生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。     

冻融作用下砂土换填路基的水热特性试验

为研究砂土换填路基的水热特性,通过室内冻融循环试验的方法研究了换填不同级配砂土试样的不同深度处水热变化,以及对比分析换填粗砂、细砂对下层粉质黏土产生的影响。结果表明：冻结过程中,距离冷端位置较近的土体会发生“增水现象”,粉质黏土较砂土更容易发生水分迁移;换填细砂和换填粗砂都能够抑制下部粉质黏土降温和减小冻结深度,从而避免路基冻胀融沉灾害;换填细砂较换填粗砂对于抑制顶端负温向下传递的效果更好,换填细砂更利于维持温度稳定;换填细砂较换填粗砂的冻深更小,更有利于抑制路基土体冻胀和维持内部水稳定;土壤的冻结特征曲线与融化特征曲线是不重合的,在换填的交界面处,换填细砂的冻融特征曲线受温度影响最小。可见换填砂土可有效避免路基冻胀现象发生,且换填细砂的效果优于粗砂。     

水杉在辽宁栽培分布与水热条件关系的研究

依据Kira的温暖指数、寒冷指数和徐文铎的湿度指数公式,研究辽宁水杉的分布与水分和热量之间的关系.结果表明:水杉温暖指数WI最适范围在80.60～94.75℃.月之内;寒冷指数CI最适范围-64.22～-37.45℃.月之内;湿度指数HI最适范围在6.91～12.46 mm/(℃.月)之内.水杉属于温暖性湿润树种,在保证土壤水分和空气湿度的条件下,还可进一步向北移.但由于光照、年积温的限制,生长速度会受到进一步限制.     

三江源地区冻融侵蚀动力分析及其分布特点

三江源地区的地理、地质和气候都具有特殊性,本区内主要以冻融侵蚀为主结合其他各类型的土壤侵蚀.由于受诸多因素限制,到目前为止,国内外对其研究甚少,有关其强度分级评价方面的研究则更为鲜见.本文具体分析了三江源地区冻融侵蚀动力,通过野外调查建立解译标志分析,结合冻融发生的条件,进行了冻融侵蚀强度的分级.结果表明,三江源地区冻融侵蚀具有分布范围广,不同强度冻融侵蚀空间分布明显,冻融侵蚀地区分布差异明显等特点.     

庐山土壤黑碳分布特征及影响因素

为了解庐山土壤黑碳(BC)的分布特征及其影响因素,于2018年和2019年在黄山松林、人工扁柏林、次生灌草丛、常绿-落叶阔叶混交林、常绿阔叶林的典型样地采集土壤剖面样品共计56个。采用重铬酸盐氧化法(BCcr)和热氧化法(BCcto)测定土壤黑碳含量,同时测定土壤总有机碳(TOC)含量。结果表明：庐山土壤BCcr含量在1.05-19.86g·kg^-1之间,平均值5.74g·kg^-1;BCcto含量在0.42-4.50g·kg^-1之间,平均值1.90g·kg^-1;TOC含量在1.87-84.24g·kg^-1之间,平均值为26.94g·kg^-1。土壤黑碳含量随土层深度增加而降低,BC/TOC比值随土层深度增加而增大。BCcr与TOC之间存在显著的相关性(P<0.01)。采用BC/TOC比值法对黑碳判源,结果表明生物质燃烧为庐山土壤黑碳主要来源。     

混凝土冻融过程数值模拟与分析

为实现混凝土冻融过程数值模拟,以热力学和孔隙弹性力学为基础,在已有数值模型的基础上,发展建立了一套混凝土冻融过程的控制方程,并应用有限元软件ComsolMultiphysics对4个模型进行了模拟,预测出饱和砂浆试件受冻过程中的变形、孔隙压力及温度分布。计算值与实验值吻合较好,说明了文中提出的数值模拟方法的合理性。由计算结果可知:尺寸为100 mm×100 mm×300 mm、水灰质量比分别为0.4和0.6的试件,受冻过程中表面竖向应变最大达9.00×10-4和4.60×10-4,试件中心面处孔隙水压力最大达72 MPa和113 MPa。     

青藏公路沿线多年冻土的变化和现状

在全球气候转暖,特别是在沥青面层铺筑的影响下,青藏公路路基下多年冻土与原始状态相比有了很大的变化,除个别路段外大部分退化显著,沿线多年冻土的分布和状态已十分复杂,其分布和冻土年均地温、冻土上限深度等性质具有明显分段性.研究其分布和性质的演变规律与现状,对青藏公路多年冻土病害整治和青藏铁路建设具有重要意义.     

玉米秸秆覆盖对季节性冻融土壤入渗能力的影响

基于大田土壤入渗试验，讨论了玉米秸秆覆盖对土壤冻融特点厦入渗能力的影响。实验结果表明，秸秆覆盖地块的初始冻结时间的滞后裸地45d，最大冻结深度滞后裸地约14d；秸秆覆盖后，土壤的入渗能力先增大，而后随着冻层的形成和发展，入渗能力逐渐减弱，冻融期土壤入渗能力（H90）随冻融历时的变化过程很好地符合三次多项式关系，秸秆覆盖地的最小H90为23．5mm，比裸地高27．0％，最小入渗能力的出现时间滞后稞地约18d。研究结果可为季节性冻融区冬春灌溉合理技术参数的确定提供参考依据。     

辽河油田冻融石油污染土壤中原位修复微生物

以辽河油田不同年代开采油井附近采取的土壤样品为研究对象,通过冻融模拟试验和采用选择性培养基筛选对石油污染土壤具有原位修复作用的优势微生物菌株,并比较油田冻结土壤与未冻结土壤中石油降解细菌与真菌的数量变化特征及其对石油的降解能力.结果表明,从未冻结土壤中筛选出石油降解细菌14株、石油降解真菌6株;从冻结土壤中筛选出石油降解细菌5株、石油降解真菌2株.石油降解细菌假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的B3号菌株在37℃、7天时间内对石油的降解率最高,为30.2 %;石油降解真菌木霉属(Trichoderma sp.)的F3 号菌株在28℃、7天时间内对石油的降解率最高,为47.2 %.