冻融循环及有机肥配施对黑土中镉形态的影响

以黑龙江黑土为对象,研究了冻融循环及有机肥配施量对黑土中镉形态分布的影响。对配施不同有机肥的土壤样品进行5次冻融循环,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析土壤样品中镉的赋存形态。结果表明,冻融循环数及有机肥的配施有助于降低黑土中的总镉量;冻融循环会促使黑土中的镉由交换态、碳酸盐结合态、有机结合态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,而增加有机肥配施量会使黑土中的镉由交换态向其他形态转化。因此,冻融循环及有机肥配施有助于降低土壤中镉的生物有效性,进而降低其环境风险。     

不同强度岩石中开挖圆形巷道的局部化过程模拟

利用FLAC模拟了不同粘聚力条件下圆形巷道的局部化过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的F ISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为。文中模拟分为3步:首先,将静水压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后,利用编写的F ISH函数开挖巷道;最后,计算重新开始,直到达到静力平衡状态或者塑性流动状态。模拟结果表明,随着粘聚力的降低,巷道围岩的破坏模式首先由孔壁附近零星单元的破坏向4个对称的小V形坑式剪切破坏转变,然后由包含若干小V形坑的大V形坑式剪切破坏向巷道全断面的破坏转变。前三者破坏发生后,巷道围岩仍然能保持稳定。与最大塑性拉伸应变相比,最大剪切应变增量、最大塑性剪切应变要高得多;最大剪切应变增量、最大塑性剪切应变相差不大;随着粘聚力的增加,三者均越来越小。     

Modeling the carbon dynamics of the La Grande hydroelectric complex in northern Quebec

A mechanistic semi-empirical carbon cycle model of the La Grande reservoir complex in northern Quebec, Canada was conceived in order to investigate the climate impact of such a large alteration of the continental water cycle. The model includes inputs from the drainage basin, organic matter release from flooded soils, CO₂ emissions across the water-atmosphere interface and sedimentation. Most input data stems from previous research by our group on those ecosystems. The model includes the seven reservoirs of the La Grande complex and was run for periods of 50 and 100 years. Terrigeneous dissolved, particulate and suspended soil carbon fluxes and concentrations were computed. Over 100 years, 31.3 × 10¹² g C are released from flooded soils, equivalent to 28-29% of inputs from the drainage basin. 40-74% of dissolved organic carbon is mineralized. CO₂ fluxes over 100 years are 50.5-79.8 × 10¹² g C, 46.4-67.9 × 10¹² g C more than in the absence of reservoirs. The increase in mineralization of organic matter and in CO₂ emissions is a result of the increase in cumulated water residence time due to the creation of the reservoirs. Changes in other carbon sinks and sources likely offset a part of this additional carbon flux to the atmosphere. In the first years following flooding of the reservoir, organic carbon release from flooded soils exceeds CO₂ emissions, implying the downstream export of large quantities of eroded soil organic carbon. After this initial period, CO₂ emissions are fuelled by organic carbon originating from the drainage basin.     

中国出口隐含碳排放影响因素研究——基于反事实法的分析

中间消耗的"消耗规模与部门构成"是影响中国出口碳排放的重要因素。基于世界投入产出数据库(WIOD)1995—2015年数据,在部门归类与形式变换基础上,本文选取"单位产出碳排放量"、"完全消耗系数"与"出口值"为中国出口隐含碳排放的影响因子,构建"因子变动—反事实构造—效果评价"分析框架,借助规模指数与结构指数对影响因子的变化动态进行描述,并通过反事实构造对"因子变动"的影响效果进行评价。研究发现:"单位产出碳排放量"规模指数单调递减,Spearman偏度系数为右偏态,说明相比于意愿产出而言,非意愿产出"碳排放量"具有内在的规模不经济;"中间消耗"规模指数与碳偏向性指数在截面上始终处于高位水平,时序上出现了显著的递增趋势,说明中国单位出口值的中间消耗量偏大,消耗投入在结构上偏向于高碳部门,与"技术前沿国"美国存在显著"技术差距";"出口值"规模指数呈现"平缓扩张——快速攀升——V型震荡"的阶段性特征,结构指数经历了以基期2002年为顶点、"先下降、后上升、再平稳"的变化轨迹,说明"出口值"作为最具弹性的影响因子,受"亚洲金融危机"、"加入世界贸易组织"与"美国次债危机"等外部冲击的影响明显,对出口碳排放的推动作用存在伸缩性与阶段性差异。从"因子变动"影响效果来看,中国产出、中间消耗与出口的部门构成具有内生关联,均显著偏向于高碳部门,对出口隐含碳排放增长产生了叠加性的"正向"扩张效应。基于此,本文认为,总量控制与结构优化的视角需从产品环节向中间消耗环节扩展,现阶段应深化要素市场改革,加速要素禀赋升级,借力要素价格机制与差别化产业规制政策,从上游环节抑制出口碳排放的输入来源。     

畜牧业“碳排放”到“碳足迹”核算方法的研究进展

全球变暖趋势日益加剧,不仅影响农业可持续发展,而且威胁到人类生存。畜牧业碳排放因其在农业碳排放中乃至全球碳排放中占比较大而日益备受关注。准确核算畜牧业碳排放是制定切实可行的碳减排政策的前提,也为我国在气候变化下承担共同但有差别的减排责任提供话语权。本文基于研究范式的演进,对畜牧业碳排放到碳足迹核算方法的研究发展进行了系统梳理,研究表明,在学者的不断研究与质疑下,畜牧业碳排放到碳足迹的核算方法经历了从OECD核算法、IPCC系数法到生命周期法与投入-产出法的演变与完善,学术界认为区域异质性、养殖规模与管理方式均影响碳足迹;散养比规模化养殖产生更多的碳排放,舍饲比户外放牧排放更多的碳。畜牧业碳足迹核算能够更加全面地反映畜牧业全生命周期的碳排放情况,但由于研究假设、研究方法及研究样本等差异导致不同区域、不同畜产品的碳排放核算结果存在不确定性。运用生命周期法和投入-产出法对欧盟成员国畜牧业碳排放的核算结果基本一致,但运用IPCC系数法和全生命周期法对中国畜牧业碳排放核算中,牛、猪和羊的碳排放量排序结果不尽一致。鉴于核算结果的差异性,本研究对不同核算方法的起源、最早采用时间、特点、局限性等方面进行了归纳总结,并建议后续研究探讨基于生命周期评价的畜牧业碳足迹研究边界的延伸性,标准化畜牧业碳排放或碳足迹核算,避免学者重复核算畜牧业碳排放,以便深入展开畜牧业碳排放其他方面的研究。     

长江中上游防护林体系森林植被碳贮量及固碳潜力估算

基于“八五”期间长江中上游流域各省的森林资源调查资料，结合经典的材积源生物量法估算了长江中上游防护林体系生物量碳密度和碳贮量，并根据不同树种生物量-生产力回归关系推算了该地区当前的固碳潜力。结果表明：长江中上游地区森林平均碳密度为2575 t/hm2；碳贮量为1 39459 Tg (1 Tg = 1012 g)，其中林分（包括经济林）碳贮量为1 20430 Tg，灌木林为13437 Tg，竹林为5592 Tg，三者分别占总碳贮量的8636%、963%和401%。整个防护林体系森林植被的固碳潜力为36856 Tg/a。位于本区西部的四川盆地嘉陵江流域和西部高山峡谷区，其森林碳密度、碳贮量和固碳潜力较高，而东部地区的川鄂山地长江干流、鄱阳湖水系以及洞庭湖水系相对较低，因此，长江中上游森林碳密度、碳贮量和固碳潜力总体上呈现自西向东逐渐降低的趋势。     

过江通道建设对相对落后地区发展的影响——以江苏省南通市为例

苏通大桥及沪崇苏通道的建设将引致区域交通格局的演化，从而对相关地区经济社会发展产生深远影响。对于相对落后的南通市而言，快速过江通道建设既是促进发展的良好机遇，同时也将带来新的挑战和威胁：（1）交通可达性改善明显，南向联系趋于便捷，运输成本相应减小，要素集聚呈现加速态势，但优质要素面临流失威胁；（2）产业规模迅速扩张，但以低层次产业为主，进一步加大了产业层次提升的压力，同时建设用地的盲目扩张和散乱布局，使得空间开发无序风险加剧；（3）进入上海都市圈的紧密圈层，有望成为长江三角洲北翼重要的次中心城市，但面临的竞争压力也不断增大。为促进南通市的可持续发展，政府部门应在推进都市区建设、促进要素集聚、空间资源的合理和统筹利用等方面制定科学有效的区域政策。     

光催化氧化降解垃圾渗滤液中溶解性有机物

研究了UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液过程中溶解性有机物(DOM)的变化特征。结果表明:在适宜条件下,UV-TiO2光催化氧化降解垃圾渗滤液的色度、COD和DOC的去除率分别可达97%、72%和60%;紫外光谱分析说明渗滤液DOM中包括多种含有共轭双键、羰基的大分子有机物及多环芳香类化合物,不同光催化处理液中DOM具有基本一致的结构单元和官能团;红外光谱分析说明渗滤液DOM中含有大量包括羟基、羧基、氨基和苯环的芳香族化合物,在光催化处理液中这几种官能团都能被有效降解;GC/MS分析结果表明,渗滤液DOM中含有72种有机污染物,醇类、羧酸和酮类分别为25、14和12种;在光催化72 h处理液中,有机物减少为44种;酯类和醇类较多,分别为12种和16种;酮类8种,羧酸没有检出。     

ABR处理硫酸盐有机废水的BP神经网络建模

通过厌氧折流板反应器(ABR)处理硫酸盐有机废水的实验数据对BP神经网络进行训练,建立了ABR处理硫酸盐有机废水的BPNN模型,通过测试对比,找出了较优训练函数为traingda,较优训练次数为1 900.利用分割连接权值法(PCW)对影响出水SO42-和COD的主要因素进行分析,结果显示进水COD、SO42-、pH、COD/SO42-和HRT对出水SO42-和COD均产生一定影响,其中进水pH对出水SO42-和COD的影响最大,相对重要性(RI)指数分别为30.79％和23.44％;并通过样本试验数据分别建立了对SO42-和COD去除率的限制因子仿真模型,为预测硫酸盐有机废水的厌氧处理过程提供指导.     

有机酸土柱淋洗法修复重金属污染土壤

通过室内模拟实验,采用土柱淋洗方法,研究草酸、柠檬酸、乙酸和酒石酸溶液对某电镀厂附近土壤中重金属的去除效果。探讨了淋洗剂浓度、淋洗次数和淋洗时间等对淋洗效果的影响,研究草酸淋洗前后土壤中重金属形态的变化。结果表明,淋洗过程中铬的去除效果明显滞后于铜、锌和镍3种重金属离子。1 mol/L的草酸在土水比为1∶1,淋洗5h,淋洗4次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cu、Zn、Ni和Cr的去除率分别是99.6%、66.98%、88.7%和18.23%。