Is burial of wheat straw in ditches a way to reduce CH4 emissions from rice cultivation?

Abstract

Burial of wheat straw in ditches and incorporation of wheat straw are the two main ways of returning wheat straw prior to rice cultivation in China. To examine the effect of burying wheat straw in ditches on CH₄ emissions from rice cultivation, a field experiment was conducted at Yixing, Jiangsu, China in 2004. CH₄ flux was measured using a closed-chamber technique in three treatments (CK, no wheat straw application; WI, evenly incorporating 3.75 t ha^?1 wheat straw into the 0.1 m topsoil; WD, burying 3.75 t ha^?1 wheat straw in 0.14-m deep by 0.25-m wide ditches). Seasonal CH₄ emissions ranged from 49.7 to 218.4 kg CH₄ ha^?1. The application of wheat straw in these two ways significantly increased CH₄ emissions by 4.0-fold and 4.4-fold, respectively (P < 0.05). Although CH₄ flux from the non-ditch area in the WD treatment was as low as that in the CK treatment, it was counter-balanced by extremely high CH₄ flux from the ditch, which was approximately 6.0-fold as much as that from WI, leading to comparability between treatments WI and WD in total CH₄ emissions (P > 0.05). No significant difference was observed between the three treatments in grain yield (P > 0.05). The results indicated that burial of wheat straw in ditches is not a way to reduce CH₄ emission from rice cultivation.     

稻田土壤CH4排放及其关联微生物功能基因丰度对磺胺二甲嘧啶和铜污染的响应

为了研究畜禽粪便中磺胺类兽用抗生素磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine,SMZ)和典型重金属铜(Copper,Cu)复合污染对稻田土壤CH_4排放及其微生物相关功能基因丰度的影响,以猪粪为肥源,设置无污染、低、中、高4种SMZ和Cu不同污染水平的浓度,SMZ分别为0、0.1、1、5 mg·kg~(-1),Cu分别为0、100、500、1 500 mg·kg~(-1),两两组合共计16个处理,通过长时间室内模拟淹水培养实验,定期测定CH_4排放速率和相关土壤功能基因丰度,以期探索SMZ和Cu单一及复合污染影响CH_4排放和相关功能基因丰度的浓度效应及影响时长。结果表明:培养前期(0～12 d),不同浓度的SMZ和Cu未显著影响CH_4排放速率(P0.05);培养中后期(13～71 d),单一低浓度SMZ(0.1 mg·kg~(-1))处理对CH_4排放具有促进作用,高浓度SMZ(≥1 mg·kg~(-1))则反之,单一Cu污染及与不同浓度的SMZ复合污染处理均显著降低了CH_4排放速率(P0.05)。与对照(SMZ和Cu零添加)相比,除单一低浓度SMZ(0.1 mg·kg~(-1))处理的CH_4累积排放量增加了19.7%外,其他处理均显著降低了CH_4排放,尤其Cu和SMZ(≥1 mg·kg~(-1))复合污染处理显著降低了约77%(P0.05)。SMZ单一污染对16S rRNA-CH_4、mcr A和pmo A的基因丰度均有明显的浓度效应和输入时间效应,Cu单一污染则未有明显的浓度和时间效应,两者复合污染的联合作用比较复杂,主要取决于两污染物的起始浓度及SMZ输入土壤的时间。无论SMZ和Cu单一还是复合污染,中高浓度在培养的后期对三大基因丰度的影响均以降低为主,且pmo A基因丰度对Cu和SMZ单一及复合污染响应更敏感。研究表明,SMZ和Cu在一定程度上会降低稻田土壤CH_4排放及相关微生物基因丰度,有利于温室气体减排,但规模化养殖业畜禽粪便还田后导致抗生素和重金属高残留的环境风险仍不可忽视。     

Influence analysis of fuel quality on engine emission performance

Quality, composition, and characteristics of fuel from 7 areas of P. R. China were analyzed. Fuel quality factors influencing engine emission performance were studied. Using fuel from the HuaZhong and XiNan areas, engine COx, HC, and NOx emissions were tested by adjusting the excess air coefficient and the advanced ignition angle. In light of the characteristics of aromatic hydrocarbon and alkenes of fuel from different areas in P. R. China, we have shown engines can operate smoothly and engine emissions can be decreased when the excess air coefficient and the advanced ignition angle are properly adjusted.     

活性炭吸附汽油机冷起动HC排放的实验

为控制汽油机的冷起动HC排放,开发了一个活性炭吸附器,用于吸附车用汽油机冷起动阶段排放的HC。吸附材料采用煤质蜂窝状定型活性炭块,吸附器外表面用薄钢板焊接封装,整个吸附器串接在排气管上。进行汽油机冷起动排放实验,测量起动后200s内的HC排放量,实验结果表明,在冷却水温度为20U、40℃、60℃和85℃时,活性炭吸附器对HC的吸附率分别达到86．64％、70．34％、79．69％、77．45％。     

OPG/RANKL/RANK系统的生理功能

 骨是一个代谢活跃的器官,在整个生命周期中都在进行不断的更新与重建。在骨形态发生和重建的过程中主要受到细胞因子和激素的调节,同时骨代谢也受到OPG/RANKL/RANK系统的调控。论文主要对骨骼生理结构与骨组织细胞之间的关系,骨代谢和骨的形成过程,OPG/RANKL/RANK系统的生理功能,OPG/RANKL/RANK系统的影响因子以及骨代谢紊乱所引起的疾病几个方面作一综述。     

我国林业碳汇担保制度的完善

林业碳汇在国际上的发展已经逐渐完善,我国各地实践也取得了初步成效。林业碳汇担保作 为其中的新型项目,虽然法律保障尚不完全,但现实中已经在摸索实践。由此,联系我国林业碳汇 担保发展的现状与现实需求,在参考国外发展的情况下,对林业碳汇担保面临的权利未定性、法律 体系不健全、风险与成本制度不完善等问题进行分析,提出完善相关法律体系,明确权利属性,同时 在法律范围内注意风险规避与成本保护,完善林业碳汇担保在碳汇经济中的地位等建议,以推动低 碳减排,促进绿色发展。     

黑龙江省工业SO2排放与经济发展关系演变及成因分析

经济与环境协调发展是建设资源节约型和环境友好型社会的核心内容。通过对1981-2006年黑龙江省工业SO2排放与经济发展之间动态关系的分析,结果表明:1981年以来黑龙江省工业SO2排放量经历了先减后升的过程,排放强度显著下降,主要来源于能源生产、造纸及纸制品、非金属矿物制品等制造业部门,资源型城市的排放量占全省工业SO2排放量的50%以上,而综合性工业城市则占到1/3左右。EKC模型对工业SO2排放与人均GDP之间关系的模拟结果表明,二者之间呈现较为典型的U型关系。分解分析结果显示,规模效应、清洁技术效应是影响工业SO2排放的重要因素,其中清洁技术效应对工业SO2减排目标的实现具有决定性控制作用。     

双碳目标下退役农机产品拆解规划与EOL决策集成优化

退役农机产品回收再利用,不仅是对其剩余价值的再利用,也是实现可持续发展和循环经济的客观要求,对实现碳达峰、碳中和目标有重要意义。该研究基于双碳目标要求剖析退役农机产品拆解规划和EOL (end-of-life)决策集成优化问题,考虑拆解再制造过程中碳排放成本,以实现经济环境效益的最优化。首先,构建拆解再制造集成优化模型(disassembly remanufacturing integrated optimization, DRIO);其次,提出一种改进的人工蜂群算法(improved artificial bee colony algorithm, IABC)对构建的数学模型进行迭代求解,引入logistic映射生成初始解,雇佣蜂阶段和守望蜂阶段加入邻域搜索机制,侦察蜂阶段采用了轮盘赌方法,以获得利润高且碳排放成本低的拆解再制造帕累托方案;最后,通过联合收获机电机拆解再制造实例验证所提模型的有效性和改进算法的可行性。结果表明,所提DRIO模型的经济效益相较于DRIO-D和DRIO-R模型分别提高了62.1%和54.8%,碳排放成本比DRIO-D模型减少约50%。IABC算法相比于经典人工蜂群算法的求解时间缩短了19.3%,可行解数量增加了28.6%,相比于蚁群算法的求解时间缩短47.8%,可行解数量增加1倍。对于超体积值,人工蜂群算法（2.695）与蚁群算法（2.377）相近,但均小于IABC算法（2.813）。对于间距度量值,蚁群算法（0.0523）低于人工蜂群算法（0.0682）,IABC算法（0.0416）最低。运用该研究所构建的拆解规划集成优化模型,可有效提高废旧农机产品拆解回收的经济效益,减少碳排放,可为相关标准制定提供重要依据,为农机可拆解性设计提供决策支撑。     

基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析

土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明：1）CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2）在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3）法库县2013-2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。