有机肥及补充灌溉对旱地农田温室气体排放的影响

在农业生产中,提高作物产量减少农田温室气体排放具有重要意义.本文采用静态箱-气相色谱法,在黄土高原半干旱半湿润区,以单施氮肥180 kg·hm~(-2)(以N计)为对照,研究了氮肥180 kg·hm~(-2)+有机肥45×103kg·hm~(-2)(NM)、氮肥180 kg·hm~(-2)+有机肥45×103kg·hm~(-2)+拔节期灌水(NMW)处理在冬小麦生育期温室气体的变化规律及其综合增温潜势(Global warming potential,GWP),并计算温室气体排放强度(Greenhouse gas intensity,GHGI),以明确有机肥及补充灌溉的增产潜力及对温室气体的减排效果.结果表明:(1)整个生育期CO_2排放速率随作物生长发育的加速而逐渐加快,接近成熟期其排放速率降低;N_2O排放峰均出现在施肥、降雨及灌水后.NM、NMW处理的CO_2累积排放量(以C计,下同)分别为14933.35 kg·hm~(-2)、15929.74 kg·hm~(-2),比对照分别增加了22.8%、31.0%;N_2O累积排放量(以N计,下同)分别为0.48kg·hm~(-2)、0.52 kg·hm~(-2),比对照分别降低了23.8%、17.5%;CH4累积吸收量分别为1.73 kg·hm~(-2)、1.87 kg·hm~(-2),比对照分别降低了18.4%、11.8%.(2)CH4吸收速率与土壤温度呈显著性正相关,而与土壤含水量呈显著性负相关;CO_2排放速率与土壤温度及含水量均呈显著性正相关;N_2O排放速率与土壤温度、含水量及硝态氮含量均呈显著性正相关,与铵态氮含量呈负相关.(3)NM、NMW处理的GWP比对照分别降低了27.8%、21.2%;NM、NMW均显著增加了小麦产量,增产率分别为24.6%、36.7%.NM、NMW的GHGI比对照分别降低了41.9%、42.4%.说明在施用有机肥及有机肥加补充灌水在增加作物产量的同时,达到了温室气体减排的作用.     

中国省域农业源非CO2温室气体排放的影响因素分析与峰值预测

运用IPCC清单方法核算了中国各省(直辖市、自治区)农业源非二氧化碳(非CO₂)温室气体(GHG)的排放,基于Tapio弹性脱钩理论和情景预测法、STIRPAT模型和向量自回归模型(VAR)预测了其达峰时间和规模,并结合对数平均迪氏指数(LMDI)模型、STIRPAT模型和固定效应模型识别了中国农业非CO₂ GHG排放的影响因素.结果表明,高情景和中情景下中国农业非CO₂ GHG排放量整体呈上升趋势,到2050年仍未达峰;2018—2050年低情景下GHG排放量整体呈下降趋势,其中,低情景下已于2018年达峰,峰值为0.73×10⁹ t (以CO₂-eq计,下同);北京市、上海市、江苏省、浙江省、福建省、广东省、海南省、重庆市、四川省和青海省农业生产与其农业非CO₂ GHG排放呈强脱钩状态,其余21个省(直辖市、自治区)呈弱脱钩状态;除天津市和黑龙江省以外的29个省(直辖市、自治区),经济和人口为农业非CO₂ GHG排放的促进因素,效率和结构为其抑制因素.     

地膜覆盖对菜地土壤剖面温室气体的影响

为了解地膜覆盖对菜地剖面温室气体的影响,本研究利用扩散箱法测定了2014-2015年西南地区辣椒-萝卜轮作菜地10、20和30 cm土壤剖面的CH₄、CO₂和N₂O的浓度.结果表明,整个观测季覆膜（F）和不覆膜（NF）处理土壤剖面的CH₄浓度均随土壤深度增加而降低.与NF相比,覆膜极显著提高了辣椒季30 cm土层的CH₄浓度（p<0.01）,但极显著降低了萝卜季20 cm土层的CH₄浓度（p<0.01）,且对观测季其他土层的CH₄浓度无显著影响（p>0.05）;与CH₄相反,整个观测季覆膜和不覆膜处理土壤剖面的CO₂浓度均随土壤深度增加而增加.与NF相比,覆膜显著提高了辣椒季30 cm土层和萝卜季各土层的CO₂浓度（p<0.05）;与CO₂相似,整个观测季节覆膜和不覆膜处理土壤剖面的N₂O浓度均随土壤深度增加而增加.与NF相比,覆膜对辣椒季各土层的N₂O浓度影响不显著（p<0.05）,却显著增加了萝卜季各土层的N₂O浓度（p<0.05）.总之,在辣椒季,地膜覆盖有利于深层土壤（30 cm） CH₄和CO₂的积累,而对N₂O的影响却不显著.在萝卜季,地膜覆盖不利于中层土壤（20 cm） CH₄的积累,但有利于各土层CO₂和N₂O的积累.Pearson相关性分析结果表明,在辣椒季,各处理10 cm土层的CH₄浓度与土壤充水孔隙度（WFPS）呈显著正相关（p<0.05）,各处理10 cm土层的CO₂浓度与各环境因子相关性均不显著（p>0.05）.与CO₂类似,覆膜处理10 cm土层的N₂O浓度与各环境因子相关性不显著（p>0.05）,但不覆膜处理10 cm土层的N₂O浓度与WFPS呈显著正相关（p<0.05）.在萝卜季,各处理10 cm土层的CH₄浓度与各环境因子相关性不显著（p>0.05）,各处理10 cm土层的CO₂和N₂O浓度与地下10 cm温度和土壤氮素呈显著正相关（p<0.05）.WFPS是影响10 cm土层CH₄浓度的主要因素,土壤温度和土壤氮素是影响10 cm土层CO₂浓度的主要因素,WFPS、土壤温度和土壤氮素是影响10 cm土层N₂O浓度的主要因素.     

轻型纯电动汽车生产和运行能耗及温室气体排放研究

基于中国本地化的环境负荷数据,建立了电动汽车全生命周期模型,深入分析和评估了电动汽车生产和运行两个阶段的能耗及温室气体排放(Greenhouse gases,GHGs).结果表明:电动汽车生产和运行过程的总能耗为474 GJ;GHGs为40500 kg(以CO2当量计),电动汽车生产和运行过程的GHGs分别占总排放量的23.5%和76.5%.对于电动汽车生产过程能耗和GHGs而言,原材料生产均为主要贡献者,GHGs占到车辆生产过程的74.6%,占生命周期的17.5%.另外,情景分析表明,再生材料应用、单位电力GHGs和百公里电耗能够在很大程度上影响电动汽车的碳排放.再生金属替代原生金属后,从情景1到情景5,车辆生产的GHGs下降了约22.2%,车辆生产和运行过程的总GHGs下降了约4.7%;单位电力GHGs每下降1%,电动汽车运行GHGs下降0.9%;电动汽车百公里电耗每下降1.0%,车辆生产和运行过程总GHGs下降约1.0%.因此,发展清洁能源、降低火力发电比例、优化原材料生产工艺、提高再生原材料用量等,是有效降低电动汽车全生命周期过程总能耗和GHGs的重要途径.     

环境因素对土壤含硫气体释放的影响

研究了温度、光照条件两种环境因素对添加不同硫源（胱氨酸、硫酸二乙酯和硫酸钠）土壤含硫气体释放的影响。结果表明,随着培养温度升高,含硫气体释放量增大,而且释放气体种类增多。COS在各种不同处理的土样中均有释放。除添加硫酸二乙酯的土样外,其它各种土样COS释放量与培养温度有很好的相关性,相关系数在0．95以上。添加胱氨酸的土样,含硫气体释放明显高于其它土样,光照条件变化对各种含硫气体释放量影响不大,但在弱光和无光照条件下检出的含硫气体种类较多。     

低碳经济与农业发展思考

大气中碳浓度的升高是导致全球气候变化的主要原因.以低能耗、低排放、低污染为特征的低碳经济是目前人类应对全球气候变化,减缓温室气体排放的根本出路.农业生产与全球气候变化息息相关,农业是温室气体的第二大重要来源,如何减少农业温室气体排放量并探寻减排方法已经成为当务之急.从低碳经济这一热点问题谈起,论述了农业生产与全球气候变化的关系,以及当前农业面临的问题和挑战,提出了发展低碳农业的对策以及具体措施,旨在为呼应低碳经济,应对全球气候变化提供科学决策,促进现代农业由高碳经济向低碳经济转型,实现农业的可持续发展.     

2016-2020年常州市温室气体浓度及相关因素分析

基于2016-2020年常州市主要温室气体的监测数据,采用长时间序列分析和相关性分析等方法,研究了二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)浓度的变化趋势,分析了CO2和CH4与污染物和气象要素的相关性,初步探讨了生物源和人为源的影响.结果 表明:常州市大气CO2和CH4年平均浓度分别为416.4 ppm和1635.7 ppb...     

Heterogeneous reaction of SO2 on CaCO3 particles: Different impacts of NO2 and acetic acid on the sulfite and sulfate formation

Despite the heterogeneous reaction of sulfur dioxide (SO₂) on mineral dust particles significantly affects the atmospheric environment, the effect of acidic gases on the formation of sulfite and sulfate from this reaction is not particularly clear. In this work, using the in-situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) technique, we employed a mineral dust particle model (CaCO₃) combined with NO₂ and acetic acid to investigate their effects on the heterogeneous reaction of SO₂ on CaCO₃ particles. It was found that water vapor can promote the formation of sulfite and simulated radiation can facilitate the oxidation of sulfite to sulfate. The addition of NO₂ or acetic acid to the reaction system altered the production of sulfate and sulfite accordingly. There was a synergistic effect between NO₂ and SO₂ that promoted the oxidation of sulfite to sulfate, and a competitive effect between acetic acid and SO₂ that inhibited the formation of sulfite. Moreover, light and water vapor can also affect the heterogeneous reaction of SO₂ with the coexistence of multiple gases. These findings improve our understanding of the effects of organic and inorganic gases and environmental factors on the formation of sulfite and sulfate in heterogeneous reactions.     

受限空间瓦斯爆炸与氢气促进机理研究

为探索受限空间中瓦斯爆炸及氢气对爆炸过程的影响,采用GRI-Mech 3.0甲烷燃烧机理,建立受限空间中瓦斯爆炸的数学模型,应用CHEMKIN软件,对受限空间内瓦斯爆炸过程及氢气对反应物浓度、活化中心浓度、主要致灾性气体浓度的影响进行模拟分析。通过对反应机理的敏感性分析,找出影响瓦斯爆炸及爆炸后主要致灾性气体生成的关键反应步。结果表明:混合气中分别充入0.5%,2%,3.5%氢气时,爆炸时间分别提前0.005 7,0.010 5,0.011 1 s;爆炸后压力分别提高2.53,4.05,7.60 kPa;爆炸后温度分别提高20,60,100 K。由此可见,随着混合气中氢气含量的增加,瓦斯引爆时间越来越短,其爆炸强度也随之增大,且氢气在一定程度上对有害气体CO,CO2,NO,NO2的生成有很大影响。     

An analysis of the use of life cycle assessment for waste co-incineration in cement kilns

Life cycle assessment, LCA, has become a key methodology to evaluate the environmental performance of products, services and processes and it is considered a powerful tool for decision makers. Waste treatment options are frequently evaluated using LCA methodologies in order to determine the option with the lowest environmental impact. Due to the approximate nature of LCA, where results are highly influenced by the assumptions made in the definition of the system, this methodology has certain non-negligible limitations. Because of that, the use of LCA to assess waste co-incineration in cement kilns is reviewed in this paper, with a special attention to those key inventory results highly dependent on the initial assumptions made. Therefore, the main focus of this paper is the life cycle inventory, LCI, of carbon emissions, primary energy and air emissions. When the focus is made on cement production, a tonne of cement is usually the functional unit. In this case, waste co-incineration has a non-significant role on CO₂ emissions from the cement kiln and an important energy efficiency loss can be deduced from the industry performance data, which is rarely taken into account by LCA practitioners. If cement kilns are considered as another waste treatment option, the functional unit is usually 1 t of waste to be treated. In this case, it has been observed that contradictory results may arise depending on the initial assumptions, generating high uncertainty in the results. Air emissions, as heavy metals, are quite relevant when assessing waste co-incineration, as the amount of pollutants in the input are increased. Constant transfer factors are mainly used for heavy metals, but it may not be the correct approach for mercury emissions.