不同水分管理及耕作制度对广州地区稻田CH_4排放的影响

１９９４年利用密闭箱法观测了广州地区早稻和晚稻ＣＨ４的排放，结果ＣＨ４平均排放通量早稻为０．２２～３．８１ｍｇ／ｍ２·ｈ，晚稻为０．３６～１７．６３ｍｇ／ｍ２·ｈ。其中淹水稻田为３．８１～１７．６３ｍｇ／ｍ２·ｈ，常规灌溉为０．２２～２．８４ｍｇ／ｍ２·ｈ。表明淹水稻田ＣＨ４排放显著高于常规灌溉，晚稻高于早稻，水旱轮作能显著减少稻田ＣＨ４排放。常规灌溉ＣＨ４排放明显低于国内其他稻区，对其原因进行了初步分析。

^(13)C固体核磁共振法测定CH_4-THF二元水合物的微观结构特征

认识天然气水合物的微观结构特征对于研究其形成机理和储运技术具有重要的意义。为此,采用^(13)C固体核磁共振(SSNMR)技术分析了四氢呋喃(THF)水合物和CH_4—THF二元水合物的笼型结构特征,确定了后者的结构类型和客体分子分布特征,并获得了后者客体分子的笼占有率和水合指数。实验结果表明:①纯THF水合物的2个共振谱峰的化学位移分别为668.3和δ26.1,其THF分子填充在Ⅱ型水合物大笼(5^(12)6~4)中;②CH_4—THF二元水合物和纯THF水合物一样,同为Ⅱ型结构,其THF分子仅填充在大笼(5^(12)6~4)中,笼占有率为0.994 8,而CH_4分子仅占据小笼(5^(12)),笼占有率较低,仅为0.482 5;③由于CH_4分子填充率较低,二元水合物的水合指数为8.67,明显大干理想值(5.67),水合物储气量较小;④CH_4—THF二元水合物中客体分子笼占有率的大小与水合物的生成条件(温度、压力)及制备方法(反应状态、时间等)有关,改变水合物的形成条件,在一定程度上可以调节笼型水合物客体分子的笼占有率,从而提高水合物的储气密度。

广州地区晚季稻田CH_4、N_2O排放研究初报

采用广州地区农民常用施肥类型（１化肥；２有机肥＋化肥）和灌溉方式（间歇灌溉），研究晚季稻田ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放规律及排放量。试验初步表明，在一定的施肥量及气候条件下，灌溉水管理是决定ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放量的较主要因素，而这一因素对ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放量的影响互为相反，即施肥后稻田处于灌溉淹水状态有利于ＣＨ４排放而不利于Ｎ２Ｏ排放；稻田处于干湿状态有利于Ｎ２Ｏ排放，但非常不利于ＣＨ４排放；研究初步结果：施纯化肥水稻田所排放的ＣＨ４、Ｎ２Ｏ总量对温室效应及地球臭氧层破坏的综合影响强度大于施有机肥加化肥水稻田。广州地区晚季稻田ＣＨ４排放通量为７．８ｍｇ／ｍ２·ｈ；Ｎ２Ｏ排放通量为２２６μｇ／ｍ２·ｈ。

神府丝炭制备分离CH_4/N_2的炭分子筛工艺及其性能研究

以神府煤丝炭(SFF)为原料,采用炭化-KOH活化-苯气相碳沉积方法制备用于变压吸附分离CH_4/N_2所用的成型炭分子筛(FCMS),活化过程的最优条件为:碱炭质量比=3∶1,活化温度为700℃,活化时间为90 min;碳沉积过程最优条件为:碳沉积温度为800℃,碳沉积时间为5 min,苯流率为3 m L/min,在此条件下,FCMS的碘吸附值和比表面积分别为985.23 mg/g和1 195.52 m2/g,微孔孔容占63.18%。利用FCMS进行了CH_4和N_2吸附量测试和Langmuir吸附模型的拟合,得出CH_4为强吸附组分,CH_4/N_2在FCMS上的分离系数为2.50。单塔穿透实验表明,CH_4在FCMS上的穿透时间延迟了171 s,证实了FCMS吸附甲烷的能力增强。

非金属氮掺杂活性炭催化剂制备及其催化CH_4-CO_(2)重整反应

采用硝酸和尿素联合对活性炭进行改性,制备了富含氮元素的氮掺杂活性炭,考察了孔结构、氮含量和氮种类(吡啶氮、吡咯氮和石墨氮)对CH_4-CO_(2)重整反应催化性能的影响。采用BET、SEM、EA、FTIR、XPS、CO_(2)-TPD和TG表征手段对反应前后催化剂的物理化学性质进行了表征,对引入活性炭表面的含氮官能团的种类及其在重整过程中所起的作用进行了分析。相比于未改性的原活性炭,硝酸和尿素同时改性制备的氮掺杂活性炭(AC-U.NA)引入了更多的羟基官能团和含氮官能团。特别是通过两者共同改性后,所制备的氮掺杂活性炭引入的吡啶氮官能团比例明显提高,为CH_4-CO_(2)重整反应提供了更多的活性位点,初始CH_4和CO_(2)转化率达到55.94%和66.46%。同时经过两者联合改性后,所制备的AC-U.NA材料表面具有极性,不仅有利于酸性CO_(2)分子的吸附和活化,而且有利于CO_(2)消碳反应,减少了积炭的生成,对所制备的非金属重整催化剂的活性和抗积炭性具有重要的意义。

稻田CO_2、CH_4和N_2O排放及其影响因素

采用静态箱 (暗箱 ) 气相色谱法对稻田CO2 、CH4 和N2 O排放进行田间原位测量 .植株参与的稻田CO2 排放季节变化与温度的季节变化一致 ,气温 (土温 )是主要驱动因子 ;而土壤水分状况是稻田CH4 、N2 O排放和无植株参与的稻田CO2 排放季节变化的主要驱动因子 .稻田非淹水期N2 O和CO2 排放与土温、气温呈极显著指数正相关 (p <0 0 0 1) ,两气体之间亦呈极显著线性正相关关系 (p <0 0 0 1) .水稻植株自养呼吸和土壤呼吸的温度系数 (Q10 )分别为 2 17和 1 68.稻田CO2 排放与水层深度呈弱的负相关关系 (p <0 0 5) .无植株参与的稻田CO2 、CH4 和N2 O季节平均排放速率分别为 198 3 5± 3 4 0 0mg (m2 ·h) ,0 63±0 2 9mg (m2 ·h)和 169 57± 75 3 0 μg (m2 ·h) ,而在植株参与下 3者季节平均排放速率分别为 113 3 51± 51 16mg (m2 ·h) ,1 3 9± 0 2 0mg (m2 ·h)和 2 3 1 48± 3 5 0 9μg (m2 ·h) .碳收支模拟计算结果表明 。

稻田CH_4和N_2O的排放及养萍和施肥的影响

用箱法对我国东北稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放进行观测研究表明，东北稻田的ＣＨ４排放通量比南方稻田小，平均日排放通量和生长季节排放总量分别为０．０７和７．４ｇ·ｍ－２．稻田淹水期几乎没有Ｎ２Ｏ的净排放，但在非淹水期内却有大量Ｎ２Ｏ排放（平均通量５９μｇＮ２Ｏ·ｍ－２·ｈ－１）．稻田养萍和施肥明显促进ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放．稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放之间存在消长关系．制定稻田温室气体减排技术措施时应充分注意这一关系．

鼎湖山苗圃和主要森林土壤CO_2排放和CH_4吸收对模拟N沉降的短期响应

研究了鼎湖山生物圈保护区苗圃(幼苗)、马尾松、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)土壤CO2 排放和CH4 吸收的一些特征及其对模拟N沉降增加的响应。结果表明,土壤CO2 日(白天)平均排放量的大小顺序为(平均值±标准误) :苗圃(2 5 8±6 2mg·m- 2 ·h- 1 ) >季风林(177±4 2 mg·m- 2 ·h- 1 ) >马尾松林(16 2±39mg·m- 2 ·h- 1 ) >混交林(12 6±30 mg·m- 2 ·h- 1 )。土壤CH4 日(白天)平均吸收量的大小顺序为:马尾松林(- 0 .15±0 .0 2 mg·m- 2 ·h- 1 ) >季风林(- 0 .0 8±0 .0 1mg·m- 2 ·h- 1 ) >混交林(- 0 .0 7±0 .0 1mg·m- 2·h- 1 ) >苗圃(- 0 .0 5±0 .0 1m g·m- 2·h- 1 )。低N(5 0 kg N·hm- 2·a- 1 )和中N(10 0kg N·hm- 2·a- 1 )处理对苗圃、马尾松林和混交林样地土壤CO2 日平均排放量的影响均不明显,高N(15 0 kg N·hm- 2·a- 1 )处理对苗圃土壤CO2 的日平均排放量也无显著影响,但倍高N(30 0 kg N·hm- 2 ·a- 1 )处理显著促进苗圃样地土壤CO2 的排放。然而,所有N(低N、中N和高N)处理均显著促进季风林土壤CO2 日平均排放量,且这种促进作用随N处理水平的升高而增加。N处理显著促进季风林和马尾松林土壤对CH4 吸收速率,但对混交林土壤CH4 吸收则无明显的影响。在苗圃样地,除倍高N外,N?

稻田CH_4和N_2O排放关系及其微生物学机理和一些影响因子

用静态箱法原位观测和分析了我国北方稻田 3～ 1 2月CH4和N2 O的排放及其关系 ,并研究了这一关系发生的微生物学机理 .同时 ,监测了土壤湿度、pH、水分及Eh的变化 .结果表明 ,稻田CH4和N2 O排放之间存在着互为消长的关系 (R2 =0 0 4 94) .土壤湿度、pH及Eh变化范围分别在 0～ 2 4℃、6 87～ 7 0 2和 41 5～ 30 0mv之间 ,水分从非淹水期的 38～ 72 %FC至 5～ 1 0cm浅水淹灌 .土壤Eh对CH4和N2 O的释放起重要的调控作用 .在整个观测期内 ,与CH4和N2 O释放密切相关的 6种菌群 (发酵细菌、产氢产乙酸细菌、产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌、反硝化细菌 )各有其数量消长及酶活性变化规律 ,稻田CH4和N2 O排放之间互为消长的关系受这些相关微生物数量及酶活性变化的共同调控 .

放牧对温带典型草原含碳温室气体CO_2、CH_4通量特征的影响

利用静态暗箱法于2001年～2003年对内蒙古羊草和大针茅围栏禁牧草原及其放牧草原主要含碳温室气体CO2、CH4通量进行了野外连续定位试验研究,结果表明:与对照围栏禁牧草原相比,自由放牧和轮牧均没有改变土壤与大气间原有的CO2、CH4气体通量的源汇方向,也没有改变土壤通量的季节变化形式;2001年～2003年不同统计时段羊草围栏禁牧草原土壤平均CO2通量比羊草轮牧草原高9 6%～67 7%,大针茅围栏禁牧草原也比对应自由放牧草原CO2通量高约22 7%～59 4%,而在植物非生长季,自由放牧草原(或轮牧草原)土壤呼吸同对应的围栏禁牧草原相差不大;大针茅自由放牧草原和羊草轮牧草原土壤对CH4的年平均吸收通量均低于对应的围栏禁牧草原,放牧减弱了草原土壤对CH4的氧化吸收作用,但羊草轮牧和大针茅自由放牧草原与对应围栏禁牧草地土壤CH4平均通量的差异均未达到0 05的显著性水平,研究时段的干旱气候弱化了放牧草原与围栏禁牧草原间的差异;在植物生长季,放牧促进了土壤对CH4的氧化吸收,而在非生长季的部分时段尤其是春季冻融期又加大了CH4的正排放,放牧增加了土壤CH4通量的年变幅。

冬季水分管理方式对稻田CH_4排放量的影响

在西南农业大学和华南农业大学农场的田间试验表明 ,长期淹水是我国西南地区冬灌田水稻生长期CH4排放通量高于一般水田的主要原因 .土壤淹水前连续干燥的时间越长 ,水稻生长期CH4排放通量越低 ,但这种作用仅能维持一季水稻生长期 .冬灌田冬季排干 ,种植冬小麦 ,次年水稻生长期CH4平均排放通量可减少 63～ 72 % .如果我国西南地区冬灌田的水利设施能够得到有效改善 ,改冬灌为冬排 ,一年一季水稻为一水一旱 ,将可提高该类土壤生产力和大大减少我国稻田CH4排放总量 .

准好氧填埋结构CH_4含量分布变化研究

依据准好氧填埋原理构建了填埋试验装置,对甲烷、氧气在准好氧填埋体中不同层次的体积分数进行了监测。结果表明:垃圾填埋体下层φ(CH4)为33 1%,φ(O2)为1 1%;中层φ(CH4)为15 0%,φ(O2)为4 2%;上层φ(CH4)为3 1%,φ(O2)为12 2%。而厌氧填埋结构的φ(CH4):下层为31 5%,中层为32 6%,上层为22 0%。在准好氧填埋结构条件下,φ(CH4)的分布具有下层>中层>上层的层次特性;φ(O2)呈上层>中层>下层的规律性。在准好氧填埋、厌氧填埋体中,φ(CH4)的平均值分别为17 0%和29 0%。

高稳定度CH_4/CO_2重整Ni/MgO催化剂的研究

用 TPR,TPD,TPO,TPMC(程序升温 CH4解离积炭 )和活性评价等手段研究了普通浸渍法与载体盐助分散浸渍法制得的 CH4/CO2 重整制合成气 Ni基催化剂的性能 .结果表明 ,用载体盐助分散浸渍制备的催化剂 Ni-O-Mg间作用较强 ,吸附 CO2 能力较大 ,CH4解离积炭量少 ,因此其稳定性及寿命较好 .

氮肥水平对不同土壤CH_4排放的影响

鉴于氮肥施用对农田CH4排放的影响还有很大不确定性,室外盆栽试验于2 0 0 2年在南京农业大学实施.选取3个供试土壤,各土壤设置对照和低、中、高3个不同氮肥水平,施入尿素量分别为0 g/盆钵(对照) ,0 . 6 4 g/盆钵,(低氮水平) ,1 . 2 8g/盆钵(中氮水平) ,1 . 93g/盆钵(高氮水平) .结果表明在水稻生长季,不同氮肥(尿素)施用量对稻田土壤CH4排放影响表现为不同土壤之间,及不同氮肥水平之间CH4排放均存在显著差异.无氮肥施入的情况下,3种土壤的CH4季节性累积排放量存在显著差异,分别为6. 7g/m2 ,1 2 . 6 g/m2 和8. 3g/m2 .施加氮肥后,3种土壤的CH4排放量随氮肥施入量的增加,均表现为降低趋势,不同土壤CH4排放量存在差异,土壤背景氮含量最高的F(江苏溧水)土壤的CH4排放都比相应氮肥水平下的G(江苏涟水)和H(江苏农科院)土壤的CH4排放低1倍左右.更进一步发现从低氮到中氮水平,3种土壤CH4排放量随氮肥用量的增加降低幅度最大,而此时各土壤的NH4 N含量随氮肥用量增加明显提高,推断造成CH4排放降低的主要可能原因是各土壤的氨态氮含量的增加所致.从中氮到高氮水平3种土壤的CH4排放量的变化不尽相同,G和H土壤的CH4排放量随氮肥用量的增加而降低,而F土壤在中氮和高氮水平下的CH4排放量没有明显变化,值分别为3 0

内蒙古草原N_2O和CH_4排放通量及其季节变化特征研究

1998年5～12月，作者在内蒙古半干旱草原用静态箱法进行原位N2O和CH4排放通量观测，分析N2O、CH4排放量及其季节变化和相关过程，定量估计草原N2O和CH4收支在人类活动下的变化。重点讨论了内蒙古草原典型群落羊草、大外茅和退化草原N2O和CH4的排放通量及其季节变化特征。

北京城区大气CH_4浓度及其变化规律

研究表明:北京城区大气CH4浓度日变化总特征是白天浓度低,夜间浓度高;大气CH4浓度季节变化呈明显的双峰模态,分别在夏末和冬季各出现一个峰,冬季峰值主要是人为源造成的;1985—2000年,北京城区大气CH4摩尔分数平均值为(1883 4±73 0)nmol mol,年平均增长率为0 82%,均比全球平均水平高,但20世纪90年代的增长速率比80年代末期低。

三江平原湿地CH_4排放通量研究

2002年6月到10月在三江平原利用静态暗箱-气相色谱法对不同土壤水分状况或积水深度的毛果苔草沼泽、小叶章草甸以及灌丛进行了CH4排放的测定,结果为毛果苔草沼泽CH4排放通量(11.9mg/m2.h)>小叶章草甸(8.5mg/m2.h)>灌丛(0.75mg/m2.h),差异达到高度显著水平(α=0.01),主要是由土壤水分状况不同而造成的。由于生境的差异,3种湿地类型CH4排放通量的季节变化形式也不尽相同。温度、土壤Eh和毛果苔草生物量是影响CH4排放的重要因素,湿地CH4排放通量和箱内外温度或不同深度的地温均呈显著或极显著正相关,小叶章草甸和毛果苔草沼泽分别与10cm及15cm的Eh呈极显著负相关(P<0.01),毛果苔草生物量和CH4排放通量呈显著正相关(P<0.05)。

我国西南地区的稻田CH_4排放

稻田CH_4排放的季节变化和水稻的生长过程(水稻高度)有较大的关系,有机肥对稻田CH_4排放有促进作用,沼气发酵肥可以降低稻田的CH_4排放量,水稻品种对稻田CH_4排放有一定影响,垄作是减少稻田CH_4排放的一种重要方法。

广州地区晚稻田CH_4和N_2O的排放通量及其影响因素

用密闭箱法同时研究了广州地区晚稻田CH4和N2 O的排放通量。结果表明 ,连续淹水、常规连作和水旱轮作等 3种处理的CH4平均排放通量分别为 1 7 63、2 84和0 36mg·m- 2 ·h- 1 ,而N2 O的平均排放通量分别为 6 74、1 1 69和 55 0 7μgN2 O N·m- 2 ·h- 1 ,表明稻田连续淹水显著增加CH4的排放而降低N2 O的排放。水旱轮作降低CH4排放而提高N2 O的排放 ,说明稻田CH4和N2 O排放之间存在着消长关系。讨论了这 2种温室气体排放的影响因素 ,并初步分析了它们对温室效应的相对贡献。