绿洲灌溉区与旱作区多龄苜蓿地土壤有机碳、氮及物理特性分析

以甘肃灌区和旱作区苜蓿(Medicago sativa)地土壤为研究对象,对不同地域的苜蓿地土壤全氮(TSN)、有机碳(SOC)、容重、含水量进行测定,结果表明:灌区SOC含量均高于旱作区,在90~100cm土层其含量与旱作区差值最大,达3.41g/kg。在0~100cm灌区SOC含量为6.81~12.49g/kg,均值为9.25g/kg,比旱作区高22%。旱作区TSN含量随土壤深度的增加而减小,含量在(1.03±0.01)~(0.44±0.04)g/kg。在0~30cm灌区TSN含量相对较稳定,差异不显著(P0.05),在30~60cm剖面全氮含量急剧下降,70~100cm含量变化较为稳定,TSN含量维持在(0.66±0.01)g/kg。旱作苜蓿地土壤含水量在0~60cm变化不显著(P0.05),0~100cm土壤含水量均值为(14.437±1.124)%,灌区苜蓿地土壤含水量均值为(16.025±2.029)%。随着土壤深度的增加,旱作区和灌区苜蓿地土壤容重均呈现依次增大的分布规律,旱作区最大值为(1.421±0.034)g/cm,比最小值高出17.5%,灌区最大值(1.332±0.017)g/cm,比最小值高出11.3%.     

围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响

草地生态系统固碳能力对全球碳贮量的大小有重要影响。放牧作为草地最广泛的利用方式之一影响着草地的碳贮量,过度和不合理的放牧方式造成草地退化,引起草地碳的损失。围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响主要包括对植被生产力和土壤碳贮量的影响,本文对有关的报道进行了综述。结果显示,由于受植被凋落物、群落结构和气候等多因素的影响,围栏禁牧对草地植被生产力有正面或负面的效应;放牧对植被生产力的影响也没有一致的结果,此外,放牧对植被生产力的影响还与放牧的强度有关。围栏禁牧与放牧可以通过多种途径对草地土壤碳贮量产生正面或负面的影响。总之,围栏禁牧与放牧对草地生态系统固碳能力的影响是复杂多样的,需要对草地碳贮量进行估算,并对相关的机制进行研究,这样才能在草地管理方面做出合理的决策。     

中国草地固碳减排研究现状及其建议

随着经济的快速发展,温室气体的排放量不断增加,加之人类对自然资源的利用强度逐渐增加,导致全球生态系统的固碳能力减弱,大气中的温室气体浓度达到新高,所造成的温室效应已经成为国际社会普遍关注的重大全球性问题。中国草地碳汇资源得天独厚,发展草原碳汇经济成为履行国际承诺、打造碳汇新经济、建设美丽中国的重要载体。综述中国草地固碳减排现状及其影响因素,包括草地碳汇和家畜生产减排研究、气候变化背景下的草地碳汇、人工草地建设等方面,并提出中国草地固碳减排发展建议,以期为中国实现碳达峰、碳中和及草地固碳减排的贡献提供理论基础,为推动我国社会高质量发展、创造高品质生活提供坚实的技术支撑。     

Comparison between mainstream (Capnostat 5) and a low-flow sidestream capnometer (Capnostream) in mechanically ventilated,sevoflurane-anesthetized rabbits using a Bain coaxial delivery system

ObjectiveTo evaluate agreement between end-tidal carbon dioxide (Pe′CO₂) and PaCO₂ with sidestream and mainstream capnometers in mechanically ventilated anesthetized rabbits, with two ventilatory strategies.Study designProspective experimental study.AnimalsA total of 10 New Zealand White rabbits weighing 3.6 ± 0.3 kg (mean ± standard deviation).MethodsRabbits anesthetized with sevoflurane were intubated with an uncuffed endotracheal tube (3.0 mm internal diameter) and adequate seal. For Pe′CO₂, the sidestream capnometer sampling adapter or the mainstream capnometer was placed between the endotracheal tube and Bain breathing system (1.5 L minute^–1 oxygen). PaCO₂ was obtained from arterial blood collected every 5 minutes. A time-cycled ventilator delivered an inspiratory time of 1 second and 12 or 20 breaths minute^–1. Peak inspiratory pressure was initially set to achieve Pe′CO₂ normocapnia of 35–45 mmHg (4.6–6.0 kPa). A total of five paired Pe′CO₂ and PaCO₂ measurements were obtained with each ventilation mode for each capnometer. Anesthetic episodes were separated by 7 days. Agreement was assessed using Bland-Altman analysis and linear mixed models; p < 0.05.ResultsThere were 90 and 83 pairs for the mainstream and sidestream capnometers, respectively. The mainstream capnometer underestimated PaCO₂ by 12.6 ± 2.9 mmHg (proportional bias 0.44 ± 0.06 mmHg per 1 mmHg PaCO₂ increase). With the sidestream capnometer, ventilation mode had a significant effect on Pe′CO₂. At 12 breaths minute^–1, Pe′CO₂ underestimated PaCO₂ by 23.9 ± 8.2 mmHg (proportional bias: 0.81 ± 0.18 mmHg per 1 mmHg PaCO₂ increase). At 20 breaths minute^–1, Pe′CO₂ underestimated PaCO₂ by 38.8 ± 5.0 mmHg (proportional bias 1.13 ± 0.10 mmHg per 1 mmHg PaCO₂ increase).Conclusions and clinical relevanceBoth capnometers underestimated PaCO₂. The sidestream capnometer underestimated PaCO₂ more than the mainstream capnometer, and was affected by ventilation mode.     

分子模拟活性炭的方法及其应用进展

介绍了分子模拟和传统吸附理论的关系,综述了使用巨正则蒙特卡洛模拟和密度泛函理论方法对活性炭结构的研究,归纳了近年来分子模拟技术在作为特殊吸附剂的活性炭的理论设计、吸附性能预测和指导表面基团改性方面应用过程中的研究进展。目前对活性炭微观孔结构的分子模拟研究,多停留于理论层面的模拟研究,而缺少对微观结构和宏观性质之间关系的分析。在实际应用中结合发挥分子模拟微观层面分析的优势,是分子模拟技术在活性炭研究中的重要发展方向。     

甲醛吸附用载铜活性炭孔结构和表面化学性质研究

采用CuC l2溶液对椰壳活性炭进行改性,制备高容量甲醛吸附活性炭。以扫描电镜(SEM)观测改性前后活性炭的表面形貌;用低温液氮吸附(N2/77K)来表征铜盐浓度的改变对活性炭孔隙结构的影响;用X射线光电子能谱(XPS)分析活性炭表面元素组成及存在形式;用X射线衍射(XRD)研究载铜活性炭的晶形结构;以常温动态吸附评价活性炭对甲醛的吸附性能。研究结果表明:改性活性炭中铜以Cu、CuC l及CuC l23种形式存在,改性活性炭微孔数量减少,介孔比例提高;同时,随铜盐浓度增加,活性炭的比表面积和孔容减少,平均孔径变大;改性后活性炭表面含氧官能团数量增加。当CuC l2浓度为0.5 mol/L时,制备的改性活性炭对甲醛的吸附容量(4.28 mg/g)是原料活性炭(1.38 mg/g)的3.1倍,甲醛在改性活性炭上的吸附行为符合Freundlich吸附模型。     

沼液施肥对杨树林地土壤微生物量碳氮的影响

沼液是沼气发酵过后的液体残留物,是一种优质的有机肥料。研究了不同沼液施肥对杨树林地土壤微生物量碳氮的影响。结果表明:施用沼液可以提高土壤微生物量碳、氮的含量,微生物量碳、氮含量增加范围分别为4.29%~61.62%和6.08%~76.10%,土壤微生物量碳氮含量随沼液施用量增加逐渐提高。土壤微生物量碳氮呈正相关。土壤微生物量碳氮比随沼液施用量增加逐渐下降,其变化范围为9.92~10.81,土壤微生物量碳氮比与微生物量碳、氮含量负相关。     

华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要“源”或“库”,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田( FL)为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被( NRV)土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0～20 cm 土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg －1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg －1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0～20 cm 土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林 0～20 cm 土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12 和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在 0～20 cm 土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。     

基于KNN方法的大兴安岭地区森林地上碳储量遥感估算

【目的】采用 KNN方法进行碳储量估测,并对估测后的数据进行各种校正处理,绘制森林地上碳储量的空间分布图,为我国森林碳储量和固碳潜力的研究提供基础数据和科学依据。【方法】以黑龙江省大兴安岭为研究区(50°05'—53°33'N,121°11'—127°01'E),基于2010年森林资源连续清查固定样地和同年 Landsat5 TM 影像数据,利用 k－邻近法( KNN)在像素级水平上对森林地上碳储量进行估算。采用多准则方法分东、南、北和中4个区域对样地坐标和其对应的影像光谱值进行坐标重配准,并根据实测样地数据对坐标重配置前后不同林分类型地上碳储量估测精度进行评价;针对 KNN方法像素级估测结果存在明显的高值区域低估和低值区域高估现象,应用直方图匹配方法对估测结果进行变动范围调整;并根据样地实测碳储量和 KNN 估测值间的回归关系对调整后的结果分区域进行进一步匹配校正后处理,绘制森林碳储量的空间分布图。【结果】总体来说,本研究区域像元尺度KNN估测的欧式距离优于马氏距离,均方根误差随着最邻近值 k的增大而降低,当 k大于6时变化缓慢,并逐渐趋于稳定;坐标误差校正后,各林分类型森林地上碳储量的估测精度均显著提高,平均均方根误差由17.23降低到14.3 t·hm －2;直方图匹配后,各区域样地点高值区域低估和低值区域高估现象均有很大程度改善,实测值和估测值间的相关关系明显增强,然而高值地区(碳储量大于20 t·hm －2)出现过高估计现象;经匹配校正后处理的均值、标准差、直方图和累积频率分布图更接近样地实测值,均方根误差也明显降低,高值地区过高估计现象得到很好校正。【结论】森林资源清查数据、遥感数据及 KNN方法相结合逐渐成为区域尺度森林参数空间连续估测的重要手段。同利用光谱值和森林参数建立的回归模型相比,KNN方法能够更多地考虑到森林参数同光谱值之间的非线性依赖关系;但 KNN估测方法除了受距离度量标准、最邻近值 k的大小以及影像波段的选取等因素影响外,还存在如样地坐标和对应的影像光谱值匹配误差、像素级估测结果多呈明显集中分布趋势等问题,使得该方法的应用受到一定限制。本文的研究表明,对这些因素进行合理的校正,将更有利于区域尺度森林参数的精确估计和反演。