不同土地利用方式下温度对土壤CO_2排放的影响

选取河南省周口市麦玉轮作农田、草地和林地等3种不同利用方式土地作为研究对象,采用静态碱液吸收法测定0-20 cm土层土壤在15℃、25℃和35℃条件下CO_2排放动态.结果表明:不同土地利用方式土壤在不同的温度下,土壤CO_2累积释放量呈现出35℃25℃15℃的趋势. 3种土壤CO_2释放速率呈逐渐减缓的趋势.在相同的温度条件下,不同土地利用方式土壤CO_2释放量有明显差异,土壤CO_2累积释放量表现为草地传统耕地林地.     

黑麦秸秆对土壤中无机氮转化和N_2O、CO_2释放的影响

在欧美国家,黑麦秸秆经常作为有机肥或农业废弃物而归还到农田中。本研究通过培养试验探讨了添加黑麦秸秆对土壤中无机氮的形态转化和N_2O、CO_2释放的影响。研究结果表明,黑麦秸秆的添加量及培养时间对土壤中N_2O、和CO_2释放量、N_2O/CO_2比值和无机氮形态转化均有明显影响。添加的黑麦秸秆越多,培养2周后土壤中的NH_4-N越多,释放的N_2O则越少。N_2O/CO_2比值与黑麦秸秆添加量呈极显著的负相关,与培养时间(T)的函数关系(达到极显著的负相关)则呈对数形式:(N_2O/CO_2)=a b·lnT。     

不同土地利用类型土壤温室气体排放对温湿度的响应

针对我国南方红壤(江西鹰潭孙家坝小流域)4种不同土地利用类型,在2019年6—10月开展了室内土壤温湿度控制实验,采用温室气体分析仪(Picarro-G2508)结合静态箱法对土壤温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)排放通量进行同步实时监测,以研究全球气候变化背景下不同土地利用类型土壤温室气体排放差异及其对温湿度的响应.结果显示,4种土地利用类型土壤的全球增温潜势(global warming potential,GWP)从高到低依次为稻田、橘园、林地、旱地,表明稻田土壤温室气体排放对全球变暖贡献最大.温控实验中,土壤呼吸(CO_2排放)与土壤温度呈显著正指数相关关系(p0.01),且4种土地利用类型土壤呼吸的温度敏感系数Q_(10)值分别为林地2.61、旱地2.51、橘园3.12、稻田3.17.其中,稻田土壤呼吸的温度敏感度最高,表明稻田土壤具有较高的CO_2排放潜力,而CH_4、N_2O排放与土壤温度的相关性不显著.湿度控制实验中,土壤CO_2排放随土壤湿度增加而先升高后降低,并在土壤湿度20%GWC (gravity water content)时达到最大;稻田土壤CH_4排放与土壤湿度正相关(R~2=0.887 5),但其他3种土地利用类型土壤CH_4排放与土壤湿度不相关;4种土地利用类型土壤N_2O排放通量均随土壤湿度的增加呈先增后减趋势,并在土壤湿度为25%GWC时达到峰值.     

长江经济带碳排放脱钩状态及其驱动因素研究

CO_2排放量与经济发展之间的动态关系是低碳经济建设中的重要指标.长江经济带是我国"三大支撑带"之一,对长江经济带CO_2排放与经济发展之间的动态关系进行研究非常必要.基于Tapio脱钩模型和改进的加权因素分解模型,对长江经济带1995~2013年经济发展与能源消费起源CO_2排放之间的脱钩关系及其驱动因素进行了研究,得到以下结论:长江经济带三次产业能源消费起源CO_2排放量约占全国排放总量的三分之一,1995~2012年间CO_2排放总量逐年增加,2013年稍有下降,第二产业是CO_2主要排放源,占三次产业CO_2排放总量的80%左右;1996~2013年,长江经济带CO_2排放与经济发展之间动态关系在大多数年份处于弱脱钩状态,少数年份出现了强脱钩和扩张性负脱钩状态;经济因素是阻碍CO_2排放脱钩的最主要因素,能源强度因素是促进CO_2脱钩的最主要因素,结构因素对CO_2脱钩也起阻碍作用,碳排放系数因素影响不稳定.     

不同覆盖措施下旱作玉米田土壤呼吸对氮添加的响应

基于9a秸秆和地膜覆盖旱作玉米农田定位试验,采集土壤样品进行了室内恒温培养,对比分析了氮添加与否对土壤呼吸过程的影响。结果表明,在60d培养期中,土壤呼吸速率呈现先上升后下降而后逐渐平稳的趋势,并在15d左右达到最大值;土壤CO_2累积排放量程"S"型上升趋势,30d后趋于平缓,前30d的排放量占整个培养期的80%～90%。覆盖方式和氮添加对土壤呼吸具有显著影响,但二者无交互作用。与不覆盖对照相比,秸秆覆盖土壤呼吸速率平均提高了16.4%,CO_2累积排放量提高了15.1%(P0.05),而地膜覆盖与对照无显著差异;与不加氮相比,氮添加处理土壤呼吸速率提高了44.7%,CO_2累积排放量提高了39.1%(P0.05)。总地来看,长期秸秆覆盖较地膜覆盖提高了土壤固碳能力,并刺激了土壤呼吸排放,而氮添加在短期内可显著加速旱作玉米农田覆盖措施下土壤碳释放过程。     

温度及土壤含水量对氧化亚氮释放的影响

系统研究东北农田黑土中氧化亚氮释放量与土壤环境因子的关系,从而采取有效手段增加氮肥利用效率同时减少温室气体向大气中排放。本文采用恒温箱密闭培养和调控土壤含水量两种方法,通过控制土壤含水量和模拟田间温度对土壤氧化亚氮释放量进行基础研究。通过模拟田间施氮量,观察N2O释放规律:(1)低温时N2O的释放水平偏低,但达到25℃时N2O释放量达到最大值,为19.94μg.kg-1土,随后随温度的升高而逐渐下降(2)恒温控制培养(25℃),淹水环境中土壤中N2O的释放量比缺水环境中要高。     

再生混凝土生命周期CO_2排放评价

为评价再生混凝土CO_2的排放量,构建了再生混凝土CO_2排放量化模型.运用生命周期评价技术,对原材料生产、运输、再生混凝土制备、施工建造、拆除废弃等阶段建立了CO_2排放量的计算方法,并计入碳化作用影响,提出了再生混凝土碳化吸收模型.通过收集各阶段基础数据,得到了1 m3的C30再生混凝土CO_2排放量.最后,将排放量转化为环境成本和等量吸收所需的绿化面积或树木棵数,进行环境影响评价.结果表明,1 m3C30的再生混凝土生命周期CO_2排放量随再生粗骨料取代率的提高而降低,当取代率为30%,50%,70%,100%时,CO_2排放量分别为314.2,310.9,307.6,301.4 kg;CO_2排放量随取代率提高而降低的主要原因为再生粗骨料运输和混凝土碳化作用;对比普通混凝土,再生混凝土在CO_2减排上具有更优的环境价值.     

西安南郊和蓝田夏季土壤CO_2排放量的变化研究

根据NaOH溶液吸收CO2原理,对西安南郊和蓝田不同成因土层CO2释放量进行了观测,探讨了土壤CO2释放量的变化规律及其影响因素.资料表明,关中地区夏季土壤(厚土层)CO2释放量变化规律与气温变化规律负相关,CO2释放量存在一定的"滞后性",一般滞后4～6h;而薄土层土壤CO2释放量变化规律与气温变化规律正相关,CO2释放量不存在"滞后性",且释放量明显小于厚土层;土壤CO2释放量的变化与温度和天气密切相关,温度高、天气晴朗时释放量大,反之则小;厚土层CO2释放量白天小于夜间,白天约占1/3,夜间约占2/3;薄土层CO2释放量白天大于夜间,白天约占2/3,夜间约占1/3.薄层土CO2观测揭示了CO2释放量和变化规律都与土层厚度有关.     

基于遗传算法的常减压装置多目标优化

利用流程模拟软件Aspen Plus建立常减压装置稳态模型,以经济效益和CO_2排放量为目标,提出基于遗传算法NSGA-Ⅱ的优化方法,利用该方法求解常减压装置多目标优化问题,从而得到一组最优混炼比和操作条件的Pareto解集。结果表明,在保证产品规格的前提下,经济效益和CO_2排放量呈正比;增大轻油比例可以提高经济效益,但也必然会导致CO_2排放量的增大。     

基于三维CFD技术对CCUS设施进行CO2扩散后果研究

碳捕集、利用和储存(CCUS)是一种注入CO_2气体来实现地下CO_2的捕集和储存的技术方法。其目标是减少CO_2向大气的排放,并提高油/气/热量的回收。但是,与美国和欧洲的同行不同,中国的CCUS技术尚不成熟,仍处于试点阶段。由于CCUS需要使用较大流量和流速,导致主要释放物可能会在高浓度下产生毒性,形成重大危害范围。本文关注在不同海拔高度下,CO_2释放到周边及环境中的结果,来研究释放点距离地面高度的变化对CO_2扩散的影响,并讨论大型设备对CO_2浓度分布的影响。     

天津市工业能源消费导致的CO_2排量的分析与预测

为了研究天津市工业能耗碳排放量的现状,为今后的节能减排工作提出建设性意见,运用因素分解法分析了天津市2005年—2012年工业能源消费导致的CO_2排放量情况,并对未来几年天津市工业能耗导致的CO_2排放量进行预测,据此提出一些节能减排的措施和建议.结果表明:经济规模因素对天津市工业能源消费导致的CO_2排放增长起主要作用,能源强度因素对天津市工业CO_2排放量的增长减缓起到主要作用.根据2003—2012年的数据,运用STIRPAT模型、Logistic模型和GM模型得到的天津市能源消费导致的CO_2排放量预测达到较高精度,平均误差分别为1.78%、2.41%和1.54%.     

西安东南部7月份土壤CO_2释放量和释放规律研究

根据碱溶液吸收法 ,对西安东南部地区 7月份不同植被条件下土壤CO2 释放量进行了昼夜观测 .观测资料显示 ,西安东南部地区 7月份土壤CO2 释放量在一昼夜内具有明显变化 ,从当日 9时到次日 9时 ,CO2 释放量表现出由低变高再变低的规律 .土壤CO2 释放量变化与温度变化具有相同的特征 ,但释放量的变化具有滞后性 ,相对于温度的变化滞后 4～ 6h .温度是决定土壤CO2 释放量昼夜变化规律的主要因素 ,它的升高和降低分别造成了土壤CO2 释放量的增加和减少 .不同植被条件下 ,土壤CO2 释放量不同 ,林地释放量大于草地 ,草地释放量大于裸地 ,夜间 1 2h释放量大于白天 1 2h释放量 .     

西安吴家坟秋季土壤的碳释放规律研究

通过对西安呈家坟秋季土壤CO2释放量的监测，研究了影响土壤CO2释放量变化的主要因素及在不同温度、湿度条件作用下，土壤CO2释放量变化的特点，总结出西安南郊地区秋季土壤CO2释放量的变化主要随着温度而变化，即气温降低，土壤CO2释放量逐渐减少，在昼夜时段中，土壤CO2释放量也随温度变化，但相比温度变化有明显的滞后，大约滞后6h，且夜间释放量明显高于白天。     

西安东南部7月份土壤CO2释放量和释放规律研究

根据碱溶液吸收法,对西安东南部地区7月份不同植被条件下土壤CO2释放量进行了昼夜观测,观测资料显示,西安东南部地区7月份土壤CO2释放量一昼夜内具有明显变化,从当日9时到次日9时,CO2释放量表现出由低变高再变低的规律,土壤CO2释放量变化与温度变化具有相同的特征,但释放量的变化具有滞后性,相对于温度的变化滞后4－6h,温度是决定土壤CO2释放量昼夜变化规律的主要因素,它的升高和降低分别造成了土壤CO2释放量的增加和减少,不同植被条件下,土壤CO2释放量不同,林地释放量大于草地,草地释放量大于裸地,夜间12h释放量大于白天12h释放量。     

变化的淹水条件对土壤磷素释放影响

为了研究农业磷引起的水体富营养化机理,选择太湖流域宜兴稻麦轮作土,模拟了变化的淹水深度、水土比、不同酸度上覆淹水等,进行了淹水土壤磷释放研究.实验表明:土壤释磷量随淹水深度成比例增加,同一淹水深度土壤吸附/释放磷量出现周期性变化规律;实验得到一个临界水土比4:1,水土比小于4:1时,淹水中没有Fe2 溶出,且土壤磷释放缓慢,而水土比大于4:1时,磷释放强度增大,上覆淹水中开始出现Fe2 ,且随水土比增大而增加;碱性淹水条件时土壤释磷量大于酸性淹水条件时的释磷鼍,其中上覆水pH9.78时土壤释磷量最大,而pH3.7时土壤总铁和Fe2 释放量最大,但此时释磷量很低,表明淹水中水-土体系Fe2 -Fe2 氧化物氢氧化物胶体一定程度上抑制土壤磷的释放.     

西安南郊和蓝田夏季土壤CO2排放量的变化研究

根据NaOH溶液吸收CO2原理，对西安南郊和蓝田不同成因土层CO2释放量进行了观测，探讨了土壤CO2释放量的变化规律及其影响因素。资料表明，关中地区夏季土壤(厚土层)CO2释放量变化规律与气温变化规律负相关，CO2释放量存在一定的“滞后性”，一般滞后4～6h；而薄土层土壤CO2释放量变化规律与气温变化规律正相关，CO2释放量不存在“滞后性”，且释放量明显小于厚土层；土壤CO2释放量的变化与温度和天气密切相关，温度高、天气晴朗时释放量大，反之则小；厚土层CO2释放量白天小于夜间，白天约占1／3，夜间约占2／3；薄土层CO2释放量白天大于夜间，白天约占2／3，夜间约占1／3，薄层土CO2观测揭示了CO2释放量和变化规律都与土层厚度有关。     

中国典型侵蚀区小流域水力侵蚀引发的CO_2通量特征

土壤水力侵蚀通过影响有机碳的合成分解过程,引发可观的CO_2吸收-排放效应.各典型水蚀区的侵蚀速率、土壤性质各不相同,其CO_2通量特征有待研究.本文收集了黑土区、紫色土区、黄土区、红壤区等中国四大典型侵蚀区中7个代表性小流域36个土壤剖面的~(137)Cs及有机碳含量数据,利用"基于参照点的CO_2通量分离方法",计算了各小流域的有机碳横向迁移通量,以及由于水蚀引发的CO_2通量.结果表明,(1)有机碳的横向迁移速率由侵蚀/淤积速率以及土壤表层含碳量共同决定,位于黄土区和红壤区的小流域有机碳流失最为严重;(2)7个小流域侵蚀区CO_2的通量范围为:-22.8~21.5g C/(m~2·a),淤积区CO_2通量范围为-31.6~54.5g C/(m~2·a);碳汇强度与欧美小流域相当,碳源强度略强;(3)位于黑土区的多数小流域以及紫色土区的小流域整体表现为碳汇;位于黄土区的小流域整体表现为强烈的碳源;位于红壤区的流域在侵蚀区表现为碳源,在淤积区表现为碳汇.其中,紫色土区小流域的固碳能力最强,79%~87%的有机碳流失可最终得到恢复;(4)针对小流域不同的CO_2通量特征,可通过合理配置水土保持措施,实现土壤侵蚀和CO_2通量的协同调控.     

中美二氧化碳排放控制技术研讨

<正>自2001年首届中美CO_2排放控制技术研讨会召开以来,CO_2排放控制越来越受到各国广泛重视和关注。近年来,中美双方关于二氧化碳控制减排有过多次协定以及技术交流,在此基础上,全球将持续关注中美双方在全球继续使用化石燃料的情况下对CO_2排放控制技术起到的领导作用。由美国能源部、中国科技部、中国教育部三方合作主办,由中国     

介质阻挡放电等离子体协同TiO_2催化分解CO_2的研究

CO_2作为温室气体是引起全球变暖的主要因素之一,控制CO_2排放已成为全球关注的热点。为保护环境,减少CO_2排放量并实现CO_2资源化利用,本文采用介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)-催化技术进行了CO_2分解研究。首先采用海藻酸钠-凝胶法制备了直径2-3 mm的Ti O2小球,然后开展了介质阻挡放电协同光催化剂Ti O2分解CO_2研究,并考察了Ti O2煅烧温度、CO_2气体流量、等离子体放电功率和放电频率对CO_2分解率的影响。结果表明:介质阻挡放电协同催化剂Ti O2催化能显著提高CO_2的分解率,在最佳工艺条件时,CO_2分解率可提高至32.6%,CO_2的产率达31.04%。该方法具有反应条件温和,CO_2分解率较高等优点,并为实现环境保护和碳资源的有效利用奠定了基础。     

中国内陆与沿海的CO_2排放:基于最终产品生产的不同视角

该文将中国2007年八地区投入产出表合并为沿海与内陆两区域表,并基于两地区投入产出模型及溢出与反馈效应分解技术,从最终产品的生产出发,试图回答"谁实际排放了CO_2"以及"谁实际引发了CO_2的排放"不同视角的问题。结果表明:从"实际排放"角度测算,中国内陆比沿海多排放CO_212亿t,但从"实际引发"角度测算,沿海比内陆实际多引发了CO_2排放5.7亿t,表明中国也存在着沿海地区向内陆地区的"碳泄露"现象。因此,单纯的"谁排放,谁担责"原则有失公允。进一步从产业层面考察CO_2实际排放与引发排放的差异表明:电力供应、化学工业等传统的高能耗产业虽然实际排放的CO_2最多,但它们并不是主要引发CO_2排放的产业,而建筑业则在沿海与内陆都成为引发CO_2排放最为主要的产业部门。