三峡库区典型消落带土壤微生物生物量碳、氮的变化特征及其影响因素探讨

本文以三峡库区王家沟一典型消落带为研究对象,选择180、175、165和155 m这4个高程以探讨水位变化对土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物生物量氮(SMBN)的影响.其中,175、165和155m高程坐落在消落带内,分别表现为短、中和长期淹水,180 m高程作为对照,为永不淹水的陆地.土壤样品的采集深度为0~20 cm,每周采集一次.结果表明,180 m高程处土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)均无明显的季节变化,而175 m高程处SOC和TN季节变化明显,表现为春夏季高于秋冬季;各高程上的SMBC和SMBN及其分配比例呈现出秋高夏低的季节变化形态,表明消落带夏季高温低湿的土壤环境限制了微生物活性及土壤有机碳氮的周转速率.数据分析表明,与180 m高程相比,消落带上的175 m和165 m高程SOC、TN、SMBC及微生物商、SMBN及其分配比例均得到不同程度的升高,而155 m高程除了SMBN及其分配比例与对照无显著差异外,其他指标均显著低于对照,表明与未淹水对照点相比较,中短期淹水有利于提高消落带土壤碳氮含量及周转速率和微生物生物量,而长期受到江水淹没胁迫的土壤则会抑制土壤碳氮以及SMBC含量,并降低SOC的周转速率.相关分析表明,SMBC和SMBN均与地下5 cm处温度和p H呈极显著负相关,说明地下5cm处的温度以及p H对土壤微生物生物量有强烈的影响.     

紫色水稻土颗粒有机质对重金属的富集特征

在重庆合川区和铜梁区随机采集了20个紫色水稻土,将其分成颗粒有机质(0.053~2 mm,POM)、砂粒(0.053~2mm)和细土(0.053 mm)这3个组分,通过比较不同组分的有机碳及重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)含量和分布状况,研究了紫色水稻土中POM对重金属的富集特征及其与土壤理化性质如pH、CEC、黏粒和土壤有机碳(SOC)等的关系.结果表明,采样区紫色水稻土的POM含量范围为7.31~44.76 g·kg~(-1),平均值为19.20 g·kg~(-1),有机碳含量为96.61~263.17 g·kg~(-1),平均值为151.34 g·kg~(-1),显著高于原土及其他组分,对土壤有机碳的贡献率为8.63%~48.62%,代表了一大部分土壤有机碳库.POM中的Cu、Zn、Pb和Cd平均富集系数分别为3.35、1.14、2.88和2.14,显著高于其他组分,表现出一定的富集作用,对上述重金属的贡献率分别为6.02%、2.22%、5.24%和3.21%,POM对Cu、Pb的富集能力和贡献率均显著大于Zn和Cd.相关分析结果表明,POM含量与SOC、pH、CEC、黏粒(0.002 mm)呈显著或极显著正相关,SOC是主要因素.POM-C含量与总量分别与黏粒含量、SOC呈显著相关.POM中重金属总量与SOC、pH、POM-C总量呈显著或极显著正相关,SOC是最关键因子;与其他重金属相比,Zn在POM中的总量与土壤性质的回归系数最高,关系最为密切.     

基于化石能源消耗的重庆市二氧化碳排放峰值预测

首先利用重庆市能源平衡表,采用IPCC方法 1对重庆市1997—2012年的碳排放进行核算;其次依据重庆市经济社会发展状况,通过LMDI因素分解法将影响碳排放的因素分解为:人口、人均GDP、产业结构、能源结构、能源强度和碳排放系数;然后利用扩展的重庆市STIRPAT碳排放模型,在9个情景模式下对2013—2050年重庆市碳排放进行预测;最后对比分析了各情景下的峰值大小及出现时间.研究发现:基准模式下的重庆市碳排放在2035年出现32135.38万t的峰值;提高能源利用技术、增加清洁能源使用比例和大力发展第三产业,能在不降低经济发展的情况下有效降低碳排放;消极因素中的第二产业占比下降比碳排放强度下降对碳排放的抑制作用更加明显;积极因素对碳排放峰值的影响比消极因素更有效.     

外源新碳对红壤团聚体及有机碳分布和稳定性的影响

以中国科学院长期定位试验站的红壤为研究对象,通过室内模拟实验,利用δ~(13)C示踪方法,将稳定同位素碳(δ13C)标记的水稻秸秆添加入红壤,研究水稻秸秆添加对红壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响,探索水稻秸秆腐解过程中有机碳在不同粒级团聚体中的动态变化以及分布规律.研究结果表明:未添加水稻秸秆的红壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2000μm粒级水稳性团聚体含量最少.与对照相比,添加水稻秸秆后(试验组)促进了2000μm粒级水稳性团聚体的团聚.不同培养时期,2000μm水稳性团聚体增加了108.3%~270.3%,促使大团聚体占主体,显著提高了红壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25值,降低了分形维数(D)值,土壤结构明显得到改善.各粒级团聚体有机碳含量也显著得到提高,2000μm团聚体有机碳含量比对照组增加了14.7%~41.5%.土壤有机碳在53μm粒级团聚体中分布随着粒级的增大而增大,即2000μm2000~250μm250~53μm.不同粒级团聚体δ13C值动态变化显著,有机碳的周转速率增大.外源新碳前期主要分配在2000μm、250~53μm粒级团聚体中,并促进了原有机碳的分解,后期主要分配在微团聚体中.红壤大团聚体有机碳含量与团聚体稳定性呈极显著的相关关系(p0.01).     

二次再热机组协调系统多模型预测控制

为提高二次再热煤电机组运行灵活性和安全稳定性,结合模型预测控制(MPC)算法和多模型方法,设计一种新型机炉协调控制系统。基于灰箱建模思想,建立能准确体现二次再热煤电机组机炉协调系统动态特性的非线性机理模型;利用Gap度量理论非线性分析机炉协调系统机理模型,定量计算局部线性模型间动态特性差异,构建模型集和制定加权规则;基于预先制定的加权规则,针对每个局部线性模型设计对应的模型预测控制(MPC)局部控制器,并整合为全局控制作用;为定量表征煤电机组运行安全性水平,建立机侧主蒸气压力和汽水分离器出口蒸气温度的小时均值指标。应用结果表明：机炉协调系统多模型预测控制可提升协调控制系统性能,能在保证机组负荷快速响应电网需求的同时,维持主要参数稳定,拓宽机组安全运行边界。     

金融发展对碳排放强度影响的空间效应研究

为改善全球变暖,发展经济效益与环境效率双赢的低碳经济是大势所趋。金融发展作为推动经济增长的核心动力,在中国低碳经济转型中起到至关重要的作用。在此背景下,选取2007-2019年中国30个省（市、自治区）的面板数据,首先考察了省级碳排放强度和金融发展的动态演变和时空格局,然后在STIRPAT模型基础上采用空间杜宾模型探索金融发展对碳排放强度的直接影响与空间溢出效应。研究发现：（1）中国总体碳排放强度持续下降,金融发展则持续增强,但碳排放强度和金融发展分别呈现模糊和明显的两极分化;（2）中国各省份的碳排放强度在空间上具有显著的自相关和聚集性;（3）金融发展会显著增加本地的碳排放强度,但在更大程度上显著降低邻近地区的碳排放强度,因此总体效果为金融发展会抑制碳排放强度。     

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。     

区域土壤背景重金属Cd环境容量分析与预测

文章通过对研究区域原“十一五”期间土壤背景值调查的监测点位进行复采复测,测定监测点位表层土壤重金属含量;根据区域土壤背景值、风险筛选值及重金属Cd的监测结果,分别计算区域表层土壤重金属Cd平均年静态环境容量和平均年动态容量;以监测结果获得年（2019年）为起始观察年,分析区域表层土壤重金属Cd环境容量随时间变化趋势,并对2030年、2040年、2050年区域表层土壤重金属Cd的累积残留情况进行预测。结果表明：研究区域监测点位表层土壤重金属Cd的含量范围为0.05～8.97 mg/kg,平均值为0.29 mg/kg,约16.8%监测点位超出风险筛选值;研究区域监测点位表层土壤重金属Cd静态总环境容量和现存总环境容量分别约为0.349 kg/hm2和0.185 kg/hm2,约58.7%监测点位属高容量区,基本未受污染;2030年、2040年、2050年研究区域土壤重金属Cd的预测残留量平均值分别约为0.363、0.401、0.424 mg/kg。研究区域表层土壤环境质量整体良好,但仍然有一定比例的监测点位属于低容量区,已经受到一定程度的外源污染输入影响,需通过加强外源污染输入防治措施,逐...     

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。     

单体滑坡灾害风险预测

以重庆市万州区农机技校滑坡为例,讨论了单体滑坡灾害的风险预测方法。提出采用Monte-Carlo方法预测滑坡发生的概率,利用能量守恒原理和谢德格尔公式推算滑程;结合滑坡裂缝的展布方位,预测出滑坡灾害发生后的影响范围;根据承灾体自身特点和相对于滑坡所处的位置,确定出滑坡灾害影响范围内承灾体的易损性;利用GIS对空间数据的图形叠加功能,将滑坡危险性和灾害易损性叠加,并在考虑库区水位动态变化的基础上,动态预测滑坡灾害导致的经济损失,定量预测滑坡灾害风险大小。结果表明,该滑坡在坝前145m水位和50年一遇暴雨工况下可能的经济损失值最大为10260万元;而在滑坡危险性最大的工况下,滑坡灾害风险不一定最大。所得结果可为滑坡灾害防治工程或土地规划立项提供依据,使政府决策部门在防灾减灾工作中更有针对性。