Biomass production and carbon sequestration potential in poplar plantations with different management patterns

Biomass production and carbon storage in short-rotation poplar plantations over 10 years were evaluated at the Hanyuan Forestry Farm, Baoying County, China. Experimental treatments applied in a split-plot design included four planting densities (1111, 833, 625 and 500 stems ha(-1)) and three poplar clones (NL-80351, I-69 and I-72). Based on the model of total biomass production developed, total plantation biomass production was significantly different in the plantations. The ranking of the plantation biomass production by planting density was 1111>833 more more than 625>500 stems ha(-1), and by components was stem>root>or=branch>leaf for all plantations. At 10 years, the highest total biomass in the plantation of 1111 stems ha(-1) reached about 146 t ha(-1), which was 5.3%, 11.6% and 24.2% higher than the plantations of 833, 625 and 500 stems ha(-1), respectively. The annual increment of biomass production over 10 years differed significantly among initial planting densities and stand ages (p<0.01), but no significant difference was observed from age 7 to 10. Mean carbon concentration among all biomass components ranged from 42-50%, with the highest carbon concentrations in stems and the lowest in leaves. Over the study period, the dynamic pattern of total plantation carbon storage by planting density was similar to that of total biomass production. At age 10, the highest total plantation carbon storage in the plantation of 1111 stems ha(-1) reached about 72.0 t ha(-1), which was 5.4%, 11.9% and 24.8% higher than in the plantations of 833, 625 and 500 stems ha(-1), respectively. The annual carbon storage increment over 10 years differed significantly among initial planting densities and stand ages (p<0.01), and it showed a pattern similar to the annual biomass production increment of the plantations. The results suggest that biomass production and carbon storage potential were highest for planting densities of 1111 and 833 stems ha(-1) grown over 5- and 6-year cutting cycles, respectively. If 3- or 4-year cutting cycles are used, the planting density should be higher than 1111 stems ha(-1) (e.g., 1667 or 2500 stems ha(-1)). Based on the mean annual carbon storage for the plantation of 625 stems ha(-1), as an estimation, the mean carbon storage in the biomass of poplar plantations (excluding leaves) amounts to 3.75x10(7) t ha(-1)yr(-1) in China.     

纵横复合收尘极板电除尘器除尘性能研究

常规电除尘器体积大,成本高,限制了其应用.本文提出了一种新型电除尘器--纵横复合收尘极板电除尘器.通试验,比较了纵横复合收尘极板电除尘器和常规电除尘器的一些影响因素,即极板电流密度的大小和均匀性,流场分布均匀性,不同电压和不同电场风速下的除尘效率等.试验结果表明,在相同条件下,纵横复合收尘极板电除尘器的极板电流密度及流场分布更均匀,除尘效率明显高于常规电除尘器.本研究对减小电除尘器体积、降低电除尘器成本和推进电除尘技术的发展有较大的现实意义.     

对喷流除尘技术在收集硫酸铵和硝酸铵粉尘中的应用研究

对喷流除尘技术利用粉尘颗粒在撞击区内来回振荡、相互碰撞并团聚的机理进行除尘.实验采用水平式对喷流除尘系统收集硫酸铵和硝酸铵的混合物粉尘,主要考察喷嘴气流速度、含尘浓度和喷雾化水润湿含尘气流对除尘效率的影响,并进行机理分析.实验表明,除尘效率随喷嘴风速的增大而升高,但喷嘴风速超过25～27 m/s后,反而下降;除尘效率随含尘浓度的增加而升高,但含尘浓度超过0 45～0.55 kg/m3后反而有所降低;喷雾化润湿含尘气流能显著提高除尘效率,最优耗水量为0.18～0.22 kg/kg粉尘,超过该值后无显著变化.实验确定的最优除尘条件为:喷嘴速度25～27 m/s、含尘浓度0.45～0.55 kg/m3、耗水量0.18～0 22 kg/kg粉尘,除尘效率最高可达96.8%.     

自动消防水炮的喷水强度分布特性及其控火性能研究

喷水强度是决定自动喷水灭火系统性能的重要参数.自动消防水炮在火灾早期可以快速响应,探测火源位置并自动喷水扑灭火灾.但如果由于某些因素不能及时响应,控制火灾的发展就是该系统的主要目标.传统的自动消防水炮研究只考虑射程和流量,没有考虑喷水的强度分布特性.本文将喷水强度引入自动消防水炮的控火性能研究,通过实验研究其在不同射程处的喷水强度分布特性,并参照不同危险等级的场所控制火灾所需的喷水强度参数来推算其有效保护区域和可控制的最大火源功率.研究结果表明:自动消防水炮在有效射程内,不同射程点的喷水强度、有效保护面积有所不同,喷水强度分布具有不均匀性.自动消防水炮应在火灾发展到最大有效保护面积之前自动或手动启动,才能达到有效控制火灾的目的.对于本文研究的某特定类型水炮,在20m至40m的射程范围内,应用于不同火灾危险等级场所,最大有效保护区域面积和可控制的最大火源功率均随射程增加而增加;而在40m至50m的射程范围内,应用于轻危险等级场所,最大有效保护区域面积随射程增加而增加,而其它危险等级场所的最大有效保护区域面积随射程增加而降低.     

基于AVMD与DPC-FCM的旋转机械无监督故障诊断方法

目的 针对旋转机械故障诊断过程中存在故障信号特征提取困难、故障诊断过程有标签数据较少、故障诊断准确率低等问题,提出自适应变分模态分解算法(Adaptive Variational Mode Decomposition, AVMD)与密度峰值算法优化的模糊C均值算法(Clustering by Fast Search and Find of Density Peaks Optimizing Fuzzy C-Means,DPC-FCM)结合的无监督诊断方法。方法 首先,将多尺度排列熵与峭度相结合的综合系数作为适应度函数,对VMD算法的惩罚因子alpha和模态个数K进行参数寻优,提取分解后本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)的平均样本熵与平均模糊熵,并输入至聚类算法中。其次,提出利用密度峰值聚类算法确定FCM的初始聚类中心,降低聚类结果的随机性。结果 将提出的无监督故障诊断模型应用到滚动轴承试验信号中,实现了准确的故障诊断。结论 AVMD在故障提取方面具有优越性,同时DPC算法可以有效提高FCM算法无监督聚类的准确性,二者结合可以有效实现旋转机械故障的智能分类。     

染色法——一种改进的丛枝菌根孢子密度快速测定方法

菌根是目前应用于煤矿区生态治理的一种新技术,菌根孢子密度是衡量菌根生态适应性的标准之一。采用改进的曲利本兰染色方法,对孢子密度测定方法作了改进,以提高测定的精度和速度。结果表明：经染色后的基质中孢子及其菌丝呈紫色,在双目显微镜下观测孢子的数量和形态很容易识别,计数的精度和速度明显提高,降低了孢子密度测定过程中的人为误差。为检验菌根技术在野外大规模的生态应用效果提供了一种快速测定方法。     

近地面NO_2浓度卫星遥感估算问题

对卫星遥感监测大气NO_2的差分算法涉及的科学问题进行了综述,包括去除大气散射和地表反射噪声影响、大气拉曼散射引起的Ring效应校正、不同大气成分分离和观测垂直归一化等问题。国际上通过剔除平流层NO_2获得对流层柱浓度产品,文章绕开平流层NO_2获取问题,提出了结合大气化学模式模拟的垂直廓线直接估算近地面NO_2浓度技术方法,以更好地满足环境空气质量的观测需求,阐述了几个影响NO_2反演精度的相关问题。     

基于有限元法的工字形结构安全优化设计

为了提高工字形结构安全力学性能,采用设计软件建立结构优化模型,通过软件Workbench进行拓扑优化辅助设计.主要对工字形结构在静载作用下开展拓扑优化设计,以质量减少百分比、最大应力、最大形变为约束条件,结构材料密度为可变参数量,结构最小体积密度设为目标函数,得出拓扑优化理想模型,为运用拓扑技术对结构安全应用领域优化提...     

细水雾抑制固体燃料火焰辐射特性的研究

采用热电偶测温系统和热流辐射传感器等仪器对细水雾施加前后火场温度及辐射热流密度进行测量.研究了不同喷雾气压下固体燃烧场的温度及辐射热流密度的变化特性.结果表明,细水雾的蒸发冷却是影响火焰热辐射的一个重要因素.在实验基础上,建立了固体可燃物燃烧场辐射热流密度的计算模型,计算结果与实验结果较为吻合.     

利用硝化细菌对煤矿固体废物生态毒性的检测

主要研究了在水或不同酸性条件下，徐州某矿矸石和煤泥可提取成份对硝化细菌硝化作用强度的影响。结果表明，矸石和煤泥在不同酸性条件下的可提取成份对硝化作用强度均产生不同程度的抑制作用，提示本方法在反映煤矿固体废物生态毒性方面有一定检测作用。