Effect of Rice Root System on Methane Transmission Velocity

以不同水稻品种为材料 ,通过实验室手段测定水培稻株甲烷传输速率 ,研究水稻根系对甲烷传输的影响。结果表明 :在水培液中加叠氮化钠对汕优 63和冒子头的甲烷传输都有一定的抑制作用 ,但使 2个品种甲烷传输速率明显减小的浓度不一致 ,汕优 63为 0 .1× 10 - 8,冒子头为 0 .5× 10 - 8。说明品种间对叠氮化钠耐性存在差异。通过进一步对汕优 63水稻根系剪切处理表明 :剪根后甲烷传输速率随之改变 ,留根条数、根重与甲烷传输速率的变化均呈明显的线性正相关 ;仅切除根尖 ,甲烷传输速率大幅度下降 ,降低了 5 0 .8%。这些结果说明稻根的主动吸收 ,对稻体的甲烷传输起十分重要的作用     

蓝藻厌氧发酵控制因素与反应器应用研究进展

蓝藻厌氧发酵生产沼气是蓝藻资源化利用的一个重要方式。综述了蓝藻厌氧发酵产沼过程的控制因素和厌氧反应器的应用,为从工程上实现蓝藻发酵制沼气提供参考。     

安徽省农业生产碳排放时空变化及影响因素分析

基于安徽省5个基础碳源数据,结合LMDI模型,测算其农业碳排放量,并分析了2006-2015年安徽省农业碳排放的时空变化及其影响因素.结果表明,安徽省农业生产碳排放总量逐渐增加,从2006年的356.53万t增长至2015年的449.03万t;碳排放强度的变化与总量变化基本保持一致,从2006年的87.28 t/km2增长至2015年的107.37 t/km2;从市域空间来看,2015年安徽省北部地区的城市碳排放总量高于南方地区;LMDI模型的因素分解表明,与2006年相比,效率因素和劳动力因素累计实现减排527.90万t,其中效率因素影响力度较强,而结构因素、经济因素总体上对累积CO2排放量变动存在正向影响,其中经济因素影响尤为突出.     

临界温度下循环喷油量对柴油机冷起动和排放特性的影响

为探明循环喷油量对小型农用柴油机冷起动特性和排放性能的影响规律,同时寻求其临界温度下的最佳循环喷油量,该研究以一款直列双缸高压共轨柴油发动机为研究对象,利用环境模拟舱整机试验平台,通过多次预试验测得海拔2000 m下,该机不开启预热装置能够成功起动的临界温度为-5 ℃。在此工况下,采用3次喷射方式,通过改变主喷油量研究循环喷油量对该机冷起动特性和排放性能的影响。结果表明：较大或较小的循环喷油量均会导致柴油机冷起动时间增加,甚至起动失败;随着循环喷油量增大,冷起动时间先减小后增加,循环喷油量为20 mg时冷起动时间最短,且HC、CO排放峰值均最低,分别为12984和3008 mg/L;增大或减少循环喷油量均会导致HC和CO排放峰值增加。循环喷油量较大时,CO排放峰值显著增加,并且峰值出现时刻提前。改变循环喷油量对NOx排放峰值有较大影响,循环喷油量为30 mg时NOx排放峰值最小,为368 mg/L。综合考虑,海拔高度2 000 m,环境温度-5 ℃工况下该柴油机起动的最佳循环喷油量为20 mg。研究结果可为柴油机冷起动特性和排放优化提供支撑。     

Water and Energy Consumption by Agriculture in the Minqin Oasis Region

Water used in agriculture consumes much energy, mainly due to pumping water for irrigation, but the water-energy nexus is always neglected in arid and semi-arid areas. Based on hydrological observation data, irrigation data and socio- economic data over the past 50 yr, this study has derived a detailed estimate of greenhouse gas (GHG) emissions from agricultural water use in the Minqin Oasis. Results show that the decreasing water supply and increasing demand for agriculture has caused severe water deficits over the past 50 yr in this region. The groundwater energy use rate rose by 76% between 1961 and 2009 because of the serious decline in groundwater levels. An increase in pump lift by an average 1 m would cause GHG emission rates to rise by around 2%. Over the past 10 yr, the GHG emissions from groundwater accounted for 65-88% of the total emissions from agricultural water. GHG emissions for diverted water varied from 0.047 to 0.074 Mt CO 2 e as the water input increased. Long distance conveyance and high pump lifts need more electricity input than groundwater abstraction does. Government policies have had a favorable effect on total emissions by reducing water abstraction. But groundwater depletion, exacerbated by a growing population and an expansion in arable land, remains the principal energy-water nexus challenge in the region. In response to the increasing water-energy crisis, energy-saving irrigation technology, matching to cost efficiencies, and better coordination between different infrastructural agencies could be feasible ways of rendering the water and energy sectors more sustainable over the long term.     

小麦秸秆生物质炭添加对第四纪红壤CO_2和N_2O排放的影响

生物质炭具有含碳量高、吸附性强、不易分解等特点,农田施用生物质炭被认为是一种新型的土壤固碳和温室气体减排措施。本研究以第四纪红色粘土母质发育的红壤为对象,添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、0.5%、1%、2%和2.5%w/w),以不添加生物质炭处理为对照,在25℃恒温,保持田间持水量稳定的条件下,进行60 d的室内培养,通过测定培养期间土壤CO_2和N_2O排放与相关土壤性质,分析其动态变化,探讨生物质炭添加对红壤CO_2和N_2O排放的影响及其机制。结果表明,生物质炭添加极显著的影响CO_2和N_2O排放(P0.01)。在培养期的前15 d,尤其是前2 d,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2排放,且随着添加量的增加而增加,这与生物质炭本身含有的可溶性有机碳分解和无机碳释放有关。与CO_2排放相反,在培养期的前10 d,生物质炭添加较对照降低了N_2O排放。这是由于生物质炭吸附土壤中的NH4+-N,降低了硝化过程产生的N_2O排放所致。在培养期的15~60 d,与对照相比,各生物质炭处理均显著降低了CO_2的排放(P0.05),降幅达8.2%~18.4%。培养10 d之后,与对照相比,生物质炭增加了土壤N_2O排放。从整个培养期来看,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2(0.5%生物质炭处理显著降低,P0.05)和N_2O排放,增幅分别为-6.3%~18.7%和16.9%~58.5%。研究表明,在室内培养条件下小麦秸秆生物质炭添加促进了第四纪红壤的CO_2和N_2O排放,该结果可以为田间条件下应用生物质炭作为减排措施提供参考。     

木本泥炭添加比例对猪粪堆肥腐熟度和污染及温室气体排放的影响

针对当前猪粪好氧堆肥过程中存在的腐熟度低、氮素损失严重、污染气体排放量大等问题,该研究以木本泥炭作为添加剂与猪粪进行联合堆肥,研究了不同木本泥炭添加量(添加比例依次为占物料湿基质量的5%、10%、15%和20%的4个处理)对猪粪好氧堆肥产品腐熟度和堆肥过程中CH4、NH3和H2S等污染气体排放变化的影响。结果表明:在猪粪堆肥中添加木本泥炭作为调理材料,堆体可成功启动升温,在第2~4天堆体可进入高温期,并持续7 d以上,达到无害化卫生标准;经28 d好氧堆肥以后,堆肥产品p H值为8.0左右,电导率值为1.47~1.82 m S/cm,发芽指数均大于80%,达到腐熟标准;木本泥炭添加量增加至15%以上时,有机质分解程度高,物料干质量降解率达22%左右,28 d堆体含水率下降35%左右,CH4、NH3和H2S排放量分别减少82.12%~89.48%、53.47%~63.31%、50.98%~62.76%,总温室气体排放当量减少70.34%~83.26%,堆体总氮损失减少率达44%~63%,保氮效果显著。因此,建议木本泥炭用作猪粪堆肥添加剂的最优添加量为15%~20%(以物料总湿重计)。     

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。     

木质林产品跨境交易下碳储量核算方法比较分析

国际贸易行为使得储存于采伐后木质林产品中的碳汇在各国间发生流动, 又由于对采伐后木质林产品的使用方式和最终用途的差异, 使得产品中碳汇的存续时间出现巨大的差异。如何对国际木质林产品跨境交易下的各国碳储量变化进行全面量化, 合理判断各国基于木质林产品消费方式的差异而对环境所造成的直接或间接影响, 从而明晰全球温室气体减排下各国的责任划分, 具有非常重要的意义。文中根据政府间气候变化专业委员会(IPCC)所提供的4种采伐后木质林产品碳储量核算方法, 分析各国对不同核算方法的立场及其背后的深层原因, 指出我国应该积极开展木质林产品跨境交易下碳储量核算方法的前沿跟踪研究, 以便未来在木质林产品碳汇计量谈判中掌握主动权从而有效维护国家利益。     

余热和菌剂对垃圾堆肥效率及温室气体减排的影响

为探讨生活垃圾堆肥过程中同时添加外源菌剂和使用循环热风对缩短堆肥周期的影响,该文以15～80 mm生活垃圾为原料,设置了无添加菌剂和无余热回用堆肥（对照）与添加菌剂和余热回用堆肥（处理）强制通风隧道发酵仓对比试验。结果表明：菌剂和余热利用后堆肥高温达到55℃的时间缩短了1～2 d,高温堆肥时间7 d,堆肥周期缩短为27 d;按600 t/d处理规模计算,菌剂和余热利用处理全年的温室气体比对照少排10 150.65 t（ 以CO2计）;日进仓数由3个增加到4个,处理能力可以提高到800 t/d。菌剂和余热利