MultiN/C 2100S直接法测量总有机碳的不确定度评定

使用德国耶拿仪器公司Multi N/C 2100S总有机碳水质分析仪,依据《水质总有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法》(HJ 501-2009),测定了实际水样中总有机碳含量,分析了影响结果的不确定度来源主要有标准溶液及校准系列配置、回归曲线、试样重复性试验、总有机碳水质分析仪,在此基础上对测量结果进行了不确定度评定:当TOC浓度为8.54 mg/L时,其扩展不确定度为0.24 mg/L,并根据JJF1059-2012给出了标准的表示法。上述结果可为准确测定总有机碳提供理论依据。     

RTO技术治理挥发性有机废气工程应用研究

指出了蓄热式氧化焚烧技术是目前治理挥发性有机废气较为有效的一项措施。以医药化工有机废气为研究对象,采用气相色谱法分析了特征污染物废气种类及进气浓度,研究了RTO氧化焚烧技术治理有机废气实际运行效果,结果表明:RTO对甲醇削减率达94.8%,四氢呋喃削减率达94.6%,二氯甲烷削减率达95.3%,甲苯和乙醚削减率分别达88.0%和96.8%,且排放浓度满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-2012)。最后结合医药化工行业RTO运行所存实际问题及对应解决方案进行了归纳总结,并对该技术的发展提出了展望。     

北亚热带地区退化灌木林改造为人工阔叶林后土壤活性碳库的变化

以我国北亚热带地区退化灌木林改造11 a后形成的木荷-青冈栎混交林和杜英纯林为研究对象,并以保留的退化灌木林为对照,分析了不同树种组成对林分土壤活性有机碳含量的影响。结果表明:木荷-青冈栎混交林和杜英纯林0 50 cm各土层土壤有机碳含量比退化灌木林分别增加了52.33% 96.13%和77.93% 119.85%,土壤易氧化碳增加了57.89% 100.90%和21.44% 46.85%,土壤轻组有机质增加了74.50% 93.75%和27.24% 96.09%,而土壤水溶性有机碳变化不明显。不同树种组成林分土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比率大小顺序,土壤水溶性有机碳/土壤总有机碳为退化灌木林 >木荷-青冈栎混交林 >杜英纯林,土壤易氧化碳/土壤总有机碳为木荷-青冈栎混交林 >退化灌木林 >杜英纯林。3种林分土壤各活性有机碳与土壤总有机碳的相关性均达到极显著水平(p<0.01),其中,木荷-青冈栎混交林相关系数大于其它两种林分。3种林分中,土壤总有机碳、易氧化碳、轻组有机质与土壤养分的相关性均达到极显著水平,而退化灌木林土壤水溶性有机碳与水解氮、速效钾相关性不显著,杜英纯林土壤水溶性有机碳与速效钾也无显著相关性。     

小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤有机碳及各组分特征

【目的】了解中国小兴安岭阔叶红松不同演替系列土壤有机碳库和各组分的积累及分配特征,准确评价森林生态系统碳储量,为科学评价小兴安岭阔叶红松林土壤固碳功能和固碳潜力提供理论依据。【方法】以阔叶红松林不同演替系列(中生系列、旱生系列、湿生系列)的典型群落为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳、易氧化有机碳、惰性有机碳、矿化碳、可溶性有机碳含量,探讨有机碳各组分对总有机碳的贡献率,分析调控土壤有机碳及各组分的影响因子。【结果】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳含量表现为湿生旱生中生;阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳表现为随土壤剖面的加深而减少的趋势,即40~60 cm土层20~40 cm土层10~20 cm土层0~10 cm土层;中生、湿生和旱生演替系列土壤惰性碳占总有机碳比例分别为34.42%,13.27%和12.17%,可中生、湿生和旱生演替系列溶性有机碳占总有机碳比例分别为0.09%,0.07%和0.08%,旱生、中生和湿生演替系列易氧化有机碳占总有机碳比例分别为33.59%,65.18%和54.53%,湿生、中生和旱生演替系列矿化碳占总有机碳比例分别为0.58%,0.53%和0.37%;总有机碳含量与矿化碳含量、易氧化有机碳含量和惰性碳含量极显著正相关(P0.01),惰性碳含量与矿化碳含量和可溶性有机碳含量极显著正相关(P0.01),与易氧化有机碳含量显著负相关(P0.05);不同演替系列土壤有机碳含量及各组分含量影响因子各不相同,总有机碳含量与土壤全氮含量极显著正相关(P0.01),惰性碳含量与土壤全氮含量显著正相关(P0.01),与沙粒比极显著负相关(P0.01),矿化碳含量与土壤酸碱度极显著负相关,与凋落物现存量和土壤含水率极显著正相关(P0.01)。【结论】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤碳库及各组分动态特征存在显著差异。群落演替时间及土壤理化性质是导致有机碳及各组分特征不同的主要原因。     

不同林分下土壤活性有机碳库研究

采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有机碳含量。结果表明 :常绿阔叶林土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于马尾松与杉木林土壤 ,杉木林土壤水溶性碳含量相对较低。从不同层次看 ,土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。水溶性碳、微生物量碳和易氧化态碳占总有机碳的比率分别波动在 0 31%～ 1 18%、0 90 %～ 2 5 1%和 7 0 3%～ 2 9 5 2 %之间 ,其中 ,土壤水溶性碳占总有机碳比率为马尾松林 >常绿阔叶林 >人工杉木林 ,易氧化态碳占总有机碳比率常绿阔叶林明显高于马尾松林和杉木林。不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势 ,而易氧化态碳占总有机碳比率随剖面加深有规律地下降。土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。     

黄土高原毛白杨人工老龄林生态系统碳密度研究

为评价黄土高原毛白杨人工林的碳汇能力,以45a生的老龄毛白杨林地为研究对象,通过对3块林地和2块临近荒地生态系统不同层次有机碳密度的调查得出,45a的毛白杨人工林生态系统有机碳密度为16.775kg.m-2,与荒地对比总有机碳密度增加了113.75%,平均每年增长2.53%,林地各层次有机碳密度大小依次为土壤层乔木层枯落物层草本层灌木层,分别占总有机碳密度的70.63%、27.11%、2.07%、0.14%和0.05%,表明土壤层与乔木层为林地生态系统有机碳的主要来源。说明在毛白杨人工林造林后期有显著的碳增汇效应。     

利用双指数模型预测中国不同森林带土壤有机碳矿化的动态变化

本文利用土壤培养实验和双指数模型(把土壤有机碳划分为活性碳和缓效性碳库)的方法,来分析确定长白山和祁连山的土壤有机碳的动态变化。分析和拟合土壤有机碳矿化释放的CO2的速率。结果表明:活性碳库占总有机碳的1.0%–8.5%,平均驻留时间的平均值为24天;缓效性碳库占总有机碳的91%–99%,平均驻留时间的平均值为179年。根据缓效性碳的大小和平均驻留时间可以得知,祁连山森林土壤的有机碳较长白山的难分解。通过分析影响森林土壤有机碳矿化的因素––土壤粘粒含量、海拔和温度,结果显示两种森林土壤有机碳的分解快慢与其温度正相关,并且长白山和祁连山的累积的土壤有机碳和缓效性碳的含量随土壤粘粒含量的增加而呈线性增加,其相关系数分别为0.7033和0.6575,充分表明温度和土壤粘粒含量对土壤有机碳的矿化有较大的影响。     

基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征

【目的】比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。【方法】分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。【结果】云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g ·kg^-1 ,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg^-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P<0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg^-1 ,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg^-1 ,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg^-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m^3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m^3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg ·m^-2 ,有机土层有机碳密度为4.26 kg ·m^-2 ,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为 14.06 kg ·m^-2 ,有机土层碳密度为3.49 kg ·m^-2 ,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。【结论】去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。     

抚育强度对云杉林土壤有机碳含量的影响

笔者分析了川西米亚罗林区典型低效林经不同强度的抚育间伐后,对5种处理的2个土层(0 cm~15 cm,15 cm~30 cm)的土壤总有机碳、微生物量碳含量的变化进行了动态监测,并分析了土壤总有机碳和微生物量碳含量的季节变化。结果表明,5种处理的土壤总有机碳和微生物量碳含量均是上层高于下层;在观测的4个季节内,上层、下层土壤总有机碳均是夏季春季冬季秋季,土壤总有机碳含量的上、下层均值是F3F2F1F4CK;土壤微生物量碳含量均是秋季冬季春季夏季;土壤微生物量碳含量的上、下层均值表现为F3F2F1CKF4,而且30%的间伐强度样地土壤总有机碳含量和微生物量碳含量均最高。     

总有机碳在线设备在地表水监测中的应用

采用燃烧氧化—红外线分析法在线测定了水中的总有机碳,结果显示:总有机碳水质在线设备基本性能指标重复性为0.5%、零点漂移0%、量程漂移-2.21%,在与实验室比对监测结果表明:比对实验测试范围-17.5%～1.58%之间,合格率达85.3%,结果符合技术规范要求。可见总有机碳水质燃烧氧化—红外线分析法在线监测方法可以连续、较准确地监测水质变化并实现远程监控,为水质预警、环保监管服务。     

国家生态公园建设的基层视角——基于电话和邮件问卷调查

2014年,原国家林业局开展国家生态公园(试点)审批工作,但是目前公园建设的面积、导向等问题尚不明确。通过电话采访和邮件发送问卷的方式,调研组进行了初步讨论。结果表明:从建设单位角度来看,国家生态公园建设十分必要,其建设面积不宜超过500hm^2,从而保持公园建设的灵活性。公园建设需国家和地方政府重点解决公园建设资金和政策扶持等问题,并且应当规范公园建设的管理、审批和建设导向,从而便于公园可持续发展。     

花绒寄甲光肩星天牛生物型控制柳树天牛的试验研究

为防治危害北京地区柳树上的光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)、薄翅锯天牛(Megopis sinica),采用对环境安全的天敌昆虫进行了生物防治试验。结果表明:在实验室的条件下,直接在光肩星天牛幼虫上接天敌的平均寄生率为63.33%,模拟自然木段释放花绒寄甲卵的为73.33%,直接危害木段的为76.67%。另外,可以寄生薄翅锯天牛1～3龄低龄幼虫,平均寄生率为63.33%,而不能在室内寄生4～5龄的幼虫。在林间条件下,释放花绒寄甲成虫,光肩星天牛的虫口减退率可达90.98%;释放花绒寄甲卵,光肩星天牛的虫口减退率达到80.82%。     

基于多时相CHRIS高光谱卫星数据的优势树种分类研究

多时相高光谱卫星遥感包含树种光谱特征和生长季相差异信息,是解决森林树种识别精度不足的重要技术途径。本文利用不同季节3个时相CHRIS高光谱卫星影像,设计了以Bhattacharyya距离为可分性准则的波段选择经验算法,实现吉林省汪清研究区的优势树种多时相高光谱卫星填图。结果显示,多时相高光谱数据的可分性指标相比单一时相增幅明显;结合波段选择的多时相高光谱分类结果验证精度较单一时相分类结果和多时相全波段分类精度提高7.5%和1.6%;研究区主要优势树种的分类精度存在差异,柞树和落叶松的分类精度最高,杨树最低,红松与暗针叶林存在一定程度的误分,主要原因为二者的光谱接近且时相特征差异小。     

一株用于石油污染修复的产漆酶菌种产酶条件优化及性能评价

选取血红密孔菌Pycnoporus coccineus为产漆酶菌种,通过开展单因素产漆酶条件优化研究,明确最佳液体发酵工艺参数,制备出粗酶制剂并进行原油降解性能评价。结果表明:1)漆酶最佳液体发酵工艺参数为初始pH值5～7、初始温度30℃、摇床转速200r/min,接种量1.5%、碳源为羧甲基纤维素钠20.00g/L、氮源为硝酸钠5.00g/L、磷源磷酸氢二钾为2.00g/L、Cu2+浓度为1.00mmol/L、诱导剂为蔥2.00×10-4 mmol/L;复合制剂(粗酶制剂+菌剂)TPHs降解率高于单一制剂(仅投加菌液),环境耐受性、微生物底物作用能力及原油降解速率均显著提升。     

城市耐旱绿化植物选择途径——以半干旱城市济南为例

加强对植物耐旱能力的评估可以在规划时因地制宜、适地适树,增强城市绿地系统的生态弹性。文章在对植物的形态特征、响应机制与耐旱习性分析的基础上构建了由叶型、叶质、枝茎结构和自然生境4类23种耐旱指标组成的评价体系;通过对济南常见的104种园林木本植物的评估总结出它们的耐旱优先特征,并以此探讨了基于形态特征为主导的耐旱园林植物选择途径,为不同立地科学选择树种提供对策。     

定向重组竹集成材:一种无限接长的新材料

针对传统竹集成材接长后力学性能大幅度降低的问题,研发了一种可实现竹集成材无限接长且低强度损失率的新产品——定向重组竹集成材。文章介绍了该产品的制备工艺、基本物理力学性能与应用范围,并与传统竹集成材进行了对比。通过这种制备方法,可以减少竹集成材接长的强度损失,丰富目标产品的尺寸规格,扩大其应用范围,是一种具有市场竞争力的产品。     

无人机森林航摄影像三维点云估测林分蓄积量研究

森林蓄积量能够评估林地生产力的高低及经营措施的效果,为森林经营与采伐提供重要依据。目前,大多基于无人机影像的蓄积量估算,均建立在测绘标准所生成的DOM、DSM、DEM等测绘成果基础上,而未充分利用原始影像数据上的林业特征,无法从点云层面上加入林业业务逻辑产生成果数据。获取无人机影像后,利用特征点提取与匹配方法自动相对定向,结合控制点和光束法平差的迭代求解,解算出精确的相机姿态数据,并沿核线方向一维搜索特征点进行影像密集匹配生成密集点云。对原始三维点云过滤后进行树冠分割,在聚类后的林冠点云中提取了树顶点和树高因子估测了森林蓄积量。研究结果表明,冠幅的提取精度85.15%,树高的提取精度83.69%,林分蓄积量估算的精度达到了82.46%。     

三江并流区不同林型土壤肥力评价

以三江并流区4种林型(云南松林、多变石栎+旱冬瓜混交林、山杨林、云南铁杉林)土壤为研究对象,测定9种土壤主要理化指标,分析不同剖面土壤养分含量变化及分级特征,参照全国第二次土壤普查各属性分级指标,结合改进的内梅罗指数对土壤肥力进行综合评价。结果表明,4种林型下的土壤砾石含量为10%～50%,土壤机械组成为砂粒>粉粒>粘粒,粉黏比为0.71～2.68,属于偏砂质黏壤土;土壤pH值在5.15～6.77,C/N为6.09～15.95;不同林型下土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾和阳离子交换量属丰富水平且均随土壤深度增加而减少,全钾和速效磷含量较低,前者随着土层加厚而增加,后者分布无明显规律。4种林型下的土壤内梅罗综合评价指数在0.9～1.8,肥力状况一般,不同林型土壤肥力综合系数排序:云南铁杉林>山杨林>多变石栎混交林>云南松林,普遍表现出深层养分缺乏,应适当补充P素和K素。     

基于随机森林模型的天然林立地生产力预测研究

从汪清林业局大荒沟林场、大柞树林场等11个林场的森林资源二类调查数据中选取优势树种为蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的小班。以海拔、土层厚度、坡位、坡向、腐殖质层厚度、坡度6个立地因子以及年平均气温、月平均气温差等19个气候因子为输入变量,以树种年平均蓄积生长量为输出变量,应用随机森林回归算法分别建立蒙古栎、阔叶混交林及针阔混交林的立地质量评价模型,对不同立地条件下的造林地进行生产潜力预测。同时,分析了各环境因子对树种生长的影响权重。结果表明:1)所建立的3种回归模型的RMSE的值分别为:0.22、0.54、0.52,R^2值分别为:0.79、0.79、0.72,模型的拟合效果较为理想。2)研究区域内,对蒙古栎生长影响较大的因子依次为月平均气温差、温度季节性变化、坡度、年降水量、年平均气温差;对针阔混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、腐殖质层厚度、月平均气温差、最湿季度降水量、最暖季度降水量;对阔叶混交林生长影响较大的因子依次为:坡度、坡位、坡向、温度季节性变化、最干旱季平均气温。3)通过对比同一立地3种类型的生产力,针阔混交林、阔叶混交林的年平均蓄积生长量均高于蒙古栎纯林,针阔混交林略高于阔叶混交林。4)因此,应客观考虑环境因子对于林木的影响程度,使其生长环境条件尽可能地处于最佳组合状态。