Fluxes of CO2, N2O and CH4 from a typical temperate grassland in Inner Mongolia and its daily variation

Using a dark enclosed chamber technique, the fluxes of CO₂, N₂O and CH₄ from nature and disturbed grassland were measured on the spot in Inner Mongolian Temperate Grassland along the annual rainfall gradient section ranging from 450 to 200 mm. The results showed that the measured mean fluxes of CO₂, N₂O and CH₄ were (1 180.4 ± 308.7), (0.010 ± 0.004) and (−0.039 ± 0.016) mg · m⁻²/h, respectively. The decrease of the fluxes of CO₂, N₂O and CH₄ follows with that of annual rainfall gradient in the measurement area. Human activities, such as grazing and reclamation are also critical factors to affect the fluxes of these gases from grassland. Daily continuous measurement of CO₂, N₂O and CH₄ fluxes showed a strong diurnal variation with higher emission in the daytime. A good relationship between the fluxes of CO₂, N₂O, CH₄ and temperature was exposed in this study.     

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 ,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源     

森林土壤温室气体通量对森林管理和全球大气变化的响应

森林土壤是温室气体重要的源和汇。探讨不同森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量特征,为有效减少温室气体排放及森林可持续管理等提供参考。笔者从森林土壤温室气体(forest soil green house gases)、森林管理(forest mangement)和全球大气变化(global atmospheric change)3个关键研究点,查阅近年来相关研究成果,归纳森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量的一般性模式。CO₂、CH₄和N₂O是3种重要温室气体,其通量间存在协同、消长和随机型耦合关系。森林管理如火烧、采伐和造林等显著影响土壤温室气体通量。一般情况下,火烧导致土壤N₂O通量降低,CH₄吸收量增加,CO₂通量因火烧类型、火烧强度、生态系统类型不同出现增加、减低和无影响3种结果; 采伐通常导致土壤CO₂、CH₄和N₂O排放增加; 造林可使土壤CO₂排放减少,对N₂O和CH₄通量的影响随生态系统类型、造林树种等而改变。全球大气变化如CO₂浓度升高、氮沉降和气温升高影响森林土壤温室气体通量。通常,CO₂浓度升高导致土壤CO₂和N₂O排放量增加,CH₄吸收量降低; 氮沉降促进土壤N₂O排放、抑制CH₄吸收。气温升高导致土壤CO₂和N₂O排放增加。森林管理和全球大气变化对土壤温室气体通量的综合影响是非叠加的,有效的森林管理可能改变土壤温室气体通量对全球大气变化的响应。     

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。     

Increased soil emissions of potent greenhouse gases under increased atmospheric CO2

Increasing concentrations of atmospheric carbon dioxide (CO(2)) can affect biotic and abiotic conditions in soil, such as microbial activity and water content. In turn, these changes might be expected to alter the production and consumption of the important greenhouse gases nitrous oxide (N(2)O) and methane (CH(4)) (refs 2, 3). However, studies on fluxes of N(2)O and CH(4) from soil under increased atmospheric CO(2) have not been quantitatively synthesized. Here we show, using meta-analysis, that increased CO(2) (ranging from 463 to 780 parts per million by volume) stimulates both N(2)O emissions from upland soils and CH(4) emissions from rice paddies and natural wetlands. Because enhanced greenhouse-gas emissions add to the radiative forcing of terrestrial ecosystems, these emissions are expected to negate at least 16.6 per cent of the climate change mitigation potential previously predicted from an increase in the terrestrial carbon sink under increased atmospheric CO(2) concentrations. Our results therefore suggest that the capacity of land ecosystems to slow climate warming has been overestimated.     

CH4/O2/CO2层流预混火焰传播速度实验研究

采用本生灯法,测量了CH4/O2/CO2混合气在不同工况下的层流预混火焰传播速度.采用基于火焰图像的全面积法计算本生灯火焰的传播速度.主要研究了化学当量比(08~12)、氧气体积分数(25%~35%)和稀释剂种类(N2,CO2)对火焰传播速度的影响规律.结果表明:当化学当量比为1时火焰传播的速度达到最大值,在其两侧火焰传播速度逐渐下降;火焰传播速度随着氧气体积分数的增加而增加,且火焰传播速度与氧气体积分数呈二次函数关系;与N2相比,高浓度CO2降低了火焰传播速度,CH4在O2/CO2气氛下的火焰传播速度约为O2/N2气氛下的五分之一.     

氮和磷增加对华南两种人工林土壤甲烷通量的影响

以含氮和磷的养分溶液(NH4NO3和KH2PO4)模拟大气氮和磷沉降,对华南地区两种人工林马占相思(Acacia mangium)和尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林下群落进行处理,通过静态气箱法色谱法测定土壤CH4通量,以研究外源氮和磷对华南地区人工林土壤CH4通量的影响.结果 表明,两种人工林的对照样方下CH4通量均为负值,这说明土壤从大气中吸收CH4,也表明鹤山人工林是大气CH4的汇.增氮和增磷处理都增加了马占相思林的CH4排放通量,即促进了马占相思林CH4的排放过程;在旱季,增氮和增磷处理促进了尾叶桉林土壤CH4的排放,但是,从整个实验期间的观测来看,氮和磷处理对尾叶桉林土壤CH4通量没有显著的影响.     

CH4、CO2与O2制合成气的研究(V)--催化剂床层的热波分布

采用微型固定床反应装置,研究了甲烷、二氧化碳和氧气制氧化重整合成气时Ni-Ce-Cu-Li／Al2O3催化剂床层的热波分布,考察了炉温和进料配比对催化剂床层热波分布的影响．研究结果表明：在甲烷、二氧化碳和氧气的氧化重整反应中,催化剂床层存在明显的热波现象;在相同的炉温下,甲烷部分氧化反应的热波强度最大,甲烷、二氧化碳和氧气的氧化重整反应次之;甲烷、二氧化碳的重整反应没有热波现象．热波现象进一步印证了甲烷、二氧化碳和氧气制氧化重整合成气的反应遵从燃烧-重整的反应机理．     

表面改性ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的气体分离性能研究

通过对ZSM-5分子筛颗粒表面改性的方法,使之与聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成更好的接触面结构,再将其涂覆在聚醚酰亚胺(PEI)基膜上,制备了表面改性ZSM-5分子筛填充的PDMS/PEI复合膜。将复合膜用于CO2/CH4体系与O2/N2体系的气体分离研究,实验结果表明:填充经过表面改性的ZSM-5分子筛的复合膜与填充未改性分子筛的复合膜相比,改性后分子筛在聚合物中的分散更加均匀,分子筛与聚合物基体之间的联结更加紧密,这都增强了分子筛的筛分作用;填充改性后分子筛的复合膜对气体的渗透能力略有增大,改性分子筛填充量(质量分数)为20%的复合膜对两种体系的分离效果最佳,CO2/CH4体系的分离系数提升23.8%,O2/N2体系提升28.6%。     

Variation characteristics of soil respiration fluxes in four types of grassland communities under different precipitation intensity

In the global carbon cycle studies, terrestrial ecosys- tem has become one of the greatest uncertain ecosystems in the current carbon cycle studies owing to the complex- ity of its underlying surface and intense disturbance of anthropogenic activities[1], hence depth studies of it serveas a key in seeking for the “missing carbon sinks” of at-mosphere. In the terrestrial ecosystem, soil organic carbonreservoir is an important component of carbon reservoir inthe system, its carbon …     

载体MgO/Al2O3比对CH4/CO2重整Ni基催化剂性能的影响

以ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３以及其混合物为载体,研究ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ｍｏｌ比对ＣＨ４／ＣＯ２重整Ｎｉ基催化剂性能的影响．结果表明ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３＝２（ｍｏｌ比）时其催化性能最好,积炭量最少．现场ＴＰＯ实验表明ＣＯ岐化的积炭量均大于相应催化剂ＣＨ４解离的积炭量,表明ＣＨ４／ＣＯ２重整Ｎｉ基催化剂的积炭,ＣＯ歧化高于ＣＨ４解离     

N_2/CO_2/H_2O抑制甲烷燃烧数值分析

建立了CH4-O2预混气体等容绝热燃烧、爆炸的零维数学模型,并以此为基础对惰性气体抑制CH4点火、燃烧和爆炸的微观化学动力学过程进行数值模拟.数值计算结果表明,N2,CO2和H2O的加入,大大延长了CH4-O2预混气体的点火延迟时间,同时降低了燃烧反应系统温度.N2,CO2和H2O能有效抑制CH4点火、燃烧和爆炸,一方面源于CH4和O2在混合气体中的摩尔浓度被降低,致使离解出的H,O,OH和CH3自由基减少;另一方面则源于N2,CO2和H2O作为第三体稳定分子参与三元碰撞反应,使高活性的自由基转变成了低活性的稳定分子.相同条件下,CO2和H2O除了重点参与三元碰撞反应外,还不同程度地参与其他链式反应,而N2则是完全不参与其他链式反应.这就导致N2,CO2和H2O的抑燃、抑爆的能力和效果存在差异.     

大气压DBD甲烷二氧化碳转化方法研究

在不使用催化剂,吸收剂的环境友好条件下,利用大气压介质阻挡强电离放电加速电子及激励气体分子方法,将CH4和CO2气体激发、电离和离解成CH3,CH2,CH,H,CO,O,OH等活性粒子,并在非平衡等离子体反应器内重新组合,生成合成气、气态烃及含氧有机物醇、酸等有价值产物,甲烷的转化率高达60%以上,二氧化碳或氮气的加入使甲烷的转化率有明显提高,甲烷与二氧化碳反应气的最佳体积比为3/1.当甲烷体积分数为75%时,可得到H2/CO摩尔比为3的高质量的合成气,收集到的液体产物主要有醇、酸和水等.     

高比表面积椰壳活性炭的制备及其应用

以活性炭AC为原料,采用CO2活化法制备高比表面积活性炭,通过控制尾气中CO2含量间接控制活化反应速率,测试了以产品活性炭为电极材料的双电层电容器的充放电性能及循环伏安特性,并测定了以产品活性炭为吸附剂的CO2、CH4、N2、O2和H2的298K吸附等温线．实验结果表明,在控制尾气中C02含量小于10％,活化28h,所得活性炭（AC-28）比表面积为2587m^2／g,总孔容为1．47cm^3／g,较原料活性炭AC的相应数值分别提高33％和62％,以AC-28为电极材料的双电层电容器具有良好的充放电性能,电极比电容达171F／g,作为吸附剂,活陛炭AC-28对CO2的吸附量远远大于CH4、O2、N2和H2,具有吸附分离COJN2、CO2／O2及CO2／空气气体混合物中CO2的潜力。     

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。     

瓦斯组分在MCM -41介孔分子筛上的吸附分离特征

矿井瓦斯中CH4与N2和CO2的有效分离是解决低浓度瓦斯回收利用的技术关键为此,利用自制的吸附装置,研究了CH4,N2,CO2及其两相混合物在MCM -41介孔分子筛上的吸附、分离特征结果表明,MCM -41对CO2的吸附选择性最好,CH4次之,N2最差1∶1 mol两相混合气体吸附时,CO2/N2的分离系数最大,其次为CH4/N2,而CH4/CO2在测试压力下无有效分离作用;较低的吸附压力有利于CO2和N2以及CH4和N2的分离     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.     

不同坡度和前期土壤含水率下裸地和草地的降雨产流试验分析

坡度和前期土壤含水率是降雨产流过程的重要影响因素。为探讨其对降雨产流过程的影响,采用人工降雨模拟试验,对太行山前平原区不同坡度和前期土壤含水率下草地和裸地降雨产流过程进行了研究。结果表明:(1)草地和裸地的径流量均随坡度和前期土壤含水率的增加而增大,且裸地在稳定阶段的产流量以及累积产流量均高于草地;同时,前期土壤含水率较高时,累积产流量与降雨历时呈现出分段函数的关系;(2)径流系数、产流滞时以及入渗率随坡度和前期土壤含水率的增加分别呈现出增大、减小和减小的趋势,且两影响因素对草地径流系数、产流滞时及入渗率的影响程度均强于裸地;(3)裸地和草地的入渗率均随坡度和前期土壤含水率的增加,其变化速率逐渐增大,且较其他入渗模型,Horton入渗模型可以很好地估算土壤入渗率以及入渗量。通过试验研究,以期为进一步探索太行山前平原区降雨产流规律提供参考。     

含氧亚甲基联苯液晶的合成及介晶性

报道了3个系列含氧亚甲基酯的化合物：H2n＋1CnOC6H4C6H4OCH2C6H4CO2-CmH1m＋1（系列A）,H2m＋1Cm-O2 CC6H4CH2-OC6H4C6H4O-CH2C6H4CO2-CmH2m＋1（系列B）,H2m＋1Cm-O2CC6H4CH2-OC6H4O-CH2C6-H4CO2-CmH2m＋1（系列C）,n=8,12,16;m=6,12,14,16．通过差示扫描量热法（DSC）和偏光显微镜（POM）对其介晶性研究发现,除化合物C-14和C-16外,这些化合物都具有介晶性．m相同时,系列B化合物比相对应的系列A化合物有更高的清亮点;系列B化合物比系列C有更高清亮点和更宽的介晶相温度范围．     

甲苯在不同背景气氛下的介质阻挡放电降解行为研究

采用线板式介质阻挡放电对甲苯进行降解,研究不同背景气氛(不同配比的N2/Ar和N2/O2)下甲苯的降解行为.研究发现,当氮气中加入氩气时,随着N2/Ar中Ar含量的增加,甲苯的降解率迅速升高,而且所需的电场强度大大降低.当背景气体为氩气(含微量氧)时,输入电压仅为4 kV,甲苯的降解率就可达98.1%.在N2/Ar中甲苯一部分转化为CO和CO2,其他为一些副产物,如HCN,CH4,C2H6,C12H26等.在N2/O2气氛下,氧的体积分数为2%左右时甲苯的降解效率最高,甲苯几乎完全被氧化为CO和CO2,副产物仅为O3.