不同发育阶段杉木人工林土壤碳库稳定性研究

森林土壤有机碳在全球碳循环中的重要作用主要取决于有机碳的稳定性。为科学评价杉木人工林土壤的碳汇功能及固碳潜力,对湖南省会同县不同发育阶段的杉木人工林土壤有机碳的生化特征和物理保护程度进行了研究。结果表明,在杉木人工林发育过程中,土壤总有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、活性碳库Ⅰ(LPⅠ)、活性碳库Ⅱ(LPⅡ)和重组有机碳(HOC)含量以及微生物熵(MQ)均在中龄林阶段出现最低值,而轻组有机碳(LOC)和顽固性组分(RF)随林龄增加呈现持续上升趋势。土壤RF占SOC的比例(顽固性碳指数,Ir,C)则表现为先增加后减少,即在中龄林阶段比例最高,在成熟林阶段为41.9%~57.6%,高于幼龄林阶段的38.7%~43.0%;HOC占SOC的比例从幼龄林阶段的86.4%~87.5%下降到成熟林阶段的82.5%~83.9%。总体而言,杉木人工林的发育过程是土壤有机碳积累的过程,在这个过程中,土壤有机碳自身的顽固性增强,但受到的物理保护程度减弱。此外,各组分中以LP I对土壤微生物的有效性最高。     

垂直流人工湿地不同填料长期运行效果研究

在高水力负荷(2400~3400mm/d)条件下,以沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、砾石、钢渣和生物陶粒为填料,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验(历时25个月).结果表明,随着系统的运行,各填料对COD的去除能力均有不同程度提高.沸石对污水中氮素的处理能力保持在较高的水平,对TN和NH4+-N的平均去除率分别高达82.03%和91.32%.钢渣对TP和可溶性反应磷(SRP)的平均去除率分别高达89.61%和96.77%,且净化效果稳定;无烟煤第2阶段对磷素的净化能力低于钢渣,之后与钢渣无显著性差异.在垂直流人工湿地中,针对水质特性选择长期高效的填料,如沸石、无烟煤和生物陶粒,在高水力负荷条件下可获得更好的处理效果.     

长期施用化肥和有机肥对稻田土壤重金属及其有效性的影响

为研究长期施肥下红壤稻田土壤重金属累积及有效态分布特征,探讨其主要影响因子,选择持续了35年的长期定位试验的不施肥（CK）、磷钾化肥（PK）、氮磷钾化肥（NPK）和不同比例有机肥化肥配施（M1NPK、M2NPK和M3NPK）等6个处理,分析了土壤化学指标、重金属全量（THM）和有效态的分布特征,以及重金属有效态含量与化学指标和全量之间的关系.结果表明,长期施肥改变了土壤化学性质,与CK处理相比,PK处理显著提高了土壤速效磷（AP）和速效钾（AK）含量,NPK处理显著提高了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）、AP和AK含量,有机肥处理（M1NPK、M2NPK和M3NPK）则大幅提高了SOM、CEC、AP、AK和硝态氮（NO₃^--N）含量;化肥处理（PK和NPK）土壤重金属全量总体上变化不大,有机肥处理土壤Cu、Zn和Cd的全量显著提高;化肥处理显著提高了土壤有效态Cr和As含量,有机肥处理显著提高了土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As和Fe的含量;土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As、Fe与SOM、CEC、AP、NO₃^--N含量之间呈显著正相关,另外有效态Zn和Cd还与土壤pH呈显著正相关,而有效态Pb与土壤pH、SOM、CEC和NO₃^--N含量之间呈显著负相关;土壤Cu、Zn和Cd有效态含量与全量之间显著正相关,而Cr、Fe有效态含量与全量之间显著负相关;冗余分析发现,SOM和pH分别解释了重金属全量方差变异的80.7%和5.5%,土壤CEC、AP和pH分别解释了重金属有效态方差变异的81.1%、4.9%和3.3%,达到显著水平;进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析,发现THM、CEC和AP对土壤重金属有效态影响的路径系数分别为0.459、0.417和0.293,达到显著水平.长期施用猪粪等有机肥显著改善了土壤化学性质,并影响了土壤重金属有效性,其中土壤CEC和AP可能起到了关键的调控作用.     

离子强度和胡敏酸影响下不同土壤胶体稳定性研究

土壤胶体的稳定性对其携带污染物的能力产生重要影响,但离子强度和胡敏酸（HA）对不同土壤胶体稳定性的影响程度尚不明确.本实验通过土壤胶体沉降实验以及DLVO理论研究离子强度、HA对黑钙土、潮土和黄壤3种土壤胶体稳定性的影响.结果表明：即使在高离子强度背景下,黑钙土胶体和黄壤胶体因有机质和黏土矿物（黑钙土胶体：伊/蒙混合层;黄壤胶体：伊利石）较高,表面负电荷多、静电斥力大,故稳定性好;而潮土胶体的稳定性受离子强度影响明显,在低离子强度下,静电斥力占主导,稳定性达到最高.HA通过增加土壤胶体表面的负电荷,提高土壤胶体间静电斥力而增强其稳定性,且HA浓度越高土壤胶体的稳定性越强.不同粒径HA对土壤胶体稳定性的影响受pH值控制,相对于大粒径HA,酸性条件下,小粒径HA （F-HA）自身稳定性更强,同时也会自凝聚形成较大的团聚体来提高土壤胶体的稳定性;中、碱性条件下,F-HA产生的链状凸起结构较小,导致空间弹性斥力和渗透性斥力减弱,进而降低土壤胶体的稳定性.结果为明晰离子强度和HA对不同土壤胶体稳定性产生差异性影响提供数据支撑.     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。     

不同应力场条件下巷道稳定性研究

为了确定不同应力场（σH型、σHv型和σv型应力场）下巷道围岩的稳定性,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,通过对巷道围岩的应力和塑性区分布特征的分析,综合评价不同巷道布置方向巷道围岩的稳定性。研究结果表明:σH型和σHv型应力场,巷道与最大水平主应力夹角在0°～40°水平应力峰值处于较低的应力状态,夹角在50°～90°水平应力峰值处于较高的应力状态应力,夹角在40°～50°水平应力峰值急剧上升;σv型应力场,水平应力峰值呈缓慢上升趋势;确定巷道的最佳布置方位与理论分析相一致。以常村矿为应用实例,进一步验证了结论的正确性,为矿井合理的巷道布置提供了理论依据。     

高危岗位矿工个体风险感知影响因素仿真研究

为探索高危岗位矿工风险感知的影响因素,在文献研究和复杂适应系统理论分析基础上,从个体角度构建矿工风险感知影响因素的系统动力学模型。运用Vensim 软件模拟仿真各工作时间段中,矿工风险感知水平及各因素对其影响的动态演化过程。研究表明:工作初期,情绪稳定性水平对风险感知水平促进效果显著,工作倦怠的抑制作用较突出;在工作后期,自我效能感对风险感知水平的削弱影响显著,风险规避态度则发挥较大的促进作用;风险知识经验超出一定范围会对风险感知水平起到反作用;安全教育培训与安全监管对风险感知水平的促进作用相对稳定持久。因此,煤矿企业应根据各因素在工作时间段的不同作用,采取相应措施以提高矿工风险感知水平。     

氯化钠和二氧化硅对过硫酸铵热稳定性的影响

采用绝热加速量热仪（ARC）对分析纯过硫酸铵、含10%氯化钠杂质的过硫酸铵以及含10%二氧化硅杂质的过硫酸铵进行热分析实验,得到了实验过程中温度、温升速率和压力等数据,计算了3组样品的反应动力学参数,引入热惰性因子对实验数据进行修正,得到了3组样品在严格绝热条件下的热危险性参数,分析了3组样品的反应过程和热危险性。通过Semenov理论计算了3组样品的自加速分解温度（SADT）。结果表明,过硫酸铵加入氯化钠或二氧化硅杂质后,热危险性增大,自加速分解温度降低,更容易发生反应且反应更剧烈。     

盐酸胍诱导的apo-CP43去折叠过程

膜蛋白生物合成与色素组装中蛋白的稳定性可以通过去折叠条件与过程分析得到.利用色氨酸荧光光谱和ANS荧光光谱研究了apo-CP43在盐酸胍条件下的稳定性.色氨酸荧光光谱观测到apo-CP43在盐酸胍作用下去折叠进程的主要特征:荧光强度先是逐渐降低,之后再逐渐升高,而最大荧光发射峰位置则一直持续红移.盐酸胍处理后apo-CP43的F360 nm/F335 nm比值逐渐增大,表明荧光最大发射峰逐步红移.当盐酸胍浓度约为5.5 mol/L时,去折叠比例趋于相对稳定状态,说明此时apo-CP43已经基本完成去折叠.荧光相图法结果显示盐酸胍诱导apo-CP43变性的过程符合三态模型.ANS荧光测定数据显示盐酸胍处理之后最大ANS荧光发射峰位置红移,并且荧光强度逐渐降低.以上数据表明在盐酸胍条件下apo-CP43是一个相对比较稳定的蛋白.     

不同施肥配比对土壤磷素固液相分配及组分的影响

以陕西长武国家长期定位试验站土壤样品为研究对象,采用25a小麦连作试验田不同氮磷配比处理11个,氮磷有机肥配施处理8个来研究不同肥料处理对磷素固液相分配及其磷素组分的影响,结果表明,黄土高原农田生态系统磷素固液相分配系数与Ca2-P和活性有机磷具有一定的相关性.同等氮素水平下(N90),随着施入磷素的增加,土壤中全磷、固相磷和液相磷的含量均呈增加趋势,而固液相分配系数却呈减少趋势.同一磷素(P90)水平下,氮素的施入对磷素利用也存在一定的影响,全磷在N135时达到最小值,固相速效磷有减少趋势,液相磷在N135时达到最大值,固液相分配系数以单施磷处理(无氮肥施入)最大.Ca2-P和活性有机磷对于磷素的固液相分配起着一定的决定作用,有机物质对磷素的有效性具有很大的激发作用.平衡施肥对磷素高效利用和减少面源污染具有很重要作用.