Fuelwood assessment at the micro-watershed level:a case study in Garhwal Himalaya,India

Biomass,as fuelwood,is one of the major sources of energy in rural areas,especially in the mountainous regions of the world.As the increasing human population exerts more pressure on the forest thereby inducing an adverse effect on the sustainability of the ecosystem,which consequently causes fuelwood crisis at a local level,this crisis is spatio-temporal in nature.Thus,the major objective of this study is to assess the sustainability of fuelwood at different probable scenarios at a micro watershed level.The present study was conducted in the Phakot watershed,the Tehri Garhwal district of central Himalaya in India,during 2006-2008.Based on the vegetation composition in the study area,the net primary productivity(NPP)value of the Oak forest,and mixed oak and sal forests,was used for the quantification of fuelwood availability in evergreen and deciduous forests,respectively.The fuelwood demand was calculated on the basis of seasonal fuelwood consumption values.Nine probable permutations for availability-demand scenarios assuming the existence of high(H),low(L)and average(A)conditions were analyzed for evaluating the stress.The available annual harvestable fuelwood in the watershed is in the minimum and maximum ranges of 2283.28 to 4066.00 tons,respectively,per year whereas it has a demand of 110.76 tons as the minimum to 3659 tons as the maximum annually.This shows that in the current availabilitydemand scenario,the watershed does not have fuelwood crisis in the present situation but needs to maintain the sustainability of the system.Based on our study,it is concluded that,globally,more spatio-temporal study is required to understand the issues at the local level.     

剑麻纤维基多孔炭材料的制备及其吸附氯苯的研究

以剑麻纤维为原料,通过简易的一步炭化活化法制备了一系列多孔炭材料,分别探究了3种温和的金属盐活化剂、活化剂与剑麻纤维的质量比和活化温度对炭材料的氯苯吸附量的影响,并通过BET、SEM、XRD、Raman、FT-IR、元素分析等手段表征其物理化学性质.结果表明,当采用CuCl₂为活化剂、CuCl₂与剑麻纤维的质量比为10∶1及活化温度为800 ℃时,制备得到的剑麻纤维基多孔炭（PCC）吸附性能最佳,其在氯苯浓度为1560 mg·m^-3时,吸附量达到856 mg·g^-1,而未经CuCl₂活化的炭材料（PC）的氯苯吸附量仅为15 mg·g^-1.氯苯吸附性能的提升主要归因于比表面积、孔容、无序性和表面含氧官能团的增加.此外,采用巨正则系综蒙特卡洛（GCMC）方法模拟氯苯分子在制备的多孔炭材料中的吸附行为,结果表明,该材料中孔径为0.5 nm的孔对氯苯分子的吸附能力最强,且对氯苯吸附起主导作用的为苯环中心和Cl原子与炭材料上连接含氧官能团的H原子之间的静电作用力.     

作物种植专业化与化肥减量来源——兼顾经营规模的影响

以作物种植横向专业化和纵向专业化为切入点,运用中国13个粮食主产省份1980—2018年的面板数据,考察了作物种植专业化对农业化肥减量的影响及其作用机制。研究主要发现：（1）基础回归分析表明,作物种植横向专业化和纵向专业化均对化肥施用强度具有显著的削减效应,对化肥的利用效率有显著的增效作用。且作物种植纵向专业化或社会化服务卷入程度加深,能够增强横向专业化对化肥的减量增效作用。（2）影响路径分析表明,作物种植横向专业化通过扩大农地经营规模,进而增强了作物种植纵向专业化对化肥施用强度的削减效应和利用效率的增效作用。但也应警惕,通过扩大农地经营规模以增强作物种植纵向专业化的减量效应可能存在临界水平。此外,当作物种植横向专业化和纵向专业化积极配合时,可能推移临界点的到来。据此,通过发展作物种植横向专业化,鼓励农户通过服务外包卷入农业的纵向专业化分工以及发展农业适度规模经营,进而实现农业领域化肥的减量增效。     

牡蛎壳粉和石灰改良酸性水稻土对磷有效性、形态和酶活性的影响

我国南方粮食主产区土壤酸化治理是提升耕地地力促进粮食增产的重要内容,目的是探究酸化土壤改良剂牡蛎壳粉和石灰对水稻土酸度、磷有效性和形态以及酶活性和相关功能基因的影响.盆栽试验设计2种改良剂的3个施用量（0.05%、0.10%和0.15%）,以水稻为试验作物.结果表明：①牡蛎壳粉和石灰均显著提高土壤pH,降低土壤交换性酸,且改良效果随着改良剂用量增加而提高,相同用量下石灰对土壤酸性的改良效果高于牡蛎壳粉;② 4种有效磷提取剂提取的土壤有效磷测定结果表明,牡蛎壳粉和石灰显著提高H₂SO₄-P、Bray-1 P和Olsen-P含量,其中Olsen-P含量随改良剂用量的增加而提高.③土壤中不同形态无机磷含量表现为：Fe-P>Al-P>Ca-P,石灰和牡蛎壳粉显著提高Al-P和Fe-P含量,分别提高26.3%~37.4%和7.9%~23.7%;0.15%改良剂显著增加Ca-P含量;④石灰和牡蛎壳粉对土壤DHA、ALP、IPP活性和phoD基因拷贝数具有提高作用,而对土壤ACP活性、phoC和pqqC拷贝数表现为降低;⑤改良剂（0.10%和0.15%）显著提高水稻产量,0.15%用量的石灰和牡蛎壳粉分别提高水稻产量34.2%和46.8%,但对秸秆生物量无显著影响.相关分析表明,土壤无机磷和有效磷含量与pH和ALP活性呈显著正相关,改良剂通过消除土壤酸化和提高土壤磷酸酶活性来改善土壤磷营养状况,这对促进作物产量具有积极作用.     

浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高油葵产量

为探究浒苔生物炭与木醋液复配改良碱化土壤效果及提高作物产量,以龟裂碱土为例,通过田间试验研究不同生物炭施加量(0、1％、2％和4％)与不同木醋液稀释倍数(0、2％)复配对土壤pH、碱化度、全盐、容重、速效磷、有机质、盐分离子、油葵生长和产量的影响,不施加生物炭和木醋液视为对照(CK).结果表明,2％浒苔生物炭+2％木醋液(V2BC2)改良龟裂碱土的综合效果最佳;在最佳处理条件下:①浒苔生物炭与木醋液复配能改善土壤理化性质,具体表现为作物生长期内土壤平均pH、碱化度和全盐含量显著降低,较CK分别降低12.14％、40.63％和42.75％,土壤容重显著减小,较CK减小20.78％;②浒苔生物炭与木醋液复配能显著降低土壤Na+、Cl-和SO42-含量,较CK分别降低47.17％、45.32％和33.33％,提高土壤K+和Ca2+含量,其他离子含量的差异不显著;③浒苔生物炭与木醋液复配显著提高土壤养分含量及有效性,增强土壤酶活性,与CK相比,速效磷提高2.88倍,有机质提高58.76％,土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性分别提高0.92、1.02和2.29倍;④油葵产量在V2BC2处理时最高,为3 546.7 kg-hm-2,较CK增产2 325.3 kg-hm-2.因此,浒苔生物炭与木醋液复配能进一步提高盐碱土改良效果及作物产量.     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照（N0）、1.5 g·m^-2（N15）、3.0 g·m^-2（N30）、5.0 g·m^-2（N50）、10.0 g·m^-2（N100）、15.0 g·m^-2（N150）、20.0 g·m^-2（N200）和30 g·m^-2（N300）（不包括大气沉降的氮量）8个氮素（NH4NO3）梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明：氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理（N150、N200和N300）显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。     

Impact of long‐term pesticide applications on some soil biological parameters

Abstract

The soil oxidative and anaerobic processes, as well as, the microbial biomass were followed during three years in a cotton farm (Tatuí) where the recommended pesticides have been used for several years, and in an experimental field (São Paulo) treated first time with the same pesticides. The oxidative process was monitored by the dehydrogenase (DHA)‐activity using triphenyltetrazolium chloride (TTC) as substrate. The anaerobic process was followed by the iron‐oxide reduction, and the microbial biomass was estimated by the substrate (glucose)‐indiced respiration. Increases in DHA‐activity and in the microbial biomass occurred only in the farm soil, with concomitant decreases in iron‐reduction. In the experimental field soil, the increases in DHA‐activity were followed only by decreases in iron‐reduction. Soil characteristics were the determining factor for different biological parameters after pesticide inputs. All the pesticides produced at least one clear but transient effect.     

板材类生物质燃烧及动力学特性热重研究

采用非等温升温法研究了4种板材类生物质在空气气氛下的燃烧特性和动力学特性。通过对TG、DTG等曲线的分析,发现4种板材燃烧过程均可分成3个阶段,即水分蒸发阶段、挥发份析出(或燃烧)阶段和固定碳燃烧阶段。综合燃烧特性:松木集成材>纤维密度板>夹芯胶合板>刨花板。4种板材均具有良好的燃烧特性。4种生物质燃烧均存在1个吸热峰和2个放热峰,分别与挥发分析出峰、挥发分燃烧、固定碳燃烧对应。采用Fridman法和Fridman-Carroll法分别对4种板材的动力学参数进行了计算,2种方法得出的结果符合较好。分析得出:由于生物质燃烧与环境换热、挥发分析出吸热、固定碳燃烧放热等因素作用,4种生物质的表观活化能高温区均低于低温区。动力学计算结果表明:松木集成材平均表观活化能最低,燃烧反应能较容易进行。     

基于生物质能的芒属（Miscanthus）植物碳动态和收支研究进展

生物质能（Biomass energy）是最为广泛的可再生能源，其中多年生芒属C4植物（Miscanthus）由于具有巨大碳固定能力而成为潜力巨大的生物质能植物。中国是芒属植物芒草起源中心，但相对于欧洲国家应对能源危机和温室效应而采取的芒草研究与应用来说，仍处于起步阶段。我国长期以来传统的草地利用模式，决定了在南方草地的研究显著少于北方，近年来芒草在华南地区的运用研究集中于生态修复，对草本植物群落基于生态系统水平的 CO2气体交换能力的研究仍然相当缺乏，在二氧化碳浓度持续增长及全球变暖背景下，生物质能植物及其碳汇功能的相关研究尤显重要。我国南方近6700万hm2退化丘陵草坡急待恢复或处于恢复中，草坡地芒属植物符合生物质能植物标准，施肥少，害虫少，农药输入少，能够有效地利用光、水等自然资源。考虑到C4植物具有比C3植物更强的光合作用能力，高光能利用率C4芒属植物的碳固定能力及能源潜力值得重视，但缺乏科学的碳动态和碳收支评估。综述了国内外芒草生物量特征与生物质能潜力研究现状，重点论述芒属植物生态系统水平的碳动态和收支能力研究，探讨了系统水平更客观评估芒属碳源汇（Carbon sequestration）功能的方法，基于生物量过程的研究结果及华南地区草坡研究历史和现状，为草坡地生物质能的合理开发利用提出了相关对策，强调在我国南方开发和利用芒属植物资源具有重要能源价值和经济、环境效益。     

秸秆焚烧对北京市空气质量的影响

用火焰原子吸收光谱法测试了北京市两个采样点 1 #站 (十三陵站 ,清洁对照点 )和 5#站 (天坛站 ,居民生活区 )1 1 0个大气颗粒物样品中的水溶性钾 ,以表征秸秆焚烧颗粒物。 1 #站水溶性钾的质量浓度年均值为 1 .2 1 μg/m3,其中以1 998年 6月份浓度 (3 .0 7μg/m3)最高 ,是 5月份 (1 .0 2μg/m3)的 3倍 ;5#站水溶性钾的质量浓度年均值为 1 .94μg/m3,6月份 (4 .2 2 μg/m3)最高 ,是 5月份 (1 .97μg/m3)的 2 .1倍。数据分析结果表明 1 998年 6月份麦收季节存在以秸秆焚烧为主的生物质燃烧现象 ,使大气颗粒物中有机碳浓度水平升高 ,并对北京市的空气质量带来负面影响