复合链式结构下中国林业碳库系统测度模型构建

温室气体上升导致的全球气候变暖问题不容忽视,增加森林碳汇和木质林产品碳储是缓解温室效应的有效途径。根据森林碳汇功能与林产品碳储功能的关联理论与模型,推导和改进包括森林子碳库、土壤子碳库及木质林产品子碳库在内的林业碳库核算模型及方法,以实现目标碳从森林碳库向木质林产品碳库的过渡与转移。基于气候变化背景下森林-林产品产业链的发展现状,构建包括森林子碳库和林产品子碳库的复合一体化林业碳库模型,使之为中国林业碳库的计量与评价提供判据。首先,对包含森林子碳库和木质林产品子碳库在内的世界林业碳库的发展现状进行探讨,归纳和比较国内外主流的关联林业碳库评估方法模型,从而对中国林业碳库模型的构建提供理论背景支持和逻辑方法支撑。其次,分析现有中国林业碳库评估存在的优势和弊端,找出适合中国林业特点的国家碳库创新评估路径,运用政府间气候变化专门委员会指定的生产法的思路,通过分析目标碳在林产品产业链生产、加工等过程中的流入和支出,提出创新中国林业碳库的模型构想并对其系统内涵进行分析。最后,赋予中国林业碳库系统模型数学表达,分析其数理结构并进行逻辑演绎,在森林子碳库和木质林产品子碳库两个复合链式体系下构建中国林业碳库系统测度模型(ForestProducts Carbon Model/FPCM)。     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

近50a江西省旱、涝变化趋势及驱动因素研究

基于江西省5个气象站(赣县、吉安、南城、南昌、景德镇)近50 a(1961~2010年)平均气温、最高、最低平均气温、相对湿度、风速、日照时数、降雨量等逐月平均资料,计算江西省干旱侦测指数(Reconnaissance drought index,RDI),分析旱情、涝情变化趋势。同时,运用多元回归法分析主要驱动因素。研究结果表明,1961~2010年江西省年及四个季节的降雨量、平均相对湿度与RDIst值均呈现极显著的正相关关系(p0.01),而日照时数则与RDIst值呈现极显著的负相关关系(p0.01)。降雨量对江西省旱、涝变化的贡献率最大,为42%~58%;其次是平均气温和相对湿度,分别为11%~19%和7%~19%;平均风速和日照时数对江西省旱、涝变化的贡献率较小。降雨量、相对湿度的增加,日照时数的减少共同导致了1961~2010年江西省年际尺度和春季RDIst值的增加,表明江西省总体从偏旱向偏涝转变。1961~2010年江西省夏季、秋季和冬季RDIst没有明显的增长或降低趋势。     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征

根据三峡库区初期水位涨落情况,以空间代替时间法,连续两年对典型消落带区域地上植被进行调查,通过计算生态位宽度和生态位重叠来分析不同水淹时间下优势草本植物生态位的变化特征。结果表明,一年水淹区段在未水淹时,植物生态位宽度普遍较窄,此时生态位明显特化,而第二年水淹极大的增加了适应干湿变化的物种的优势度。水淹前生态位重叠值大于0.5的只有12对,小于0.2种对为189对,其中生态位重叠值为零的为103对;水淹后生态位重叠值大于0.5的有24对,小于0.2种对为53对,其中生态位重叠值为零的为6对,说明生境由干燥到湿润的变化,对湿润环境相对适应的物种存活,优势植物生态位重叠明显增加。经两年水淹区段中,第一年以毛马唐的生态位宽度最高,其余17种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的61%,第二年以雾水葛和鳢肠的生态位宽度较大,其余15种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的50%,共同出现的物种仅有8种。生态位重叠值大于0.5的种对由5对上升到17对,生态位重叠值为零的种对由10对减低到2对,说明连续水淹产生更加均一的生境类型,对资源要求相似的物种是增加的。     

金沙江上游赠曲的鱼类与裸腹叶须鱼的食性

2013年5月和9月对金沙江上游支流赠曲的鱼类资源和裸腹叶须鱼的食性特征进行了调查研究。结果表明,赠曲现有鱼类10种,隶属2目3科5属,其中鲤科鱼类7种,占70%;鮡科2种,占20%;鳅科1种,占10%。赠曲裸腹叶须鱼的食物组成包括53种(属)的浮游藻类、原生动物和节肢动物等。硅藻门是出现率百分比、相对重要性指数和数量百分比最高的饵料生物;水生昆虫是质量百分比最大的饵料生物。裸腹叶须鱼的摄食强度存在较明显的季节差异,雨季末期的摄食强度较低。食物中植物性饵料相对重要性随着裸腹叶须鱼体长的增长而增加。综合而言,赠曲的鱼类组成较为简单,鲤科鱼类是优势类群;裸腹叶须鱼属杂食性鱼类,且摄食强度存在季节性差异。为保护赠曲鱼类,建议在赠曲梯级水力开发过程中做好鱼类栖息地保护或再造等生态补偿措施。     

农地整理项目农户耕地损失补偿额度的实证研究——基于耕地资源价值与农户受偿意愿

从耕地资源价值出发,测算农地整理项目农户耕地损失补偿额度,并基于湖北省孝感市和潜江市的农户调查数据分析农户的受偿意愿及其影响因素。研究表明:基于耕地资源价值体系,测算得到孝感市和潜江市农地整理项目农户耕地损失补偿额度分别为1 449 695.76、1 784 296.17元/hm~2;农户所期望得到的耕地损失补偿标准远低于耕地资源价值体系测算出来的理论值,两市农户对耕地损失的平均受偿意愿额度为336 197.95元/hm~2,可以农户受偿意愿为主、耕地农业生产价值和社会保障价值为辅,制定农地整理项目农户耕地损失补偿标准;受教育程度对补偿标准有显著负向影响,农户文化程度的提高有助于提高其对农地整理事业的认知程度,进而促进我国农地整理事业的发展;土地权属调整是解决农户耕地损失的一项重要措施,做好农地整理项目土地权属调整工作需充分尊重农户的意愿,并以农业现代化作为土地权属调整的目标。     

电絮凝—超滤组合工艺处理设施农业营养废液的试验研究

设施农业营养废液具有氮和磷营养元素含量高、碳元素少、病原菌多的特点,直接排放会污染环境、影响生态平衡,因此排放前需经过适当净化处理。为此,采用电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液进行处理,重点研究了电絮凝—超滤组合工艺对营养废液中污染物的去除效果,同时考察了电流密度和电解时间对处理效果的影响。结果表明,电絮凝—超滤组合工艺对大肠杆菌、总磷、总氮和总有机碳(TOC)都有一定的去除效果,在电流密度为1.78mA/cm2、电解时间为30min、超滤压力为0.16 MPa的条件下,其去除率分别为99.88%、99.76%、47.59%、28.72%。因此,电絮凝—超滤组合工艺对设施农业营养废液有较好的处理效果。     

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器(MBBR)与膜生物反应器(MBR)有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间(HRT)为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明:(1)MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。(2)MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。     

利用三七渣固态发酵灵芝菌的研究

以川芝6号为发酵菌种,对三七渣固态发酵灵芝菌的培养基制备条件进行了研究和优化。结果表明,优化的培养基制备条件为采用过60目筛的三七渣,酵母粉添加量5%(质量分数,下同),磷酸二氢钾添加量0.025%,培养基含水量70%,不调节初始pH。在此条件下进行灵芝发酵,发酵培养物中灵芝菌丝体的质量分数最高可达31.27%。