3种兜兰属植物光合特性的比较研究

通过研究硬叶兜兰(Paphiopedilum micranthum)、带叶兜兰(P.hirsutissimum)和长瓣兜兰(P.dianthum)3种兜兰属植物的光合特性,为其种质资源保育及引种栽培提供理论依据。以广西雅长兰科植物国家级自然保护区内3种兜兰属植物为试验材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线以及叶绿素含量,比较3种兜兰光合特性的差异。结果表明：硬叶兜兰、带叶兜兰和长瓣兜兰的最大净光合速率(P_max)分别为2.719 μmol·m^-2·s^-1、1.836 μmol·m^-2·s^-1、2.015 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点(LSP)分别为578.74 μmol·m^-2·s^-1 、467.72 μmol·m^-2·s^-1、481.25 μmol·m^-2·s^-1,光补偿点(LCP)均较低,分别为15.65 μmol·m^-2·s^-1、12.79 μmol·m^-2·s^-1、10.34 μmol·m^-2·s^-1,是典型的阴生植物。硬叶兜兰的最大净光合速率(P_max)、CO₂饱和点(CSP)、羧化效率(CE)均显著高于长瓣兜兰和带叶兜兰(P<0.05),硬叶兜兰对CO₂的利用能力更强。叶片叶绿素相对含量(SPAD值)表现为硬叶兜兰(58.13)>长瓣兜兰(55.12)>带叶兜兰(51.88)。3种兜兰属植物的光合能力较弱,对光的利用范围狭窄,在引种栽培时应注意增加荫蔽度。     

3种观赏性石斛的光合特性比较研究

为探明3种观赏性石斛属Dendrobium Sw.植物在光合生理方面的差异,为其栽培及规模化种植提供理论依据。本研究以3种观赏性石斛(叠鞘石斛D.denneanum Kerr.、流苏石斛D.fimbriatum Hook.和束花石斛D.chrysanthum Wall.ex Lindl.)为材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线及叶绿素相对含量(SPAD值),探究其光合特性。结果表明,叠鞘石斛、流苏石斛和束花石斛3种石斛属植物的光补偿点(LCP)分别为2.15 μmol·m^-2·s^-1、3.74 μmol·m^-2·s^-1、1.79 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点(LSP)分别为995.09 μmol·m^-2·s^-1、679.44 μmol·m^-2·s^-1、712.28 μmol·m^-2·s^-1,LCP均低于5 μmol·m^-2·s^-1,LSP均低于1 000 μmol·m^-2·s^-1,属于典型的阴生植物,具有较强的耐阴性;3种石斛的最大净光合速率(P_max)分别为3.54 μmol·m^-2·s^-1、3.86 μmol·m^-2·s^-1、4.03 μmol·m^-2·s^-1,表观量子效率(AQY)分别为0.042,0.044和0.051,束花石斛的P_max和AQY最大,光合作用能力较强。3种石斛的CO₂响应曲线中,最大净光合速率(A_max)大小依次为叠鞘石斛(11.99 μmol·m^-2·s^-1)、流苏石斛(10.87 μmol·m^-2·s^-1)、束花石斛(4.75 μmol·m^-2·s^-1),叠鞘石斛利用CO₂进行光合作用的能力最强;3种石斛的CO₂饱和点(CSP)无显著性差异,在CO₂浓度不大于2 000 μmol·mol^-1时均未到达饱和点;CO₂补偿点(CCP)具有显著性差异,CCP分别为100.12 μmol·m^-2·s^-1、158.02 μmol·m^-2·s^-1、134.44 μmol·m^-2·s^-1,其中叠鞘石斛的CCP最低,对低浓度CO₂的利用能力最强。3种石斛叶片的SPAD值分别为51.09,56.93和58.06,其高低与其净光合速率的大小有一定程度的相关性。在3种石斛中,束花石斛的光合作用能力最强,对弱光的利用能力较强;流苏石斛对弱光的利用能力较弱,光照适应范围狭窄;叠鞘石斛对强光的利用能力较强,光合作用适应范围较广。此外,3种石斛均具有较强的耐阴性,对CO₂的耐受性也较强,在种植时应提供适当的遮阴和增加CO₂浓度来提高石斛的光合作用能力。     

超临界CO2热泵蛇形管气冷器传热特性研究

为了减少能源消耗、提高CO₂热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO₂在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO₂的流动特性,通过改变操作压力、CO₂和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO₂压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO₂的平均传热系数随着CO₂质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO₂热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。     

CY-700型填料塔中乙醇胺水溶液捕集CO2性能研究

为了提高填料塔的传质性能,对比研究新型CO₂吸收剂,在CY-700型不锈钢规整填料中试吸收和解吸塔内,研究了不同操作条件下乙醇胺（MEA）水溶液吸收CO₂的总体积传质系数K_Ga_v和捕集率,并对连续捕集CO₂工艺的再生能耗进行了分析。结果表明,K_Ga_v随液体流量的增大而增大,随溶液CO₂负载和CO₂分压的增大而减小,但是气体流量的增加对K_Ga_v有不利影响;中试连续循环运行结果表明,液气比和塔顶溶剂回流量对体系操作循环负载和再生能耗均有较大影响,在目标CO₂吸收率≥90%、吸收剂流量为5 L/h、气体流量为0.48 m³/h的操作条件下,捕集CO₂再生能耗约为8.5 MJ/kg,循环负载约为0.67 mol/kg。研究结果验证了装置运行的稳定性和可重复性,CY-700填料塔的传质性能较好,为下一阶段探索新型贫水有机胺吸收剂捕集CO₂的性能提供重要的对比参考数据。     

盐生荒漠与绿洲农田土壤CO2通量的对比研究

为定量确定干旱区土地利用变化对土壤CO₂通量的影响,采用LI-8100观测了原始盐生荒漠和垦荒农田的土壤CO₂通量.结果表明：在整个生长期内,农田土壤CO₂通量平均速率为3.19μmol?m^-2?s^-1,盐生荒漠为0.08μmol?m^-2?s^-1.农田土壤CO₂通量的日过程呈单峰型,盐生荒漠则呈双峰型;农田土壤CO₂通量远高于盐生荒漠,盐生荒漠夜间的土壤CO₂通量均为负值.绿洲农田最高月均值出现在7月(4.67μmol?m^-2?s^-1);荒漠最高出现在6月(0.17μmol?m^-2?s^-1),9月后荒漠土壤CO₂通量的月均值降为负值.进一步研究表明：盐生荒漠垦荒前后土壤CO₂通量与土壤温度的相关性都随土壤深度增加而减小,而与近地面10cm气温关系最密切;湿润事件对土壤CO₂通量具有促进作用.盐生荒漠开垦为农田后不仅改变了土壤CO₂通量的量级,且在一定程度上改变了通量的方向.     

2011和2016年亚热带城市生态系统通量源区及CO2通量特征——以上海市奉贤大学城为例

以上海市奉贤大学城为例,基于地理信息系统、涡动相关（EC）系统和通量源区模型分析了2011和2016年上海市奉贤大学城二氧化碳（CO₂）通量特征（CO₂通量、碳浓度）、通量源区的变化特征.分析结果表明：1）2011年CO₂通量日均值和CO₂质量浓度分别为0.6 μmol·m^-2·s^-1和388 mg·L^-1,2016年两者增加到了0.9 μmol·m^-2·s^-1和406 mg·L^-1;2）2011和2016年研究区内通量源区范围都随着大气稳定度的增加而增加;3）当大气处于稳定状态时,非主风向上的通量源区范围远远大于主风向上的通量源区范围;当大气处于不稳定状态时,主风向和非主风向上的通量源区长度相差较小.     

转SOD基因烟草的光合特性初探

 以转基因Fe-SOD,Mn-SOD高表达、转基因Mn-SOD反义低表达烟草及非转基因品系为供试材料,比较CO₂光强对烟草光合作用和蒸腾作用的影响及不同叶位叶片的光合差异.在相同条件下,Mn-SOD高表达烟草CO₂补偿点最高(105μmol·mol^-1),Mn-SOD低表达烟草最低(78μmol·mol^-1),CO₂浓度对非转基因烟草蒸腾作用的影响比对其他三个转基因品系的影响要强.Mn-SOD低表达烟草的光补偿点最高(45μmol·m^-2·s^-1),而Mn-SOD高表达烟草最低(25μmol·m^-2·s^-1),并且强光对非转基因烟草的光合作用抑制大,转基因品系对强光具有较强的耐受力.同一叶位叶片,转基因烟草的光合速率、蒸腾速率更强.但转基因SOD高表达烟草在整体上并没有表现出明显的光合作用优势.     

光照强度对西藏虎头兰幼苗生长及光合特性的影响

探究西藏虎头兰(Cymbidium tracyanum L.Castle)幼苗对不同光照强度的适应性,明确其生长的适宜光照强度,为该物种资源保育及驯化提供科学依据。以苗龄为2 a的西藏虎头兰为研究对象,测定了不同光照强度下(8%、20%、45%、100%全光照)西藏虎头兰的生长状况、叶绿素含量和光合参数等的变化。结果表明：西藏虎头兰在20%光照强度下长势最好,其株高、分株基径、冠幅和最大叶长最大。随着光照强度的升高,西藏虎头兰叶片的叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、类胡萝卜素(Car)和叶绿素(a+b)[Chl (a+b)]含量均显著降低,Car/Chl(a+b)升高,Chl a/ Chl b无明显变化。8%和20%光照强度下西藏虎头兰的净光合速率(P_n)呈现“单峰”曲线,45%光照强度下呈现“双峰”曲线;日均P_n大小表现为20%光照强度(0.78 μmol·m^-2·s^-1)＞8%光照强度(0.55 μmol·m^-2·s^-1)＞45%光照强度(0.23 μmol·m^-2·s^-1)。20%光照强度下西藏虎头兰的光补偿点(LCP,8.86 μmol·m^-2·s^-1)最低,光饱和点(LSP,607.67 μmol·m^-2·s^-1)、表观量子效率(AQY,0.041)和最大净光合速率(P_max,2.91 μmol·m^-2·s^-1)最高。本研究中,西藏虎头兰在20%光照强度下植株长势最好、光合作用能力最强,因此在进行引种栽培时应提供适当的光照,有助于其生长。     

超临界二氧化碳环境下PET聚酯的物理性能分析

 以PET(对苯二甲酸乙二醇酯)为对象,研究了超临界二氧化碳状态下体系温度和压力对原料物理性能的影响.通过TA Universal Analysal 2000热分析仪(DSC)表征样品的玻璃化转变温度(t_g),熔点(t_m)和结晶度;通过自动黏度测定仪表征样品的特征黏度();通过红外光谱仪(FT-IR)分析样品结构变化情况.结果表明,在超临界温度为130 ℃、超临界压力为20 MPa时,样品的t_g、t_m、最低,结晶度从原料的28%降到了23%,能使CO₂最大量地分析扩散进入材料中,最适宜溶胀发泡.红外表征结果表明样品分子结构没有变化,说明超临界CO₂没有与PET发生化学反应,物理参数变化由CO₂扩散进入材料分子链中引起的结晶度的变化而产生.     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO2及其CO2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO₂材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m²·g^-1)并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO₂材料对于CO₂的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO₂材料的CO₂吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO₂,氮掺杂的介孔CeO₂具有更好的CO₂吸附性能和循环吸附脱附性能.     

超临界流体传热特性研究综述

 超临界状态下流体状态介于液态和气态之间,其扩散性更接近气体,密度依然为液体量级,这种特殊的性质导致超临界压力下流体流动换热特性与亚临界压力下有很大不同.本文以超临界压力条件下水、二氧化碳和碳氢燃料为研究对象,综合分析了超临界流体在管内的换热规律,系统总结了浮升力、热流密度、质量流速、压力、进口温度、流道形状等因素对流动换热特性的影响.其中,浮升力、热流密度和质量流速影响作用较大,在较高热流密度条件下,浮升力会导致传热恶化发生;在较低热流密度下,流体临界点附近会发生传热强化;质量流速增加能够使管内换热效果显著增强.传热强化和传热恶化现象的发生与临界点附近流体物性的剧烈变化密切相关.     

浮升力对水平管内超临界航空煤油传热影响数值研究

对超临界RP-3航空煤油在内径为10 mm、长度为8 000 mm的水平圆管内的流动与传热特性进行了数值模拟研究,重点考察了超临界航空煤油在拟临界区热物性的奇异变化对水平管内传热的影响．通过与实验数据的对比,验证了计算模型的可靠性;根据近壁区流体状态将整个换热过程分成4个阶段,并利用截面中垂线上的密度分布和二次流速度定性分析了二次流沿管轴向的变化规律,以解释壁温异常分布的机理;引入截面相对横向动能对二次流的强度进行描述,讨论了质量流速及热流密度对二次流和壁温分布的影响规律;最后,分析了浮升力影响判别准则在水平管超临界航空煤油对流换热中的适用性．计算结果表明,二次流的演变规律能合理地解释水平管内超临界RP-3航空煤油的非均匀传热机理．     

超临界甲烷在竖直圆管内加热的数值模拟

在超临界压力下甲烷的相变现象消失,并且物性变化非常剧烈,换热过程变得相当复杂.通过数值模拟软件FLUENT导入制冷剂物性软件REFPROP中超临界甲烷的材料模型,在准确反映超临界甲烷的热力性能和传输物性变化的情况下,采用数值模拟的方法对竖直加热圆管内超临界压力下甲烷的传热特性进行了研究.在分析不同工况下超临界甲烷换热情况的基础上,重点研究了浮升力对换热的影响,并得出了适用于甲烷的浮升力影响判别标准.结果表明:换热系数随着压力的减小而增加;当流体平均温度接近临界温度,壁面温度大于临界温度时有利于换热;在高热流密度,低质量流量的条件下容易造成传热恶化;浮升力改变了径向速度分布曲线,抑制了湍动能的产生,削弱了换热.     

注超临界CO_2开采高温废弃气藏地热机制与采热能力分析

高温废弃气藏具有巨大的地热开采潜力。在对比分析超临界CO2和常规携热介质水的热物性基础上,提出注超临界CO2开采高温废弃气藏地热的方法。利用数值模拟方法对CO2在高温废弃气藏中的采热能力及影响因素进行评估。结果表明,由于CO2具有很高的可注性和流动性,超临界CO2的采热速率可达到水的1.5倍;利用CO2循环开采高温气藏地热,不仅可以实现高效地热开发,还可以实现CO2地质埋存;对废弃气藏而言,可以充分利用现有井网和地面设施,减少初期资本投入,实现高温废弃气藏地热的有效和经济开发,进一步提高气藏的利用价值,延长其经济寿命。     

超临界压力下水在螺旋管内的混合对流换热

采用FLUENT 6．0 CFD商业软件，对螺旋管内超临界压力下水在发展段的层流混合对流换热特性进行了数值研究，细致地分析了螺旋管螺距、入口流动Grashof数和Dean数等对流动和换热的影响．研究结果表明，在超临界压力下，水物性参数的剧烈变化在垂直流动方向引起了很强的二次流动，同时由螺旋管引起的向心力也造成了很强的二次流，与相同尺寸直管道相比，螺旋管内二次流的存在大大强化了流动换热，但是也相应地增加了流动阻力，因此螺旋管入口De数越小，则二次流越大，摩擦阻力越小。同时，流动换热随质量流速的增加而增加。     

基于胺法的旋流喷淋气液吸收烟气CO2的性能

为了强化CO_2捕集过程的气液传质,设计了一类多级旋流喷淋反应器,实验研究了典型的醇胺(乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA))脱除CO_2的分离效率和传质系数,并分析了操作条件的影响.结果表明:在相同的实验条件下,MEA的脱碳效率(最大值95%)大于DEA的脱碳效率(最大值92.3%).与相关研究数据的对比表明,多级旋流喷淋可以有效增强醇胺-CO_2喷淋反应系统的传质过程.醇胺溶液旋流气液吸收烟气CO_2的脱碳效率受操作条件的影响,其随着吸收剂质量分数、吸收剂流量和反应温度的增加而提高,随着烟气中CO_2体积分数和烟气流量的增加而降低.     

流体在螺旋管内对流换热和压降性能的数值模拟

分别对螺旋椭圆管和螺旋扁管建模并进行数值模拟和理论分析,对比研究两种螺旋管道的流动换热性能及沿程换热情况,结果表明:层流范围内,螺旋扁管的换热性能好于螺旋椭圆管,但流动阻力较大,根据综合性能评价因子得知螺旋扁管较好;湍流范围内,螺旋椭圆管性能好于螺旋扁管.沿程换热情况表明螺旋管长约为0.5 m时换热效果最佳,同时螺旋管几何尺寸对换热性能也有影响.     

超临界压力下水在垂直加热管内传热特性的实验研究

采用均匀全周电加热方法，对内径为12mm的垂直上升管内水在超临界压力区中的传热特性进行了实验研究．分析了质量流速、热流密度以及压力对传热特性的影响，发现由于超临界压力下边界层内流体物性的剧烈变化，使拟临界温度附近的传热得到显著强化，传热强化的程度随质量流速的增加而提高，随壁面热流密度和压力的增大而降低．根据实验数据，给出了超临界压力下水在垂直加热管内对流换热的经验关联式，其平均相对误差为11．8％．     

广东韩江流域化学风化作用及大气CO2消耗的分析

岩石的风化作用与碳循环有着极为密切的联系。韩江流域处于湿热地区,是广东省除珠江流域以外的第二大流域。对韩江水系进行了系统采样、测试分析显示,河水水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,其次是SO24-和Na+。Gibbs图分析表明,韩江流域河水离子成分主要来源于岩石的风化释放;相关分析和因子分析则表明,蒸发盐岩、碳酸盐岩、硅酸盐岩风化过程对河水离子的贡献率分别为33.4%、27.7%和为10.5%。大气中的CO2通过参与岩石的化学风化过程对河水中溶解质的贡献率为20.2%。韩江流域河水中HCO3-有50.2%来自大气CO2,由此估算韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗量为73.33×108mol/a。在主要支流中,由大到小的顺序是汀江、石窟河、宁江、五华河和梅潭河,分别为28.08×108,13.26×108,10.22×108,5.17×108和2.90×108mol/a。韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗率为252.2×103mol/(km2·a)。各主要支流中岩石化学风化对大气CO2消耗率最高的是宁江,为718.55×103mol/(km2·a),其次是石窟河360.14×103mol/(km2·a),再依次递减的是五华河282.04×103 mol/(km2·a),汀江237.73×103 mol/(km2·a),梅潭河181.18×103mol/(km2·a);韩江流域的平均化学风化率为54.11 t/(km2·a),各主要支流由高到低依次为,宁江最高140.5 t/(km2·a),石窟河71.2 t/(km2·a),汀江52.39 t/(km2·a),五华河51.02 t/(km2·a),梅潭河38.04 t/(km2·a)。