黄土丘陵区刺槐林土壤碳通量模拟研究

【目的】研究黄土丘陵区刺槐林不同土层土壤碳通量,以准确评估该区域土壤碳排放量。【方法】以坡耕地(对照)以及10,20,30和40年生的刺槐(Robinia pseudoacacia)林为研究对象,用气体井法测定CO2浓度,使用Fick扩散法(5种扩散系数模型)计算0~200cm土层土壤剖面碳通量,并用Li-8100腔室法对表层土壤碳通量进行实地监测,最后将黄土丘陵区刺槐林地不同深度土层土壤碳通量的估算结果与实测值进行对比分析。【结果】1)5种扩散系数模型对土壤剖面碳通量的模拟结果有较大差异,其中Penman模型计算结果与实测值差异最大,Moldrup模型计算值与实测值差异最小。2)5种扩散系数模型计算的土壤碳通量均大于实测值,但与实测值均具有显著相关性(P0.05)。3)在黄土丘陵区刺槐林地0~20,80~140,200cm土层估算土壤碳通量的最佳扩散系数模型分别为Moldrup-2000、Moldrup-1997和Millington模型。4)在黄绵土0,20,80,140,200cm土层,土壤CO2扩散系数分别为0.15,0.14,0.20,0.22和0.27,据此计算的各土层土壤碳通量分别为0.72,0.32,0.30,0.24和0.17μmol/(m2·s),可见随着土层深度的增加,土壤碳通量逐渐降低。【结论】黄土丘陵区不同刺槐林地各土层的环境因子有一定差异,所以估算不同深度土壤碳通量的最佳模型有所区别;研究确定的黄土区不同土层碳通量估算模型和气体扩散系数模型中的各种参数,对于准确评估区域土壤碳排放具有重要参考价值。     

Effects of Soil pH, Texture, Moisture, Organic Matter and Cadmium Content on Cadmium Diffusion Coefficient

The supply of cadmium from soil to plant roots mainly depends on the diffusion prooess.This work was conducted to study the effects of some soil properties on cadmium diffusion coefficient (D) in soil. Measurements were made using the Shofield and Graham-Bryce‘s isotopic labelling method.Cadmium diffusion coefficients varied from 10^-7to 10^-9 cms^2-1.Higher values were observed in acid sandy soils and lower values in calcareous clay soils.Liming an acid soil resulted in a substantial decrease of D.Addition of cadmium as nitrate salt generally increased D,while addition of sewage sludge and organic matter resulted in a significant decrease of cadmium diffusion.The rhizospheric activity also induced a moderate reduction in D.The relationships between D(10^-9cms^2-1)on the on hand and soil pH.moisture(Mc,g kg^-1) ,organic matter(OM,g kg^-1),clay(Cy,gkg^-1)and cadmium content(Cd,mgkg^-1) on the other were obtained by the multiple regression:D=182.1-29.91pH 0.210Mc-0.303OM 0.011Cy 1.64Cd(R^2=0.859,n=22).     

水分和容重对土壤Cl-扩散的影响

用￣（３６）Ｃｌ标记扩散池法测定了不同含水量及不同容重下４种质地土壤Ｃｌ￣－的扩散系数。结果表明，Ｃｌ￣－扩散系数随土壤水分增加和容重增大而近乎线性增大，在有效水范围内，４种土壤增大的幅度为：黄绵土＞黑垆土＞土＞黄褐土；在容重１．１～１．６ｇ／ｃｍ￣３范围内，以１．３～１．４ｇ／ｃｍ￣３为界，质地较轻的黄绵土和黑垆土，在此之前Ｃｌ￣－扩散系数随容重增加较慢，在此之后增加较快；而质地粘重的土和黄褐土则相反。对Ｃｌ扩散而言，水分与容重、容重与温度之间没有交互作用。     

磁场及流速场条件下盐渍液快速腌渍芥菜

为了实现对芥菜的快速腌渍,采用磁场和流动盐液相结合的方式对样品进行处理,并与静置条件下的腌渍进行了对比。利用不同磁感应强度的磁场(200、1 000、2 000 Gs)和流速场(0.03、0.06、0.22 m/s)完成对芥菜的腌渍处理,同时考察了传质动力学方程。结果表明:当腌渍条件于磁感应强度2 000 Gs和流速0.06 m/s时,可在180 min时间内使样品表层盐分达到饱和,盐分扩散系数为k=2.35×10-2 min-1,而当腌渍液处于湍流(0.22 m/s,雷诺数Re=4 132)的情况下则不利于盐分扩散,只施加磁场的静置腌渍对传质无显著提高(P0.05),而当腌渍液在层流状态下(雷诺数Re=563和1 127)则有利于盐分向多孔状原料的渗透,最佳工艺参数为磁感应强度B=2 000 Gs和流速v=0.06 m/s且该条件下的传质动力学模型可采用Logistic方程进行描述,预测方程决定系数为R2=0.976,该研究为农产品快速浸渍加工提供了参考。     

水果在热风干燥中的水分扩散分形模型

为了探讨水果在热风干燥过程中微观结构变化对水分扩散规律和干燥速率快慢的影响,该文用迂曲分形维数描述了香蕉内部孔道分布的联通性,用面积分形维数描述了内部孔道的不均匀性。研究表明,在有效扩散系数-香蕉厚度平方线形变化关系图中,轴向扩散系数大小为直线在Y轴上截距,径向扩散系数大小为直线斜率,并且轴向扩散系数远大于径向扩散系数,水分扩散系数在干燥样本中径向与轴向的巨大差异表明了香蕉在结构上具有异质性。随着面积分形维数的增大,导致干燥时间减小和有效扩散系数增大。由孔隙率与孔径比的变化而导致干燥时间和有效扩散系数的变化与面积分形变化引起的规律相近。随着迂曲分形维数的增大,使得干燥时间增加和有效扩散系数减小。扩散系数随体积变化率成对数增加。该研究可为脱水果蔬干燥技术研究提供参考。     

传统干燥工艺条件下葡萄制干特性及干燥模型研究

【目的】研究传统葡萄干燥工艺对葡萄果实干燥特性及水分扩散系数的影响,为新疆葡萄制干干燥理论提供理论依据。【方法】采用晾干和晒干两种传统的制干工艺制干,分析制干工艺对葡萄干燥特性及水分扩散系数的影响,建立干燥动力学模型。【结果】晒干工艺条件下,环境中的最高温度显著高于晾干环境中温度,最低温度低于晾干环境中最低温度。晒干条件下,葡萄果实的干燥速率高于晾干方式。通过对4种模型的拟合分析,Page模型是最符合葡萄干燥的模型,决定系数R²值最大,卡方检验值χ²和均方根误差R²均值最小,分别为0.998 2、8.55×10^-4和0.001 5。通过有效水分扩散系数计算,晒干和晾干工艺的有效水分扩散系数分别为2.036 25×10^-8、6.468 8×10^-9,晒干工艺的有效水分扩散系数明显大于晾干方式的有效水分扩散系数。【结论】Page模型可以有效的阐述传统葡萄会干工艺条件下葡萄果实水分的变化规律。