安培级电流密度下淬火优化CoPS纳米棒的晶型/非晶型比例以促进肼辅助的全水分解

近年来,具有独特电子效应和协同效应的异质界面工程策略在扩展催化功能和提高本征活性方面显示出较大的应用潜力.其中,具有晶型/无定形(c/a)异质结构的电催化剂,由于结构上的巨大差异,展现出显著的催化活性.然而,c/a-异质界面的可控调控及其与电催化性能的内在联系仍缺乏系统研究.因此,本文采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,合成了具有可调控c/a异质界面的q-CoPS材料,并将其应用于碱性整体水分解.同时,通过控制淬火的初始温度,实现了对CoPS纳米棒中c/a比例的有效调控.一般来说,在晶型材料中,表面催化往往发生在固定的晶面上.而无定形材料可以同时满足体积和表面的催化.同时,无定形材料具有柔韧性,在催化反应过程中可以转化为任何需要的其他形式,因此在耐腐蚀方面也具有较好的自愈性能.此外,无定形材料还具有丰富的缺陷,运用缺陷工程可以带来一定的性能提升.因此,二者的协同作用可以提升催化剂的催化性能.本文创新性地提出了通过改变淬火初始温度对CoPS纳米棒中c/a比进行调控.采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,成功制备了具有独特c/a-CoPS核壳异质结构的q-CoPS纳米棒.随着淬火初始温度的升高,无定形CoPS壳的面积也在逐渐增大.这可能是由于处于非平衡状态的磷硫化物在超低温液氮中突然淬火,处于热运动的Co,P和S原子会迅速冷却,趋向于形成无序的CoPS无定形材料.值得注意的是,制备得到的q-CoPS纳米棒具有合适的c/a含量比,提供了丰富的c/a界面活性位点,并优化了Co位点的电子构型.在析氢反应(HER)中,q-CoPS/CF仅需90 m V的过电位即可以达到1000 m Acm^(-2)的工业级电流密度,结果优于先进的Pt/C.同时,q-CoPS/CF在肼氧化反应(HzOR)中,仅0.06 V时即可实现1000 m Acm^(-2)的电流密度.密度泛函理论计算表明,在HER和HzOR中,界面处的Co原子的内在活性远高于P原子和S原子,c/a-异质界面处活性位点的能垒远低于晶型CoPS和无定形CoPS.此外,Co位点作为c/a界面的双功能活性位点,有效地优化了HER和HzOR的反应动力学.综上所述,q-CoPS/CF催化剂电催化性能的提升主要是由于其具备高活性的CoPS、合适的晶型/无定形(c/a)比例和较大的比表面积.本文为设计具有c/a异质结构的高活性电极提供参考,为进一步探索c/a异质结构的演化和确定c/a界面的活性位点提供借鉴.

放牧对草甸草原土壤水热状况和地上生物量的影响

本文以呼伦贝尔草甸草原为对象,研究了不同放牧强度对草原群落土壤水热状况和地上生物量的影响,旨在揭示二者之间的相互关系。研究结果表明,随着放牧强度的增加,生长季平均土壤温度呈逐渐上升的趋势;放牧对群落3个组份[羊草(Leymus chinensis)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、杂类草]生物量和相对优势度产生影响。其中,羊草地上生物量和优势度随着放牧强度的增加显著线性降低,而贝加尔针茅和杂类草的生物量与优势度均在中度放牧处理下最高。土壤含水量与羊草生物量显著正相关,与杂类草生物量负相关,而与贝加尔针茅生物量间的关系极弱。本研究为完善放牧优化理论,揭示放牧在草地生态系统功能过程中的梯度效应提供了一个较为重要的研究线索,为草地放牧优化管理制度的确立提供了一定的科学依据。

美国公共放牧地管理政策演进的历史经验

当初步遏制草地退化后,我国当前迫切需要对草地管理政策进行优化和调整,进而更好地通过草畜平衡和生态补贴实现生态保育和牧民利益的协调和可持续发展目标。长达90年的美国公共放牧地政策可以为我国调整和优化草地管理政策提供借鉴。美国经验表明,实现草地生态保育需要在社会共识、法律体系和行政管理等方面,牢固地树立和实现草地的多重功能和生态系统服务理念。进一步地,公有的草地产权制度是保障草地多重生态系统服务的法律前提,非牧产业发展是实现草地多重功能的经济基础,精细的行政管理是实现草地生产生态平衡的技术保障,多种利益主体参与是实现草地管理制度改革的活力来源。美国草地管理制度发展的曲折反复,也说明了生态管理政策的失效和调整,禁牧和监管强度的张弛反复,不同利益集团的矛盾诉求和博弈消长,都是草地治理中的正常情况。我国草地治理也可能经历复杂曲折的过程。在下一阶段,草地产权的优化、行政管理的精细化、牧民利益和生态保育目标的协调,是实现我国草地可持续治理的核心要务。

北方草原畜牧业成本收益变化表征的系统状态域转变

草地畜牧业的成本收益是连接我国北方牧区社会-经济-生态复杂系统各组分的关键变量。在2010年后,我国北方牧区草地畜牧业成本发生跃升,收益从长期增长转为周期性波动。这些变化标志着北方牧区社会-经济-生态复杂系统进入了生产成本高、饲草供应偏紧,畜产品价格周期明显,畜牧业收益对气候变化和外部市场经济波动更加敏感的新状态。该系统的新状态给北方牧区生态系统管理和可持续发展带来新的挑战。

渠道分析——兼谈物流的影响

一种产品目前已有的渠道结构是在特定的零售点地理分布的情况下,根据当时的一些条件包括物流条件的制约而形成的。随着条件的变化,应加以改变,重整。一、商业流通业态的现状: 总的来说,是一个旧的计划经济下的流通体制所形成的商业结构的惯性作用与一些新的商业业态并存的局面,既有老的商业形式如供销社,百货商场,又有新的业态如配送中心、连锁超市、会员店、社区便利店等。不同区域新老业态的力量对比不一样。各种代理商,零售商构成了企业销售通路中的一个个节点。二、渠道结构形成的影响因素渠道结构的形成主要受以下一些因素的影响。

保水剂与木质素结皮相结合对沙化土地植被恢复的调控机理

[目的]阐明施用保水剂与木质素结皮结合的恢复措施对沙地植被的调控机制,为荒漠草原沙地植被恢复提供理论依据。[方法]在内蒙古自治区乌拉特荒漠草原设置试验样地。试验处理包括对照和恢复措施(保水剂与木质素结皮结合)两个处理。测定了植物地上生物量、盖度、土壤含水量、土壤团聚体比例、土壤入渗速率、稳渗速率、碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结果]①恢复措施显著提高了植物地上生物量和盖度;②恢复措施提高了水稳性大团聚体比例、入渗速率和稳渗速率,降低了微团聚体的比例,从而显著提高了土壤含水量;③恢复措施显著提高了土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量。[结论]恢复措施提高了土壤含水量和养分含量,提高了沙地植被生产力,从而促进了沙地植被的恢复。

2003-2020年间锡林郭勒草原凋落物生物量指数变化趋势的研究

凋落物是物质和养分从绿色植物流动和归还到无机环境的主要载体,因此凋落物生物量是反映草原生态系统健康的重要指标。本研究基于2003-2020年的MODIS卫星遥感数字产品,构建内蒙古锡林郭勒草原的逐月凋落物生物量指数。随后分析发现,在锡林郭勒草原区域水平上,降水、绿色植物生物量对凋落物生物量年际间变异的解释度较低,表明本区域凋落物生物量的波动并不由这些自然因素主导。逐像元趋势分析发现,在2003-2020年间,关键物候期(当年10月和次年4月)的凋落物生物量仅在本区域10.1%和15.1%的像元呈显著增加趋势,在其它像元变化趋势并不显著。因此,我们认为本地区的植被恢复,仍有很大的提升空间。

重金属复合污染土壤稳定化基体材料筛选

我国土壤重金属复合污染现状十分严峻,严重威胁到饮水安全、粮食安全和人居环境安全.稳定化是土壤重金属污染治理中应用最广的风险管控技术,但由于不同类型重金属之间稳定化机制不同,同一类型重金属之间存在竞争吸附,其针对多金属复合污染土壤的适用性值得商榷.材料研发是稳定化技术的核心,本文探究了典型基体材料(炭基材料、硅基材料、磷基材料、粘土矿物、石灰类材料、铁基材料、镁基材料)针对多阴离子复合、多阳离子复合和阴阳离子复合污染土壤稳定化的适用性.结果发现,还原铁粉(零价铁)针对不同理化性质土壤砷、锑、镉和铅等重金属均能够取得较好的稳定化效果,而硫酸亚铁和聚合硫酸铁由于铁盐水解导致土壤酸化,在稳定砷、锑的同时还可能会造成镉元素活化;石灰类材料主要通过改变土壤的酸碱度与氧化还原电位的间接作用实现多金属的稳定化,其作用效果针对不同土壤具有一定的差异性,这一间接稳定化作用的长期有效性也值得进一步探究;活性炭、沸石等具有较强水相重金属吸附能力的多孔材料无法有效稳定土壤中的重金属,其投加会导致土壤砷、锑和镉等重金属的活化.研究结果可为多金属复合污染土壤稳定化功能材料的研制提供相应依据.

降水变化和养分添加对呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,研究土壤呼吸对降水变化和养分沉降的响应有助于评估全球变化对生态系统碳循环的影响。然而,目前降水变化和养分沉降对土壤呼吸的交互影响研究相对较少。本研究以呼伦贝尔草甸草原为对象,通过增减雨和养分添加,模拟研究降水变化和养分沉降及其交互对草甸草原土壤呼吸的影响及其机制。结果表明:增雨对土壤呼吸没有显著影响,干旱显著降低了土壤呼吸;养分添加对土壤呼吸有一定的抑制作用,但其与降水变化的交互作用不显著。增雨显著增加了土壤湿度,但对土壤温度没有显著影响;相反,干旱显著降低了土壤湿度,增加了土壤温度;养分添加显著增加了可溶性无机碳、无机氮和地上净初级生产力,降低了土壤湿度。土壤呼吸与土壤湿度、微生物生物量碳、微生物生物量氮呈显著正相关,而与土壤温度呈显著负相关;土壤湿度、土壤温度、微生物生物量碳和微生物生物量氮可以分别解释土壤呼吸56.3%、26%、16.6%和19.6%的变异,表明土壤水分是调控土壤呼吸的关键因子。本研究有助于增强对全球变化背景下草甸草原土壤呼吸的理解和认识。

西藏那曲地区土壤温度变化特征及其与环境关系研究

利用智墒(IST.HRGC-16S)监测了2017年6月-2019年9月西藏那曲市(31°33′49″N,116°00′37″E)不同土壤深度处(0、10、20、30、40、50、60cm)每小时的土壤温度;天圻气象站(WS00G10A)监测了2m高度处每小时的空气温度、空气相对湿度、大气压力、风速、风向、降雨量和累计太阳辐射量等指标,运用相关分析法分析了各层土壤温度与气象要素之间的关系。结果表明:(1)西藏那曲地区土壤温度在-15-17.5℃之间波动,土壤表层温度比深层随气温的变化明显;(2)0-30cm深度的土壤温度昼夜变化较为明显,呈现明显的波动周期,而30-60 cm深度的土壤温度变化不大。在一定范围内,土壤深度每增加10 cm,峰谷值滞后时间增加约1 h;昼夜温度波动性在代表月份中表现出冬季差值最大;(3)随土层深度增加土壤温度年平均值和地积温呈现先增高后降低的趋势,在土层深度30 cm处达到最大值,分别为4.27、1,557℃。(4)表层土壤温度对气象因子中空气温度、湿度、大气压、降雨量、累计太阳辐射强度的变化响应明显,相关系数分别为98%、91%、84%、75%、72%。研究结果揭示了那曲地区土壤温度变化规律及与环境关系,为探讨藏北高原生态脆弱区植物生长及其土壤和环境的关系提供研究基础。

不同改良措施提高沙地初级生产力的机制:土壤微环境

土壤微环境恢复是实现沙地和沙化草地恢复的基础。然而,改良措施如何作用于土壤微环境从而提高沙地初级生产力的机制并不清楚。本研究在内蒙古锡林郭勒半固定沙地开展改良措施修复试验,设置对照、立体措施(结皮+保水剂)和综合措施(撒种+结皮+保水剂)处理,测定土壤物理性状(土壤容重、团聚体、温度和水分)和植物生物量,研究不同改良措施对沙地土壤微环境的影响。结果表明:立体措施和综合措施均改善了土壤结构(土壤容重降低、水稳性大团聚体增加),降低了水分蒸发,提高了土壤入渗,从而提高了土壤含水量;两种改良措施均降低了夏季日均温,这有利于减少水分蒸发,立体措施提高了早春日均温,可能会促进植物的萌发,从而提高雪水的利用率;两种改良措施均降低了温度日变化,白天较低的温度有利于降低水分的蒸发;综合措施较立体措施增加了撒种处理,提高了植物生物量,反过来又改善了土壤微环境,改良效果更佳。本研究揭示了立体措施和综合改良措施改善沙地土壤微环境,从而提高初级生产力的机制,为沙地和退化草原改良提供了理论支持,同时也具有重要的实践意义。