人地协同论：可持续发展模型构建的基础

人地协同论是在陆地系统科学、非线性系统理论基础上建立起来的关于可持续发展的一个数理模型,它以社会与自然的交互作用、交界面性质及其演化规律为研究对象。本文根据系统生态学理论,提出了关于可持续生存的数学定义。     

畜牧业“碳排放”到“碳足迹”核算方法的研究进展

全球变暖趋势日益加剧,不仅影响农业可持续发展,而且威胁到人类生存。畜牧业碳排放因其在农业碳排放中乃至全球碳排放中占比较大而日益备受关注。准确核算畜牧业碳排放是制定切实可行的碳减排政策的前提,也为我国在气候变化下承担共同但有差别的减排责任提供话语权。本文基于研究范式的演进,对畜牧业碳排放到碳足迹核算方法的研究发展进行了系统梳理,研究表明,在学者的不断研究与质疑下,畜牧业碳排放到碳足迹的核算方法经历了从OECD核算法、IPCC系数法到生命周期法与投入-产出法的演变与完善,学术界认为区域异质性、养殖规模与管理方式均影响碳足迹;散养比规模化养殖产生更多的碳排放,舍饲比户外放牧排放更多的碳。畜牧业碳足迹核算能够更加全面地反映畜牧业全生命周期的碳排放情况,但由于研究假设、研究方法及研究样本等差异导致不同区域、不同畜产品的碳排放核算结果存在不确定性。运用生命周期法和投入-产出法对欧盟成员国畜牧业碳排放的核算结果基本一致,但运用IPCC系数法和全生命周期法对中国畜牧业碳排放核算中,牛、猪和羊的碳排放量排序结果不尽一致。鉴于核算结果的差异性,本研究对不同核算方法的起源、最早采用时间、特点、局限性等方面进行了归纳总结,并建议后续研究探讨基于生命周期评价的畜牧业碳足迹研究边界的延伸性,标准化畜牧业碳排放或碳足迹核算,避免学者重复核算畜牧业碳排放,以便深入展开畜牧业碳排放其他方面的研究。     

Proposing of new building scheme and composite towards global warming mitigation for Malaysia

The building sector has been regarded as a potential sector where there is large capacity to reduce the climate change effect. This study has proposed solutions to mitigate environmental impacts and achieve low CO₂ emission from residential sector. Therefore, full life cycle assessment (LCA) has been run to assess the CO₂ emission and its effect on the atmosphere and climate change. Based on the result, timber scheme is the best choice due to releasing less CO₂ emissions to the atmosphere. However, house builders in Malaysia have almost completely neglected timber as a building material, with timber use as building components reduced to 5%. In this study, LCA Software was used to assess CO₂ emissions from different wall construction. The alternative building scheme has been made by reinforce steel stud, wooden beam and timber wall (S8) to improve the scheme deficiency while releasing less CO₂ emissions compared to other schemes. Therefore, S8 has a decreased CO₂ effect by 85% less than precast concrete frame and 90% less than brick over their lifetime. (S8) increased the load bearing compared to conventional timber beam. Thus, new scheme S8 could be replaced by current scheme and promote more adjustable scheme for Malaysian housing.     

公交车燃用B5生物柴油的非常规污染物排放特性及对区域大气污染物减排的作用

为推行区域大气污染联合防治并推广使用B5生物柴油,基于重型底盘测功机,采用C-WTVC循环,对比研究满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的柴油公交车分别燃用国Ⅴ柴油、京Ⅵ柴油和B5生物柴油时的非常规污染物排放特性。结果表明：相比京Ⅵ柴油在采用B5生物柴油后,在不同耐久里程下的所有样车整体上的1,3-C4H6排放因子平均降低20.53%;C6H6排放因子平均降低7.67%;C7H8排放因子平均降低11.22%;HCHO排放因子平均降低14.92%;SO2排放因子平均降低6.09%。实验证明城市公交车在燃用B5生物柴油后的非常规污染物排放均降低。城市公交车推广使用B5生物柴油可有效净化大气质量,对区域大气污染物减排有着重要意义。     

西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术综合评价

畜禽粪污处理技术在不同地区适用性有较大差异。为全面、客观、科学地筛选出适宜西北地区的畜禽粪污处理技术,将生命周期评价、费用效益评价与层次分析法耦合,从技术、经济、气候、直接环境影响与间接环境影响5个方面,建立了包含18项指标的西北生态脆弱区畜禽粪污处理技术评价体系;以兰州市畜禽粪污处理技术为例,分析好氧堆肥、厌氧发酵、垫料利用3种处理技术的适用性。结果表明：兰州市畜禽粪污处理技术适用性综合排序为垫料利用（72.21分）>好氧堆肥（71.55分）>厌氧发酵（68.79分）,垫料利用技术更适宜在西北地区推广;垫料利用技术环境友好性明显优于厌氧发酵和好氧堆肥技术;使用好氧堆肥和厌氧发酵技术处理畜禽粪污可为养殖场增加额外收益。该研究可为西北地区畜禽粪污处理技术模式构建和优化提供指导。

     

交替冻融对东北地区典型土壤氮磷浓度的影响

研究了交替冻融对东北地区黑土、暗棕壤和水稻土中的全氮、有效氮、全磷和有效磷的影响。结果表明,经过15次交替冻融后,三种类型土壤的全氮浓度均未发生明显变化,说明在交替冻融过程中,硝化与反硝化共同作用并不明显。由于冻融作用增强土壤释水性和水分渗透性,经15次交替冻融后,黑土、暗棕壤和水稻土的有效氮浓度均有所升高,以水稻土最显著,上升了31.25%。三种土壤全磷浓度均在初次冻融后大幅增高,总体呈升高趋势,分析原因主要是冻融作用破坏了土壤团聚体,增加了与消化液反应的机会。经15次交替冻融后,黑土和水稻土的有效磷浓度分别上升17.72%和56.16%,暗棕壤的有效磷浓度下降35.19%,这说明交替冻融过程中土壤有效磷的变化不但取决于土壤的C/P,还受土地利用类型的影响,林地的有效磷浓度可能由于发生磷的净固定而降低。     

规模化养猪场生命周期环境影响评价

利用生命周期评价(LCA)方法建立规模化养猪场系统能源消耗和污染物排放清单,对系统生命周期不同阶段环境影响进行评价,通过评价找出降低环境影响的方法。研究了四个环境影响类型：能源消耗、富营养化、全球变暖和环境酸化,得出各类型环境影响指数分别为8.38×10^-3,1.91×10^-3,9.80×10^-3和2.01×10^-2;将系统生命周期分成饲料原料生产、生猪饲养和废物处理三个环节,得出各环节环境影响综合指数分别为2.52×10^-2,1.23×10^-2和2.71×10^-3。结果表明,饲料原料生产环节的环境影响最大,因此,减少氮肥的使用量并在生产过程中实施节能和清洁生产,是控制规模化养猪场生命周期环境影响的关键。     

岩溶地区土壤溶解有机碳的季节动态及环境效应

对桂林岩溶试验场土壤溶解有机碳(DOC)进行了逐月的观测，结果显示DOC是岩溶生态系统中活跃的有机碳组分，在岩溶地区碳循环中发挥着重要的作用。一年中土壤DOC的变化特征表现为3个阶段：(1)3-7月，随气温升高、降雨量增加，土壤生物活性和新陈代谢能力极大提高，土壤溶解有机碳呈升高趋势；(2)8-11月，气温保持较高的水平，但降雨量偏低，土壤干燥，土壤微生物活性极大地减弱，土壤DOC质量分数全年最低；(3)12月至次年2月，随温度的降低，土壤生物活性逐渐降低，土壤DOC呈缓慢升高趋势，且与土壤微生物量碳之间存在互为消长的关系。土壤碳酸盐岩的溶蚀速率季节变化与土壤DOC之间存在负相关。文章还提出了岩溶地区土壤碳循环模式及DOC在其中的作用。     

厚覆盖区1：25万区域地质调查工作方法研究

通过1：25万杭州市幅厚覆盖区第四纪研究和填图实践，初步总结出“以气候旋回及基准面旋回等时性理论为基础，从古气候旋回宏观识别标志研究人手，以标准孔为基准点外延扩展，在反复认识与验证的基础上，进行层序地层划分，建立剖面等时格架，制作高精度对比的剖面图及准瞬时岩相古地理图”的研究方法，以及“从古岸线沉积物研究人手，充分运用非正式岩石地层单位的表示方法，结合考古及地方志，填绘出具岩石空间分布、海平面升降信息、古文化遗址、浅表含水层展布及河流与海岸线变迁”的非常规填图方法。提高了本区第四纪地层研究精度，使地质图具有强烈的地区特色。拓宽了区调工作的服务领域。并为沿海厚覆盖区的区域地质调查另辟了一条新思路。     

华北地区水资源及水安全问题的思考与研究

结合中国科学院知识创新工程项目“华北地区水循环与水资源安全”的研究工作,论述华北地区紧迫的水安全问题与反思,展望国际水科学研究前沿与热点问题,介绍中国科学院在变化环境下的水循环、农业节水和水资源安全研究的阶段成果和近期研究行动计划,提出中国北方特别是华北地区的水文水资源科学研究与发展的几点建议。目的是研讨未来中国北方特别是华北地区水资源安全国家需求中的长远发展的前沿性问题。