。通过对贵州织金洞2015年1月至2016年6月连续18个月的洞内外环境(CO_2浓度和温湿度)、水文地球化学指标、洞顶上覆土壤CO_2浓度、降水量和游客数量等要素的监测,并结合2015年"十一"期间洞穴空气环境连续5昼夜的系统监测,探讨织金洞洞穴空气CO_2浓度时空变化特征及其控制因素,结果显示:(1)在空间尺度上,织金洞CO_2浓度呈现明显的空间变化,从洞口至洞内深处,CO_2浓度呈非线性上升,至洞内越深CO_2浓度变化越稳定。这主要是洞内外气流交换作用程度、洞道结构、洞内海拔差异等因素综合导致的;(2)季节变化上,织金洞洞内空气CO_2浓度总体上存在明显的雨季高旱季低的特点,这主要受旅游活动和岩溶作用吸收大量上覆土壤CO_2、滴水、池水脱气作用等因素控制;日际和昼夜变化上,"十一"期间随着进入洞内游客数量的增加,CO_2浓度白天较夜间高,随着游客数量不断攀升,CO_2浓度总体呈上升趋势;温湿度对洞内空气CO_2浓度变化有一定的调控作用,但相对较弱。(3)总体上CO_2浓度变化主要是由洞内外气流交换作用(通风效应)、洞道结构、旅游活动以及洞外自然环境的变化和岩溶作用等要素相互耦合的结果。因此在洞穴环境保护方面需要综合考虑各方面要素,通过科学管理促进洞穴旅游的可持续发展。     

有机胺调控的CO2吸附材料的研究进展

当前,CO_2排放量急剧增加,空气中CO_2浓度正逐年增大.利用固体材料进行CO_2吸附可以实现CO_2减排的目的.CO_2吸附剂中,有机胺调控的固体材料因具有吸附量较大、对设备腐蚀性较小等特点而备受关注.然而,目前所报道的大部分有机胺调控的固体材料中N原子利用率较低,吸附速率较慢.在CO_2吸附体系中引入水分,使其参与CO_2捕集,有利于提高CO_2与氨基的反应摩尔比,增大N原子利用率,提高CO_2吸附性能.将含羟基的聚合物引入至有机胺调控的CO_2吸附材料之中,也可以获得相似的效果.本文综述了近年来有机胺调控的CO_2吸附材料的设计及"构-效"关系,具体包括有机胺调控的氧化物、多孔碳材料、硅基分子筛和金属-有机框架材料的合成及CO_2吸附机理.同时,展望了有机胺调控的CO_2吸附材料面临的科学挑战及发展机遇.     

ZrO2负载过渡金属氧化物催化剂对CO＋NO（O2）反应的影响

本文运用固定床微反技术考察了Ｃｕ,Ｆｅ,Ｍｎ,Ｃｒ,Ｃｏ和Ｎｉ负载（ＺｒＯ２载体）氧化物对ＣＯ＋ＮＯ（Ｏ２）反应的催化活性。研究了ＮＯ和ＣＯ在不同比例时,催化剂对Ｎ２Ｏ和Ｎ２生成的影响。结果表明,在ＮＯ＋ＣＯ反应中,ＮＯ和ＣＯ的比例对催化剂活性和Ｎ２Ｏ,Ｎ２生成均有明显的影响,ＣｕＯｘ／ＺｒＯ２催化剂的活性最高;Ｎ２Ｏ是ＮＯ＋ＣＯ反应的中间产物,低温或ＮＯ过量时有利于生成Ｎ２Ｏ,高温或ＮＯ不足时有     

单双介质阻挡放电降解苯的对比研究

在相同实验条件下,研究了单、双介质阻挡放电反应器的等离子体发射光谱,对苯的降解效率,以及CO和CO2的生成,检测了NO和NO2的浓度.结果表明,与单介质阻挡放电反应器相比,双介质阻挡放电反应器的发射光谱具有红移现象;单、双介质阻挡放电反应器对苯的降解效率、CO2的生成浓度及选择性几乎一致;采用双介质阻挡放电明显降低了CO的生成浓度,CO的生成选择性也有所下降.更为重要的是,双介质阻挡放电反应器极大地降低了NO2的生成,在本文的实验条件下,没有检测到NO.     

Microbial biomass at land water interface and its role in regulating ecosystem properties of a fresh water dry tropical woodland lake

This study was aimed at determining microbial biomass at land water interface and the role it plays in regulating ecosystem properties of a fresh water dry tropical woodland lake. Four microbial variables namely biomass-C (Cmic), fumigated CO2-C, substrate induced respiration (SIR) and basal respiration (BR) were measured in humus samples collected from land water interface over a period of one year Microbial biomass (Cmic) was maximum during February (718 micorg CO2-C g(-1)). Similar was the case of fumigated CO2-C (560 microg CO2-C g(-1) 10 d(-1)), SIR (2900 microg CO2-C g(-1)) and BR (480 microg CO2-C g(-1)). Humus-N appeared maximum (1.60%) during November and phenolics (204 microg g(-1)) during December Gross primary productivity (GPP) was found maximum (3.30 g Cm(-2)d(-1)) during March. Almost similar trend appeared for chlorophyll and phytoplankton density. Variation in microbial biomass at land water interface can be explained by seasonality and the quality of substrate material. Asynchrony in the peaks of microbial variables with phytoplankton pulsation and GPP suggested that the microbial biomass through nutrient mineralization regulates ecosystem functioning of a fresh water woodland lake. This has relevance for evaluating the nature of anthropogenic perturbations and for maintenance of fresh water lakes void of human disturbances.     

DyFeO3上CO氧化动力学

ＤｙＦｅＯ３钙钛矿结构用ＸＲＤ测定，催化剂对ＣＯ的氧化还原机理用ＣＯ还原脉冲及Ｏ２再氧化脉冲证实，在ＤｙＦｅＯ３上ＣＯ氧化动力学服众Ｒｅｄｏｘ机理方程，用正交设计法估计动力学方程中参数，讨论了幂函数速率方程及Ｒｅｄｏｘ机理方程中ＣＯ反应级数的联系。     

介质阻挡放电-催化降解苯的研究

采用双介质阻挡放电管 ,当含苯气体的流量为 1 5L·min- 1 ,放电电压在 60 0 0V—1 2 0 0 0V范围内 ,放电管温度在 2 1 0℃左右 ,研究介质阻挡放电 催化降解苯的协同效应 .结果表明 ,在余辉区中放入催化剂 ,60 0 0V的电压下 ,苯的降解率可达 70 % ,产物中CO/CO2为 0 0 5 ;而在同样电压下 ,不放入催化剂 ,苯的降解率仅为 5 5 %左右 ,CO/CO2 约为 0 5 .由此可见 ,催化剂在余辉区时能与等离子体协同作用 ,促进苯的降解     

NiFe2O4直接分解二氧化碳成碳循环反应过程结构演变研究

用XRD Rietveld分析法,对共沉淀法制备的NiFe2O4在H2／CO2循环反应中的结构演变进行研究,发现随着循环反应次数的增加,NiFe2O4物相的含量逐渐降低,Fe2Ni1-x物相的含量及其(200)衍射的平均晶粒逐渐增大,并出现Fe3C物相,其含量增长较快．纯NiEe2O4经15次循环反应后,体系中NiFe2O4物相的含量只剩下5％左右,样品基本失去分解CO2的活性．NiFe2O4掺杂4％铬后,明显提高了NiFe2O4骨架结构的稳定性,虽经50次H2／CO2循环反应,体系中NiFe2O4物相含量仍然有20％,分解CO2的活性仍达到初始活性的40％．     

胶州湾棘皮动物的数量变化及与环境因子的关系

利用1998～2002年19个季度月胶州湾10个站的海洋调查资料，对底栖棘皮动物的数量变化及与环境因子的关系进行了初步研究．胶州湾棘皮动物平均总生物量11．82g／m^3，平均总栖息密度5．63个／m^3．分布区主要在1、3、4、7号站，底质沉积类型为粉砂-粘土、有机质含量较高的区域．棘皮动物的分布除与底质有关外，其数量变化与温度、初级生产力关系较明显，二者升高，其生物量、密度也较明显升高．图5表3参9     

矿物质对煤热解气化过程中NH3形成的影响

以酸洗脱灰煤、原煤及添加含铁化合物的煤样作为研究对象,考察了煤中的矿物质和添加物铁对平朔气煤热解、CO2气化和水蒸气气化过程中形成的NOx前驱物NH3释放的影响．结果表明：煤中的矿物质和添加物铁在煤的热解和气化过程中,对NH3的释放均有明显的作用;煤中矿物质的脱除和添加剂的存在均可以减少NH3的释放,但其作用机理并不同．     

水旱轮作土壤-小麦系统CO2排放及其影响因素

利用静态箱/气相色谱法对川中丘陵区水旱轮作区的小麦进行全生长季CO2排放观测.结果表明,(1)土壤-小麦系统的CO2排放通量存在着明显的日变化.凌晨400～600排放量最低,随着温度的升高,CO2的排放量逐渐增大,在午后100～300达到峰值.分析表明,气温和地表温度与土壤-小麦系统CO2排放通量之间存在显著的相关关系.(2)土壤-小麦系统CO2排放都有明显的季节变化.分析表明,小麦生物量和气温与土壤-小麦系统CO2排放季节变化之间存在显著的相关关系.(3)在小麦各个生育期中,CO2平均排放通量常规处理>无氮处理>空白>裸地.水旱轮作区小麦常规处理、无氮处理、空白点和裸地的CO2排放通量的平均值分别为574.51、362.23、239.91、129.47 mg/(m2·h).在小麦的各个生育期中,RH、RAR和RAS对土壤-小麦系统CO2排放的贡献率分别为20%、20%和60%.     

静态光催化去除甲醛及其分解产物的研究

以静态光催化去除甲醛,研究光催化过程中温度、相对湿度、一氧化碳和二氧化碳浓度的变化情况．结果表明,光催化降解相对于光催化剂吸附去除来说可以更有效地去除空气中的甲醛,但是温度、相对湿度、一氧化碳和二氧化化碳浓度都会随之升高,尤其是产物中存在一氧化碳,使得光催化的副产物造成更严重的二次污染并降低催化的活性．