Carbon dioxide flux as affected by tillage and irrigation in soil converted from perennial forages to annual crops

Among greenhouse gases, carbon dioxide (CO(2)) is one of the most significant contributors to regional and global warming as well as climatic change. A field study was conducted to (i) determine the effect of soil characteristics resulting from changes in soil management practices on CO(2) flux from the soil surface to the atmosphere in transitional land from perennial forages to annual crops, and (ii) develop empirical relationships that predict CO(2) flux from soil temperature and soil water content. The CO(2) flux, soil temperature (T(s)), volumetric soil water content (theta(v)) were measured every 1-2 weeks in no-till (NT) and conventional till (CT) malt barley and undisturbed soil grass-alfalfa (UGA) systems in a Lihen sandy loam soil (sandy, mixed, frigid Entic Haplustoll) under irrigated and non-irrigated conditions in western North Dakota. Soil air-filled porosity (epsilon) was calculated from total soil porosity and theta(v) measurements. Significant differences in CO(2) fluxes between land management practices (irrigation and tillage) were observed on some measurement dates. Higher CO(2) fluxes were detected in CT plots than in NT and UGA treatments immediately after rainfall or irrigation. Soil CO(2) fluxes increased with increasing soil moisture (R(2)=0.15, P<0.01) while an exponential relationship was found between CO(2) emission and T(s) (R(2)=0.59). Using a stepwise regression analysis procedure, a significant multiple regression equation was developed between CO(2) flux and theta(v), T(s) (CO(2) [Formula: see text] ; R(2)=0.68, P0.01). Not surprisingly, soil temperature was a driving factor in the equation, which accounted for approximately 59% in variation of CO(2) flux. It was concluded that less intensive tillage, such as no-till or strip tillage, along with careful irrigation management will reduce soil CO(2) evolution from land being converted from perennial forages to annual crops.     

2000年北京沙尘暴源地解析

2000年我国北方春季干旱少雨,气温回升快,低涡频繁侵入,4月3～9日连续3次冷空气活动,造成了北京地区严重的沙尘暴天气。笔者利用卫星云图和中尺度数值模式MM5,分析了该次沙尘暴源地及沙尘输送机制。结果证明,北京沙尘暴初始源地为蒙古高原及冷涡移动路径上的沙漠戈壁地区;北京周边地区裸露地的沙尘在气旋尾部上升气流的扰动下,亦形成了边界层的近距离输送。      

象山港海域水质时空格局的自组织特征映射神经网络识别

于2007—2008年对象山港23个站点(包括10个电厂站点)的水质样品进行连续2年的季节性采集,采用SOM(Self-Organizing Map)工具箱,结合k-nn(knearest neighbors)神经元聚类对15个水质参数进行分析,以探明象山港海域水质时空变化并识别敏感的影响区域.结果显示,象山港海域N/P(物质的量比)平均值为27.0.水体污染指数(AI)和海水营养指数(NI)分别指示整个象山港水质处于严重污染和富营养化状态,但水质加权指数(WDX)显示,加权水质标准未超过3类水质,说明传统的AI和NI指数不能反映象山港的实际水质状况.经SOM分析发现,象山港海域各取样站点按季节和空间格局可分为8个聚类组.从季节上看,pH和油类含量在春季最低;夏季水温、COD、NO2--N最高,而DO最低.NO3--N、DIN、DIP在秋冬季节高于春夏季节,但透明度相反.Chl-a含量以夏季最高,冬季最低.GLM(General Linear Model)方差分析显示,不同季节的安全性指数(SFT)和N/P无显著差异(p>0.05),而NI、AI和WDX差异极显著(p<0.01).空间分析显示,象山港水体可分为港底区和口中部区,其中,港底区盐度、pH显著低于口中部区(p<0.01),而NO2--N、NH4+-N、DIN、DIP、Chl-a则显著高于口中部区(p<0.05).除WDX无显著差异外,港底区的N/P显著低于口中部区(p<0.01),而NI、AI、SFT相反(p<0.05).建议港区底部宜采用养殖大型海藻方式以减轻富营养化,此外,冬季黄墩港的水体中粪大肠菌群严重超标,生食该季节贝类产品时需要检测.     

泰山区水环境监测网络优化研究

对泰山区目前水环境监测网络系统进行了综合分析评价 ,采用专家权重评估、物元分析方法对原监测断面进行了优化研究 ,在此基础上建立起新型监测网络的地理信息系统     

龙子祠泉域岩溶地下水水化学特征及成因

龙子祠岩溶水是临汾市工农业生产和城市水源地.查明污染特征及成因,对合理开发利用岩溶地下水资源与泉域生态保护具有重要的意义.本研究以龙子祠泉域岩溶地下水系统为研究对象,通过样品采集与同位素分析,综合运用水化学(Durov图、离子比例、Gibbs图、硫同位素和氢氧同位素)方法分析地下水水化学特征.揭示了龙子祠泉水的水文地球化学特征和环境同位素特征.龙子祠泉域岩溶地下水水化学场从深埋滞留区到补给区到径流、排泄区具有明显的分带性.龙子祠岩溶地下水主要为SO₄·HCO₃-Ca和SO₄·HCO₃-Ca·Mg型水,SO₄^2-值为61.6～1 503 mg·L^-1,均值为481.4 mg·L^-1,SO₄^2-超标比例为70.3%.其SO₄^2-主要来源于石膏的溶解和煤系地层FeS₂氧化,其中龙子祠泉水中SO₄     

湍流器对湿法脱硫塔内热态流场影响的数值模拟

为了达到燃煤电厂超低排放的要求,运用CFD技术对装有3种不同孔隙率与不同湍流单元直径的湍流器的脱硫塔内热态流场进行数值模拟,分析速度、温度和压力分布随孔隙率和湍流单元直径的变化规律,揭示湍流器的作用机理。气、液两相分别选用RNG k-ε湍流模型和拉格朗日颗粒轨道模型,并结合SIMPLE算法进行数值模拟。模拟结果表明：安装湍流器可明显改善脱硫塔内烟气流场的均匀性,使横截面的速度标准方差减小到1.0以下,并有效延长浆液驻留时间,提高吸收区的气液接触概率及浆液利用率;在综合考虑流场分布、气液掺混程度与能量损失的情况下,安装孔隙率为50%、湍流单元直径为1.2 m的湍流器效果最佳。研究结果可为大型电厂脱硫塔中湍流器的优化及选用提供依据。     

地铁隧道回填段围岩失稳影响因素权重分析

为了能够更好的分析出对隧道回填段围岩影响因素的权重关系,对比了7种常用权重分析法的优缺点,并进行方法选择.然后,在地铁隧道回填段权重分析中采用层次分析法AHP,研究影响回填隧道围岩稳定不同层级的权重排序,研究结果显示含水率、含石量处于首要、次要位置.最后,通过敏感度图直观的反映出了各个影响因子的敏感度大小,展示了各因子...     

煤堆内CO浓度分布与变化规律的数值模拟

为了明确空隙率和风速等对煤堆长期堆放过程中堆内CO浓度（体积浓度）的影响规律,为煤堆长期堆放过程中和受扰动后的安全及环境问题提供理论支持,使用COMSOLMultiphysics5.0建立二维数值模拟模型,研究了堆内CO浓度随堆放时间、空隙率、风速变化时的分布与变化规律。结果表明,空隙率和风速低时堆内CO分布具有"烟囱"现象,且浓度高,随堆放时间延长堆内最大CO浓度具有"增长-降低-稳定"三段式变化规律,风速低时最大浓度与时间之间服从Gauss Amp函数分布,风速较大或时间较长堆内最大CO浓度基本稳定。     

基于风险矢量图的多场景保护层分析方法研究

为解决多场景保护层分析(LOPA)存在的问题,建立风险矢量导图,将事故场景、独立保护层、修正因子、事故后果发生频率等因素进行系统分析,分别采用最大值法求和法计算后果发生频率,探讨多重初始事件导致事故发生频率的最优计算方法;阐述点火源、暴露因子以及致死概率等修正因子的使用方法并提出改进建议,避免常规LOPA下致死概率过高...     

基于文献计量的重金属污染土壤修复材料研究热点和前沿分析

基于Web of Science（WoS）核心合集数据库和中国知网（CNKI）,采用文献计量学方法和可视化分析软件揭示国内外重金属污染土壤修复材料研究领域近20年来的发展脉络、研究热点及发展方向。结果显示,相较于2001—2004年,2013—2016年和2017—2020年重金属污染土壤修复材料研究领域发文量显著增加,增长率分别为1 302%和2 201%。我国在该领域研究起步较晚,但发展迅速。关键词热点分析显示,当前污染修复研究侧重于农田土壤修复治理,重金属镉、铅及钝化材料应用。关键词聚类分析显示,钝化材料筛选和应用是当前热点主题,其中钝化材料修复机理和效果评估是该主题的重点和难点。当前农田土壤重金属污染修复材料研究正处于快速发展时期,钝化材料的功能化改性及其在农田应用中的研究有望取得较好的修复成效,绿色无污染和安全可持续的修复材料研发和应用是当下及未来的研究热点。