一种森林土壤惰性碳和缓效性碳快速估算方法

高光谱遥感技术因其便捷快速、节约成本、非破坏性和准确度高的特点,被广泛应用于资源环境、军事、大气遥感和测绘等领域。本研究在化学实验(碳库分离)的基础上,结合高光谱遥感技术,利用统计分析工具SAS分析家模块将三库分离数据与光谱反射率数据进行多元逐步回归分析,筛选出敏感波段,从而建立起了一种森林土壤惰性碳和缓效性碳的快速估算模型。研究发现,无截距模型的显著性较为明显,解释能力和预测能力较好。利用光谱求平均和平滑去噪方法处理过的光谱反射率数据通过逐步回归筛选出来的敏感波段组合对森林土壤惰性碳和缓效性碳含量有较强的预测能力。可以利用高光谱技术来进行森林土壤惰性碳含量和缓效性碳含量的快速估算与监测。     

不同土层水稻土培养条件下有机碳矿化规律研究

以湖南省桃源县水稻土为研究对象,基于土壤有机碳三库一级动力学理论,从垂直变化角度研究水稻土总有机碳(Ct)、活性碳(Ca)、缓效性碳(Cs)、惰性碳(Cp)的含量及有机碳矿化特征的相关规律。研究结果表明:1总有机碳、活性碳、缓效性碳、惰性碳含量分别与土层深度成负相关,相关系数分别为0.8431、0.8516、0.8320、0.7734(P0.01),土层越深活性碳占总有机碳比例越小,惰性碳占总有机碳比例越大。2按照CO2-C释放速率变化程度,将矿化曲线划分为快速矿化(平均约7.94 d)、缓慢矿化(平均约28 d)和平衡矿化三个阶段,其中快速矿化阶段主要为活性碳矿化。3土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、矿化比例等都随土层加深而减小,但30~60 cm土层有机碳总量大,其有机碳矿化总量的变化对1 m深有机碳矿化总量变化的影响大。4偏相关分析表明不同土层土壤有机碳各组分含量、有机碳矿化总量与土壤全氮含量和土壤p H相关,即土壤性质影响有机碳矿化特征。由此得出,深层土壤有机碳也参与全球碳循环,并且全氮含量和p H会影响深层碳库成为碳源或是碳汇,在研究全球碳循环时应给予充分重视。     

蓄能材料对内插热管式太阳能热泵系统冬季性能的影响

为充分利用太阳能,提高太阳能热泵系统能效比,该研究提出了一种蓄能型内插热管式太阳能热泵系统,可实现太阳能分季节最大化利用。搭建了系统性能试验台,在南京地区开展了2 a的试验研究,对比分析了相近环境条件下充灌或未充灌相变材料的系统瞬时集热效率、平均集热效率、系统性能系数和供水水温等随太阳辐射波动性的变化规律。结果表明在与冬季白天相近的太阳辐射强度、太阳辐射波动性和环境温度下,充灌相变材料系统的瞬时集热效率波动性比未充灌的系统降低近60%,平均集热效率较未充灌的系统提高25%以上。夜间工况下,充灌相变材料系统的COP(coefficient of performance)可达3.0以上,且能更快达到供热水温50℃,时间缩短20%以上。研究结果可为太阳能热泵系统的推广应用提供参考。     

城乡结合带土壤重金属时空变异特征与源解析——以南京市柘塘镇为例

为了解城乡结合带土壤重金属污染特征与规律,以南京市溧水区柘塘镇为例,就表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量、时空变化特征及来源分别进行了研究。结果表明:柘塘镇8种重金属元素的平均含量为14.0、0.20、77.6、44.7、0.17、33.9、36.2和103.7 mg kg-1,空间分布以低于绿色标准为主,维持背景含量的区域较少。与2002年含量相比,绝大部分面积出现了8种重金属不同程度的富集,增长率分别为56.91%、61.06%、6.07%、60.15%、38.69%、19.94%、23.92%和56.17%。人类活动较为密集的地区富集程度较大,其中Cd、Cr、Cu、Ni和Zn的富集区基本均集中在城镇和工厂驻地;Hg和Pb的富集区多集中在交通干道,As元素的富集区主要集中在村镇区域。Cr、Cu、Ni和部分Zn可能来源于工业生产,Hg和部分Pb、Zn可能来源于交通运输以及禄口机场的运营,Cd和部分Zn可能来源于城市扩张和秦淮河渔业发展,As则可能来源于畜禽养殖、生活污水排放和污泥施用。南京城乡结合带正面临土壤重金属不断富集的问题,应摸清来源,尽早防治。