梵净山不同森林植被生物量、净生产量、碳储量及空间分布特征

为做好梵净山国家级自然保护区森林植被保护,摸清自然保护区森林植被资源家底,采用2016年第四次森林资源规划设计调查数据及变更至2019年的森林资源数据,计算和分析保护区内森林植被生物量、净生产量、碳储量.梵净山8种森林类型的总生物量为443.72×104 t,总碳储量为219.80×104 t,总生长量为29.75×1...     

CCUS技术CO2泄漏模拟及生态风险评价

碳捕获、利用和封存(CCUS)是实现大规模碳中和最具潜力的解决方案,然而对其泄漏引发的生态风险的量化研究相对较少,导致风险管理决策效率低下。该研究耦合物种敏感度分布法(SSD)和计算流体动力学(CFD)开发了CCUS封存CO₂泄漏的生态风险评估法。采用SSD对陆地生态系统中典型物种的毒性数据进行拟合并计算其基准值,采用CFD对不同场景下的受体暴露浓度开展模拟预测,采用商值法计算生态风险指数,通过Google Earth实现可视化表征,并提出合理化建议。研究表明,在SSD模型中,急、慢性效应数据最优拟合模型分别为Weibull CDF和SGompertz,生态毒性基准浓度值HC₅分别为3.25%与0.98%。在模拟的极限泄漏场景中,黄土峁梁地区CCUS示范区生态风险面积受季节风向与风速的影响较大,任何气象条件下均存在一定范围的生态风险分布,高等级生态风险范围最小为160 m,实施精准的监测并开展生态风险补偿是必要的。该研究可为CCUS大规模应用潜在的CO₂泄漏风险预测及应急管理提供理论支撑。     

海藻酸钠基多孔碳气凝胶的制备及其对水中四环素去除

采用脱硫废水中的重金属污染物原位交联使海藻酸钠形成水凝胶,再将该水凝胶在800℃的条件下制备为海藻酸钠基多孔碳气凝胶,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对该气凝胶进行了表征分析,并考察了该气凝胶对溶液中四环素的吸附行为。结果表明,该碳气凝胶具有丰富的孔隙结构,比表面积可以达到52.37 m²/g。随着溶液初始pH值的增大,碳气凝胶对四环素的吸附量逐渐降低。碳气凝胶对四环素的吸附行为更符合准二级动力学方程(R²=0.825 7),最大吸附量可以达到112 mg/g,等温吸附过程对Freundlich等温吸附模型比对Langmuir等温吸附模型拟合度更高,说明利用处理脱硫废水的凝胶废弃物制备的海藻酸钠基多孔碳气凝胶在去除水环境中的抗生素方面有较好的应用前景,实现了脱硫废水凝胶废弃物的资源化利用。     

运用碳氮稳定同位素技术探究中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的营养生态位特征

为进一步保护中华绒螯蟹栖息地和种质资源,科学评估长江蟹类的营养关系及资源的可持续开发利用,运用稳定同位素技术分析了在长江靖江、新开沙及狼山沙3个采集区域的中华绒螯蟹和无齿螳臂相手蟹的稳定同位素特征,并根据δ13C、δ15N值分析二者的生态宽幅及营养生态位面积。结果表明：中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的δ13C、δ15N值差异均具有统计学意义（P＜0.05）。中华绒螯蟹的δ13C值频率分布相对集中在-25.00‰~-23.00‰;无齿螳臂相手蟹的δ13C值频率分布相对集中在-26.00‰~-24.00‰,表明两种蟹均对某种饵料生物有所偏好,且中华绒螯蟹的δ13C值频率分布范围大于无齿螳臂相手蟹,表明其食物来源更广。中华绒螯蟹与无齿螳臂相手蟹的营养生态位存在重叠,表明二者存在饵料竞争关系。其中靖江江段两种蟹的营养生态位重叠程度最大,表明二者在靖江江段食物竞争最激烈。中华绒螯蟹的δ13C值变幅(CR)、δ15N值变幅(NR)及营养生态位总面积(Ta)均大于无齿螳臂相手蟹,说明中华绒螯蟹对于饵料资源的竞争能力更强。     

石墨相氮化碳协同UV-H_2O_2光催化降解亚甲基蓝

以三聚氰胺为前驱体,经热解—回流法制备了石墨相氮化碳(g-C3N4),采用XRD、FTIR、SEM、EDS、PL等技术对g-C_3N_4进行了表征。研究了g-C_3N_4在UV-H_2O_2体系中对废水中亚甲基蓝(MB)的光降解效果。实验结果表明,UV+g-C_3N_4催化剂+H_2O_2体系能协同降解MB,在初始MB质量浓度为20 mg/L、初始废水p H为5、废水体积为250 mL、g-C_3N_4加入量为0.10 g、H_2O_2浓度为0.4 mmol/L、反应温度为25℃的优化工艺条件下,紫外光照射70 min时MB脱色率达98.32%。g-C_3N_4催化剂具有较好的重复使用性能,使用5次后MB脱色率仍保持在95.10%。     

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)。     

欧盟碳配额现货与期货价格关系及对中国的借鉴

基于欧盟碳市场配额现货与期货的发展经验和对我国统一碳市场建设的借鉴,本文以2005-2012年欧盟碳排放权交易体系(EU ETS)欧盟配额的现货和期货价格为样本研究二者之间的关系。本文运用单位根检验(ADF检验)的方法验证现货与期货价格的序列平稳性,并在序列平稳的前提下基于协整理论研究现货价格与期货价格的长期均衡关系,反映了二者间的静态关系。但短期内这一静态关系并不成立,反而表现出一定的动态性,短期价格的变动能够真实地反映市场需求,对价格的形成起着重要作用,因而采用向量误差修正模型重点研究二者间的短期动态关系。研究表明:1碳现货价格与期货价格间有着不同程度的影响,二者存在长期均衡,但短期内受市场特定因素的影响,二者又有所偏离;2期货价格反应灵敏,偏离均衡后调整速度快于现货,而且期货的滞后期价格对现货价格影响显著,这更加突显了碳期货的价格发现作用;3期货市场涉及了投资者对市场的预期和判断,较现货交易包含了更多的投机性,价格更为灵活,波动频繁,增加了市场风险。最后,根据结论对我国碳市场建设提出一些启示和建议:针对现货与期货价格之间的动态关系,应当积极开发和利用碳期货市场,通过期货的价格发现功能形成合理碳价,同时需要增强期货市场与现货市场的透明度,实现信息的传递与分享,最终实现期货市场对现货市场的补充和完善;为规避期货价格的波动性所带来的风险,需要建立一套完善的风险防控体系,在风险可控的前提下利用期货价格对市场进行预期,及时引导市场价格,形成完善的价格机制,为全国统一碳市场建设提供价格基础。     

中国碳市场波动溢出效应研究

自2013年以来,中国已先后建立了七个区域性碳市场。研究中国碳市场之间的波动溢出效应,有助于发现在碳市场运行初期起价格引导作用的区域市场,为其它地区碳市场的发展和全国碳市场的建立提供建议。本文选择广东、湖北和深圳三个交易量最大的区域碳市场为样本,利用多元GARCH(1,1)-BEKK模型,检验其波动溢出效应。为了消除履约期的影响,本文根据履约期将样本划分为阶段一(2014年7月1日—2015年6月30日)和阶段二(2015年7月1日—2016年7月19日),分阶段进行了检验,并从市场有效性的视角解释了检验结果。波动溢出效应检验结果显示:在阶段一内,广东碳市场对湖北碳市场、湖北碳市场对深圳碳市场、深圳碳市场对广东碳市场分别存在单向的波动溢出效应;在阶段二内,只存在深圳碳市场对广东碳市场的单向波动溢出效应;在整个样本期内,只存在深圳碳市场对广东碳市场的单向波动溢出效应。基于方差比的市场有效性检验结果显示:无论是阶段一、阶段二或整个样本期,三个碳市场均没有达到弱式有效。本文进一步在多重分形检验的基础上,利用多重分形谱宽度,比较了三个碳市场的非有效性程度,结果显示:在阶段一、阶段二和整个样本期,三个碳市场有效性大小关系分别为:湖北广东深圳、深圳湖北广东、广东深圳湖北。可见,三个碳市场早期的波动溢出效应不完全符合市场有效性大小关系,而较晚期的波动溢出效应符合市场有效性大小关系,这证明了中国碳市场在阶段二相比阶段一更为成熟。本文最后对中国碳排放权交易市场的发展提出了政策建议。     

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。     

快腐剂对畜禽粪便堆肥过程中腐熟度的影响

以牛粪、菌糠和鸡粪等为材料按照两种比例调配为混合基质,在添加或不添加快腐剂的条件下在发酵桶中进行为期38 d的堆肥发酵实验,通过对发酵产物的温度、p H值、总有机碳、C/N、硝铵态氮含量和种子发芽指数等指标变化的研究,揭示了快腐剂对发酵过程的影响。结果表明,虽然快腐剂对有机物料的温度、C/N比无显著的影响,但可以促进铵态氮向硝态氮的转化,在16 d时使发酵产物NH+4-N/NO-3-N比值降为0.15,达到腐熟标准(0.16);提升种子发芽指数,在腐解29 d时使种子发芽指数达到82.76%,达到完全腐熟指标(0.8),比不添加快腐剂的处理提前了4 d左右。快腐剂的作用效果受腐解物料配比的影响。