2022年清洁能源开发热点回眸

2022年清洁能源技术发展的如火如荼，取得了一系列开创性成就，小分子氧化电解水制氢以及CO2电化学还原等技术为“液态阳光”开辟了新路径，电池领域为实现产业化目标寻求新突破。本文评述了“液态阳光”、薄膜太阳能电池、燃料电池、锂电池及生物质能源技术的困境以及在2022年取得的突破性研究进展，并展望了未来清洁能源的发展方向。     

联合LiDAR和多光谱数据森林地上生物量反演研究

【目的】森林地上生物量的准确估测对于实时掌握全球碳储量变化及应对气候变化有着重要的意义。组合多种遥感数据特征优选,分类建模反演森林地上生物量,是提高森林地上生物量精度的有效方法。【方法】以根河市大兴安岭生态观测站寒温带天然林为研究对象,以机载激光雷达(LiDAR)、Landsat8 OLI两种遥感数据源结合55块地面调查数据,采用偏最小二乘算法优化筛选变量,再以线性多元逐步回归和快速迭代特征选择的最近邻算法(KNN-FIFS)构建模型,在两种数据源的不同组合方式下进行森林地上生物量反演。【结果】①基于线性多元逐步回归模型下的单一LiDAR数据反演精度决定系数(R²)为 0.76,均方根误差(RMSE)为 21.78 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为 0.24,RMSE为39.27 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R² 为 0.84,RMSE为18.16 t/hm²;②基于KNN-FIFS模型下的单一LiDAR数据反演精度R²为 0.74,RMSE为23.83 t/hm²;单一Landsat8 OLI数据的反演精度R²为0.60,RMSE为 29.63 t/hm²;LiDAR和Landsat8 OLI联合反演精度R²为0.80,RMSE为21.15 t/hm²。【结论】①特征优选支持下的3种组合方式中,LiDAR和Landsat8 OLI两种数据的组合在两种模型中反演精度均最高,其中线性多元逐步回归模型的反演精度最高,说明LiDAR和Landsat8 OLI数据组合,激光雷达与光学数据优势特征互补,协同反演可有效提高森林地上生物量的反演精度;②单一数据源反演森林地上生物量精度中,LiDAR数据比Landsat8 OLI数据在两种模型反演精度中均较高,这与LiDAR数据空间分辨高、可获得垂直结构特征参数有关。     

温室蔬菜大棚生物质能火墙供暖系统

传统温室大棚受气候条件限制，难以在恶劣条件下满足作物生长对热环境的需求。因此，作者提出一种以玉米秸秆等生物质为一次能源输入的温室大棚火墙供暖系统。该系统由烟气发生装置、烟气处理装置、末端换热装置、烟气输送管网和动力机组成。该系统通过燃烧秸秆等农林废弃物制备一定温度烟气并将烟气滤后通过火墙散热末端满足温室大棚热环境条件的需求。其中，火墙散热末端为系统关键组成部分，是作者主要研究对象。作者基于CFD数值模拟平台，分析与优化散热火墙关键设计参数，并分析不同工况下系统性能，搭建全尺寸实验平台，验证该系统的热力性能，并与传统无供暖的温室大棚进行对比。 研究结果表明，生物质能供热火墙最优物理结构参数为：烟气流通孔道左右两侧对称排布、管径为63 mm。当烟气温度高于130 ℃、烟气流速超过3 m/s时，该系统能满足温室大棚热环境条件的需求。从能耗和经济性方面考虑，最优运行参数为：烟气温度130 ℃、烟气流速3 m/s。在夜间最不利工况下，生物质能供暖火墙系统作用下的温室空气平均温度提高了4.3 ℃。在其他工况下，温度提升幅度最大为5.8 ℃，最小为3.3 ℃。该研究对于科学应用秸秆等生物质，改善温室大棚热环境具有十分重要的意义。研究所得到的示范系统设计参数可以直接用于实践，为其他类似系统设计提供有效参考。     

三峡库区消落带狗牙根群落生物量和物种多样性对刈割的响应

【目的】探究三峡库区消落带不同高程狗牙根(Cynodon dactylon)群落的生物量和物种多样性对刈割的响应。【方法】在三峡库区汝溪河消落带160 m和170 m高程选择狗牙根群落，设置不刈割、留茬30 cm、留茬20 cm和留茬10 cm共4种刈割强度处理，研究刈割处理后不同高程狗牙根群落生物量和物种多样性的变化。【结果】刈割明显降低了狗牙根的盖度、密度、重要值和地上生物量，且170 m高程处生长的狗牙根生物量下降幅度更大；除了生长在170 m高程经留茬30 cm处理的狗牙根群落以外不同刈割强度处理下的狗牙根群落生物量无统计学意义上的差异，160 m高程处狗牙根群落生物量明显高于170 m高程处狗牙根群落生物量；生长在170 m高程处狗牙根生物量占比与生长在160 m高程处的狗牙根相比下降幅度更大，而狗牙根群落中其他物种的生物量占比随刈割强度增加逐渐上升；刈割处理明显增加了狗牙根群落的丰富度指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数；群落生物量与物种多样性之间无统计学意义上的相关性，但狗牙根生物量与物种多样性呈统计学意义上的负相关关系(p<0.05)。【结论】三峡库区消落带160 m高程处生长的狗牙根比170 m高程处生长的狗牙根更能耐受刈割胁迫，一定程度的刈割可以明显提高狗牙根群落的物种多样性。     

Appropriate Strategies for Rural Houses In Northwest China

To avoid the old road of urban development with high consumption and high pollution,this paper took the houses in a village near Yinchuan(a typical city of Northwest China)as an exemplary proiect to explore the appropriate strategies in the arid cold climate for the sustainable devdopment in rural undeveloped areas Northwest China.Firstly,all houses were designed according to the principles of passive solar heating.Second-ly,optimized biomass energy technologies such as biogas pit and straw gasification stove were utilized for cooking or heating.Last but not the least important,the ecological building materials such as earth,straw bale,fly ash were used to construct houses,which improves the indoor thermal comfort and meanwhile lowers the negative impact on the environment.Low costs,easy accessibility and habitants'inclination were taken into account in the process of design.     

腈化物同化菌的筛选及其培养条件的研究

应用富集培养技术和定向筛选技术，从腈化物长期污染的土壤中，以生物量为指标，筛选到６株能在以丙腈为唯一氮源的培养基中生长的细菌，通过对照实验确定为腈化物同化菌，并研究了生长最好的Ｅ菌株的最适培养条件