不同利用方式对江西省农田土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响

根据江西省2013年采集的16582个农田耕层(0～20 cm)土壤样点数据,运用实地调查、经典统计学与地统计学等相结合方法,研究了江西省耕地土壤碳氮磷生态化学计量特征的空间变异性及不同农田利用方式对其的影响.研究结果表明:江西省耕地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)平均含量分别为17.90、1.58和0.52 g·kg~(-1),土壤碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)和氮磷比(N∶P)平均值分别为11.72、38.29和3.38,土壤C∶N∶P比平均值为34.44∶3.03∶1,说明P是江西省耕地土壤主要的限制因素.此外,由于碳、氮、磷三者之间并不存在显著的两两相关性,表明江西省耕地土壤中不存在稳定的"Redfield ratio";半方差函数表明,江西省土壤碳、氮、磷生态化学计量特征具有中等程度的空间变异性,其空间变异特征主要受到随机性因素的影响;经ANOVA检验显示,不同农田利用方式对土壤碳氮磷生态化学计量特征影响显著(p0.05),土壤SOC和TN平均含量依次表现为:两季水田水旱轮作一季水田一季旱地两季旱地,土壤TP平均含量依次表现为:两季旱地两季水田一季水田一季旱地水旱轮作,土壤C∶N依次表现为:两季水田两季旱地一季水田水旱轮作一季旱地,土壤C∶P平均值依次表现为:水旱轮作两季水田一季水田一季旱地两季旱地,土壤N∶P平均值依次表现为:水旱轮作一季旱地两季水田一季水田两季旱地.总体而言,土壤碳、氮、磷生态化学计量比的变化特征是农田利用方式和环境因子综合作用的结果,土壤C∶N∶P比对土壤碳、氮、磷储量及养分的限制性具有重要的指示作用.     

生态环境分区管控减污降碳协同增效技术路径及实证研究——以湘潭市为例

将减污降碳协同管控纳入生态环境分区管控体系是生态环境部门落实碳达峰碳中和目标的重要举措之一。立足落实“双碳”目标,在生态环境分区管控中考虑温室气体与环境污染物排放协同管控的关键环节,研究提出将减污降碳协同管控纳入生态环境分区管控体系的理论框架,以及“源强协同—目标协同—分区协同—措施协同”的减污降碳协同管控技术路径,并在湖南省湘潭市进行实证研究,为生态环境分区管控实现减污降碳协同治理提供技术支撑。     

国际碳排放权交易模式的更替发展与协同优化路径

实现碳中和是各国应对气候变化的共同选择。碳市场作为以碳排放权交易为核心的市场机制是加速全球碳排放目标实现的重要途径之一。尽管当前全球碳市场的发展仍呈现区域性和碎片化状态,但随着能源危机的加剧,极端气候灾难的不确定性增多,未来通过碳市场领域的国际合作实现全球碳市场的协同以应对气候变化仍是大势所趋。本文试图通过对国际碳市场进行回顾和类型化总结,并就《巴黎协定》下国际碳交易模式的协同困境从技术、制度和参与程度三个维度开展分析。作者认为,如欲加快全球碳交易的协同进程,应尽快完善国际碳交易中的技术适用细节,提升碳交易相关制度的适用力度,扩大碳交易相关制度的适用范围,加强发展中国家的碳市场的基础建设,拓展发展中国家碳交易市场建设支持来源,最终建立全球碳价格统一机制。提前布局研究碳市场的跨境连接方案对于中国而言极具现实意义,本文最后对中国参与全球碳交易市场的国际合作前景作出了展望。     

碳汇生态产品的科学内涵、价值评估与实现路径

在碳达峰碳中和与共同富裕双重目标驱动下,拓展和完善生态产品价值实现机制具有重大的理论与现实意义。本文界定了碳汇生态产品的概念内涵,根据功能属性将其划分为生态调节类碳汇生态产品和物质供给类碳汇生态产品,总结了两类产品对应的实物量核算与价值量评估方法。在此基础上,提出了政府主导、市场主导和耦合互馈的碳汇生态产品价值实现路径,并提出了相应的政策保障建议。研究认为,碳汇生态产品不仅是生态产品价值实现的创新举措,也是推动碳达峰碳中和目标与共同富裕协同实现的重要路径。     

海底沉积层内CO2水合物长期储存的地质风险评估∗

新一代南海可燃冰开采、固碳和地质修复三联技术采用 CO₂水合物置换开采法,将 CO₂注入开采完后的天然气水合物储层,并在低温高压条件下以水合物形态进行长期地质封存。此方法既可实现能源开采,又能有效缓解温室效应,但目前对于海底沉积层内 CO₂水合物长期储存的海底边坡稳定性问题研究较少。基于流固耦合方法和强度折减法,模拟得到海底边坡在不同位置、不同时期的应力、应变、位移变化情况,分析边坡在水合物全分解过程中的稳定性。依据南海可燃冰储藏区域的地形条件和土体参数,设计不同真实环境下的工况,探究各项参数的改变对边坡安全系数的影响。研究结果表明,将 CO₂水合物分解度控制在安全范围内,即可施行长期海底碳封存。 在水合物分解程度到一定程度后,斜坡的塑性应变值开始急剧增加,并逐渐形成了向上连通的塑性贯通区,此刻斜坡开始发生破坏。地形条件对斜坡稳定性的改变大于土体参数,影响程度排序为斜坡坡角＞水合物层厚度＞水合物层埋深,摩擦角＞黏聚力＞弹性模量,其中关键因素为坡角和摩擦角。     

基于曝气方式控制的碳捕获预处理黑水部分亚硝化工艺

短程硝化是短程生物脱氮工艺的前提与难点,通过曝气控制实现短程硝化具有操作灵活、成本低等优点.本文采用序批式活性污泥反应器,对比分析了高氧持续曝气、间歇曝气和低氧持续曝气3种曝气方式实现碳捕获预处理黑水短程硝化的效果和微生物群落结构的差异.结果表明:相对于高氧持续曝气和间歇曝气,低氧持续曝气工况亚硝态氮累积率(NAR)更...     

生物质碳基固体酸催化剂的制备及其对酯化反应的催化性能

为了寻找一种以生物质为原料,能够温和地合成磁性碳基固体酸催化剂的路径,以生物质柚子果皮为原料合成磁性固体酸催化剂,并将其用于催化油酸和乙醇的酯化反应中。结果表明:MPC-0.4-SO_3H和MPC-0.8-SO_3H在反应温度为80℃、催化剂用量为油酸质量的7%、油醇比为1∶20、反应时间为8 h时,酯化率可达到68.0%和68.8%,高于商用催化剂Amberlyst-15的酯化率;2种催化剂耐水性好,稳定性高,重复使用3次和4次时,酯化率仍高于或接近Amberlyst-15。通过分析可知,2种固体酸活化能较低,与Amberlyst-15相比,其催化反应的速率常数更大,在生物柴油的合成中具有较好的应用前景。     

煤气化细渣制备碳硅复合材料吸附去除水中Pb2+

以煤气化细渣为原料制备了高比表面积碳硅复合材料,并利用过硫酸铵对其进行表面改性,用于吸附100.0 mg/L PbCl₂溶液中Pb²⁺。表征结果显示：碳硅复合材料的比表面积为1 347 m²/g,改性后降为474 m²/g;改性后材料表面的羟基、羰基和羧基等含氧基团的含量显著增加。实验结果表明：溶液pH为5时,改性碳硅复合材料对Pb²⁺的平衡吸附量为124 mg/g,Pb²⁺去除率可达98.2%;吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,伴有物理吸附;吸附过程分为外扩散和内扩散两个阶段,受内扩散控制。     

低压下典型可燃液体层流扩散火焰碳烟分布规律研究

对正己烷、正庚烷、正辛烷三种不同含碳量的可燃液体进行了燃烧实验,利用一台压力范围为40 kPa～101kPa的低压燃烧设备,分析了其在低压下的火焰高度、宽度及其与压力的关系,发现上述3种可燃液体的火焰高度均随压力升高而增加,火焰宽度随压力增加而减小。利用激光诱导炽光法研究了压力对三种可燃液体碳烟浓度分布的影响,包括不同高度下的径向碳烟浓度、轴向碳烟浓度和碳烟浓度峰值,结果表明低压下可燃物含碳量越高、压力越大,碳烟浓度越高;碳烟浓度峰值与压力成指数关系。     

环鄱阳湖区农田土壤有机碳影响因素空间分布格局分析及制图研究

利用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,对环鄱阳湖区农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)影响因子的空间分布格局进行系统分析,结合克里格插值方法进行土壤有机碳制图研究,同时综合比较了地理加权回归方法(GWRK)与回归克里格(Return Kriging,RK)方法在预测土壤有机碳储量结果之间存在的差异。结果表明:(1)根据Pearson相关性分析结果,所选取的各环境影响因素均与土壤有机碳具有相关性(P0.01)。(2)通过GWR模型对各影响因素空间分布格局的分析,发现SOC与坡向、年均温度和年均降水呈正相关,与坡度、植被覆盖度呈负相关。(3)GWRK法得到的土壤有机碳含量变化范围为6.35～31.93g·kg~(-1),接近采样点的实测值;RK方法得到的土壤有机碳含量变化范围在7.41～25.76 g·kg~(-1),总体空间分布特征与GWRK的结果相似,但RK方法预测的结果较为平滑,与SOC储量实际状况还存在一定差异。(4)GWR的拟合优度R~2(0.50)明显高于RK中的R~2(0.20); GWRK方法的均方根误差(RMSE)为4.58,小于RK方法的均方根误差5.35,且通过GWRK方法得出的预测结果在制图上结合采样点位置信息,使成图效果更加精细。