气候变暖对陆地生态系统碳循环的影响

作为全球变化的主要表现之一,气候变暖对全球陆地生态系统碳循环的影响巨大,揭示这一作用对于精确理解碳循环的过程和相关政策的制定具有重要的指导意义。该文综述了此领域近十几年来的主要研究工作,总结了陆地生态系统碳循环对气候变暖响应的主要内部机制及其过程,简述了相关模型的发展及其主要应用,并指出以往研究中存在的主要问题以及未来研究的主要方向。在气候变暖条件下,陆地生态系统碳循环的变化主要体现在以下几个方面:1)低纬度地区生态系统NPP一般表现为降低,而在中高纬度地区通常表现为增加,而在全球尺度上表现为NPP增加;2)土壤呼吸作用增强,但经过一段时间后表现出一定的适应性;3)高纬度地区的生态系统植被碳库表现为增加趋势,低纬度地区生态系统植被碳库变化不大,或略微降低,在全球尺度上表现为植被碳库增加;4)地表凋落物的产量和分解速率增加;5)土壤有机碳分解加速,进而减少土壤碳储存,同时植被碳库向土壤碳库的流动增加从而增加土壤碳库,这两种作用在不同生态系统的比重不同,在全球尺度上表现为土壤碳库的减少;6)尽管不同生态系统表现各异,总体上全球陆地生态系统表现为一个弱碳源。生物物理模型、生物地理模型和生物地球化学模型陆续被开发出来用于研究工作,并取得了一定的成果,但是研究结果仍然存在很大的不确定性。在未来的数年甚至是数十年间,气候变暖与全球变化的其它表现间的协同影响将是下一步的研究重点,气候变暖和陆地生态系统间的双向反馈作用机制是进行更准确研究的理论基础,生态系统结构和功能对气候变化的适应性是准确理解和预测未来气候情景下陆地生态系统碳循环的前提。

湿地根际土壤碳矿化及相关酶活性分异特征(英文)

研究了中国三江平原小叶章湿地根际土壤基础呼吸速率及相关酶活性,以了解碳矿化及其相关酶活性空间分异特征。结果表明,β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶均为碳循环的良好指示酶,它们均存在着显著的空间分异。从表层土向下,由根表土向外,碳矿化速率及其相关的各种酶活性均呈下降趋势。当从田间取出土壤样品时,土壤样品在取出后的最初阶段碳矿化速率较高,2.5 h以后达到一个较为平稳的水平,然后呈平缓降低的趋势。β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶是碳循环的真正催化剂,而土壤有机碳则是此反应的低物。

小叶章生态系统根际土壤微生物及CO_2、CH_4、N_2O动态(英文)

研究了培养 4 5 d的小叶章根际土壤微生物和二氧化碳 ,甲烷及氧化亚氮产生与消耗之间的关系。结果表明好氧微生物与厌氧微生物的空间分布与甲烷 ,二氧化碳及氧化亚氮的产生和氧化有着密切的关系。好氧微生物与甲烷产生呈负相关 ,与二氧化碳和氧化亚氮的产生呈正相关关系。厌氧微生物与甲烷的产生呈正相关 。

小叶章湿地土壤可利用性碳对微生物呼吸的限制作用——三江平原为例(英文)

研究了三江平原小叶章湿地土壤中碳的可利用性对土壤中微生物呼吸的限制作用 .结果表明 ,表土和根层土中的可利用性碳显著限制微生物呼吸作用 .在所有的培养土壤中 ,起始时微生物呼吸速率较高 ,随之急剧下降 ,这可能是由于土壤物理化学及生物性质的变化所致 .土壤中有机质低于 1 0 %时 ,可以明显影响碳的可利用指数 ;大于 1 0 %以后就几乎没有影响了 .微生物生物量碳与碳的可利用指数也存在较为显著的正相关关系 .

全球碳循环研究中“碳失汇”研究进展

全球碳循环是全球生物地球化学的主要研究方向之一 ,目前其重点集中在“碳失汇”(missingsink)问题的研究上 .最近的研究表明 ,“碳失汇”产生的主要原因是北方陆地森林生态系统对碳的固定、海洋对碳的吸收、岩石圈中CaCO3 H2 O CO2 系统 (岩溶动力系统 )对碳的吸收 ,以及陆地上碳库的转移 .寻找“碳失汇”的技术手段为现代地理信息系统与遥感技术和全球统一的野外定点监测相结合 ,加以模型研究 .

红壤丘陵区人工林冬春时段碳、水、热通量的观测与分析

用涡度相关法对亚热带红壤丘陵区人工针叶林的二氧化碳、水、热通量进行了观测,重点分析了23m、39m两层高度的观测结果,同时把观测期分为春季和冬季两个不同时间段作了对比。结果表明,不管冬季还是春季,39m高度所测的总通量值和夜间通量值都要小于23m的观测值,这种通量差别表明:23m高度的观测结果更接近当地生态系统与大气之间的通量交换值,在此种生态类型条件下用涡度相关法测碳通量时,在23m、39m两层高度之间仍然存在大气平流现象;该试验区植被在冬季仍然可以进行光合作用,而且光合作用所吸收的CO2大于呼吸作用所排放的CO2,因此该种生态系统在冬季仍表现为碳汇;春季的碳通量值为冬季的2倍以上。对不同季节内两层高度通量值的相关性也作了分析,结果表明冬季发生在23m和39m两层高度之间的大气平流量占总通量的比率要大于春季。

硫酸渣复合球团还原焙烧法制备高品位磁铁精矿

进行了硫酸渣复合球团还原焙烧-磁选实验。研究结果表明:以铁品位低(TFe 45.56%)、铜和硫含量高(Cu 0.19%,S 1.45%)的某硫酸渣为原料,添加复合添加剂5%,在圆盘造球机上制备复合球团,将生球干燥后进回转窑还原焙烧,往每吨复合球团中喷入煤300 kg,在700～800℃还原焙烧20 min,将还原焙烧后产物通过两段球磨、四段磁选工艺,可得到铁品位高(总铁含量为66.23%),Cu和S含量低(Cu 0.048%,S 0.053%)的优质磁铁精矿,其铁回收率达73.32%,铜脱除率达74.73%,硫脱除率达96.34%。实验的关键技术是复合粘结剂促进铁氧化物的还原及铜、硫等杂质的转化,在磁选分离过程中脱除杂质。使用此新工艺,能综合利用硫酸渣中铁资源,扩大钢铁工业原料来源。

杂铜阳极泥回转窑氧化焙烧酸浸工艺研究

采用回转窑氧化焙烧—酸浸工艺回收杂铜阳极泥金属铜,研究了不同试验条件对铜浸出率的影响。结果表明:在氧化焙烧温度700℃、焙烧时间20 min、原料粒度-5 mm、空气流量0.5 L/min的条件下,铜浸出率高达97.10%,镍浸出率>90%,大部分铅、锡、锑、铋及贵金属金、银、钯残留在浸出渣中,可以作为后续提取有价金属及贵金属的原料。

润磨强化镜铁精粉烧结特性的研究

巴西镜铁精粉难制粒反应性差,通过润磨单一镜铁矿或其与石灰石的混合料可改善其表面性质和高温反应性能。测定润磨预处理前后巴西镜铁矿的润湿热、粒度组成及变形温度等指标,揭示其作用机理。并通过烧结杯试验,考察润磨预处理强化烧结的效果。研究结果表明,润磨改善了巴西镜铁矿的润湿热,表面亲水性得到改善;降低了变形温度,提高了巴西镜铁矿的高温反应性能。巴西镜铁矿预处理后,烧结矿产量和质量得到大幅度改善,成品率增加了3.7%,转鼓强度提高了3.33%,固体燃耗降低了约4 kg/t,利用系数提高22.4%,烧结矿质量完全能满足高炉生产的需要。

巴西某镜铁精粉的烧结特性及强化工艺

通过润磨单一镜铁矿或其与石灰石的混合料以提高镜铁矿表面性质和高温反应性能。测定润磨预处理前后巴西镜铁矿的润湿热、粒度组成及变形温度等指标,揭示其作用机理。通过烧结杯试验,考察润磨预处理强化烧结的效果。研究结果表明:采取预处理措施可提高巴西镜铁矿的润湿热和表面亲水性,降低变形温度,提高巴西镜铁矿的高温反应性能;烧结矿产量和质量大幅度提高,成品率增加3.7%,转鼓强度提高3.33%,固体燃耗降低4 kg/t左右,利用系数提高22.4%,烧结矿质量完全满足高炉生产的需要。

干旱对陆地生态系统生产力的影响

该文综述了干旱对陆地生态系统生产力的影响,分析了其影响机制,并总结了植被对干旱的响应与适应及其机理机制。干旱通过抑制光合作用来降低陆地生态系统总初级生产力,干旱还可以降低生态系统的自养呼吸和异养呼吸。同时干旱还可以通过影响其它干扰形式来间接影响陆地生态系统生产力,如增加火干扰的发生频率和强度,增加植物的死亡率,增加病虫害的发生等。在生态系统水平上干旱可以降低碳固定,减弱碳汇功能,甚至把生态系统从碳汇改变成碳源。目前生态系统水平上的干旱影响研究主要通过两种方法实现,一种是模型模拟,另一种就是大型模拟实验。作为陆地生态系统生产力的实现者,在干旱胁迫条件下,植物也会采取积极的适应策略以减弱干旱对生态系统生产力的影响,其适应策略主要分以下3种:在一些周期性发生干旱的地区,植物会调整生长期以避开干旱或通过休眠来减弱干旱所造成的伤害;还有一些植物会通过调节体内的代谢过程,改变一些生理特性来抵御干旱;而长期生活在干旱条件下的植物则通过进化来改变了自身的生理生化代谢过程,形成耐旱机制。目前,植物对干旱响应的分子学机制,以及生态系统水平上对干旱的响应和适应仍然是薄弱的领域,也必然成为未来研究的重点。

硫酸渣磁铁精矿球团试验研究

对某地低品位硫酸渣经还原焙烧-磁选所得磁铁精矿进行了球团试验研究,结果表明,该磁铁精矿添加1.5%的湖泗膨润土,在造球时间10 m in、生球水分16.8%的条件下,得到生球落下强度5.3次/0.5 m、抗压强度31.55 N/个、爆裂温度435℃的良好指标;球团在预热温度900℃、预热时间10 m in、焙烧温度1 200℃、焙烧时间15 m in的条件下固结,成品球团抗压强度可到达2 871N/个,还原度为83.38%,还原膨胀指数为17.86%,低温还原粉化指数RD I-3.156.12%。研究结果证明,使用该磁铁矿完全能生产出可供高炉使用的优质氧化球团,既扩大了钢铁企业原料来源,又综合利用了硫酸渣中的铁资源,具有重大的环保效益。

磁铁矿球团煤基直接还原工艺中润磨的强化

以铁品位为69.21%（质量分数）的磁铁精矿为原料,采用预热球团“一步法”煤基直接还原工艺制取直接还原铁。为了降低该精矿成球时产生过多粉末,采用润磨工艺来预处理混合料,并在最优条件下进行了扩大型全流程试验。研究结果表明：在磁铁精矿配加1.0%复合粘结剂及润磨4 min的条件下,生球落下强度由未润磨时的3.8次/（0.5 m）提高到13.7次/（0.5 m）;润磨后干球（〈1 mm=粉末率由未润磨时的10.98%降低到2.98%;在预热温度为800℃和预热时间为10 min时,预热球团抗压强度由未润磨时的466 N/个提高到581 N/个。预热球团直接还原时,采用润磨预处理方案球团的金属化率与无润磨工艺球团的金属化率相差不大,但金属化球团抗压强度远远大于未润磨时的金属化球团抗压强度,且几乎不产生磁性粉末。通过链箅机-回转窑直接还原扩大试验,所得直接还原球团铁品位达93.43%,金属化率达95.88%,含硫量低于0.01%,磁性粉率为0.75%～0.96%,每吨直接还原铁所耗还原煤为808.5～859.3 kg。

铁矿烧结工艺中温室气体CO_2的排放规律

采用KM9106综合烟气分析仪对烧结工艺过程温室气体COx排放规律进行研究。研究结果表明在烧结过程中,温室气体COx排放变化情况能够很好地反映烧结过程固体燃料焦粉的燃烧状况,证明烧结过程焦粉的燃烧是以生成CO2的完全燃烧反应为主,但仍有部分生成CO的未完全燃烧反应存在;烧结烟气中CO2浓度降为零时所对应的点与烧结废气温度为最大值有很好的对应关系,能很好地用于确定烧结终点;焦粉配比对烧结过程固体燃料燃烧的影响能明确地从温室气体COx的排放情况表现出来,而且,通过判断燃料燃烧状况,可以推测出烧结矿产质量的优劣,用于指导烧结生产。

废线路板回转式低温热解实验研究

废线路板含有大量重金属、聚氯乙烯和溴化阻燃剂等有害物质,目前针对废线路板的处置技术大都是回收其中的有价金属,对经济价值较低的玻璃纤维和环氧树脂的处理方法较少,仍然对环境造成二次污染。本文采用自行设计的回转式热解炉放大实验装置,在惰性气氛下进行废线路板低温无氧热解,考察了热解终温、保温时间、升温速率及物料尺寸对废线路板热解率及热解产物产率的影响。实验结果表明,在热解温度为600℃、热解时间45 min、升温速率10℃/min,及颗粒尺寸为50 mm×50mm条件下,废线路板可进行充分热解。热解产物为热解油、热解渣和热解气,热解油经脱卤处理后可用作燃料,热解渣是良好的冶炼原料,热解气经除杂处理后是优良的洁净能源。

侧吹熔炼含铁冶炼渣玻璃化研究

为实现危险废物侧吹熔炼含铁冶炼渣的无害化处理,本文采用高温熔融玻璃化技术进行处理,通过掺杂不同质量比例的氧化硅控制碱度,在不同熔融温度、不同冶炼气氛下进行熔融,而后进行水碎。结果表明:随着碱度的下降,熔渣的玻璃态物质占比升高、半球温度明显降低、Fe^(3+)/Fe^(2+)比例略微下降、黏度上升;同时,当冶炼气氛氧分压下降时,熔渣的玻璃态物质占比和半球温度明显降低,Fe^(3+)/Fe^(2+)比例均呈下降趋势;1380~1420℃区间内,熔炼温度对上述性质影响不太明显;温度升高,玻璃态物质占比、半球温度和黏度略有下降;熔融温度1400℃时,在CO和CO_(2)分压比例1∶1、保温时间3 h、碱度0.7的最佳工艺下,用含铁冶炼渣制备出的玻璃体中有害元素的浸出毒性及酸溶失率远低于相关表征限值要求,可以实现无害化处置。

多泵浦光纤拉曼放大器增益性能研究

FRA(光纤拉曼放大器)增益的峰值位置由泵浦波长决定,不同波长的泵浦光在不同的信号波长处产生最大增益。为获得最佳的FRA增益特性,采用多波长泵浦FRA理论模型,利用Optisystem软件建立了多泵浦FRA系统,通过系统仿真,研究了光纤通信系统中FRA的增益特性,分析了传输距离、纤芯有效面积、泵浦光功率和泵浦数量等因素对FRA增益的影响,确定了影响FRA增益的最佳参数,验证了FRA仿真系统的正确性和设计方案的可行性。

根际微生态系统有机碳动态研究进展

碳素是生命有机体的关键组成成分,根际微生态系统是物质循环的核心区域。论述了根际微生态系统的概念和内涵及其发展历程,综述了国内外近年来根际微生态系统及其各部分有机碳动态研究现状,根际微生态系统碳循环研究进展以及存在的问题,并在此基础上指出了未来该领域的研究重点。

润磨强化磁铁矿球团一步法直接还原工艺及机理研究

研究了以新疆高品位磁铁精矿为原料，采用预热球团一步法煤基直接还原工艺制取直接还原铁。在造球前通过润磨工艺预处理磁铁精矿，以期提高生球及预热球强度，有效地降低干球粉末率。在磁铁精矿配加1.0%复合粘结剂及润磨4 min的条件下，生球落下强度由未润磨时的3.8次/0.5 m提高到13.7次/0.5 m；润磨后干球〈1 mm粉末率由未润磨时的10.98%降低到2.98%；在预热温度800℃、预热时间10 min时，预热球团抗压强度由未润磨时的466 N/个提高到581 N/个。预热球团直接还原时，采用润磨预处理方案球团的金属化率与无润磨工艺的相差不大，但金属化球团抗压强度远远大于未润磨时的金属化球团，且几乎不产生磁性粉末。通过链箅机—回转窑直接还原扩大试验，所得的直接还原球团铁品位达93.91%、金属化率达95.99%、硫的质量分数低于0.01%、磁性粉末率仅为0.75%-0.96%、还原煤耗为808.5-859.3 kg/t。

重型矿用自卸车驾驶室空调匹配和流场分析

针对重型矿用自卸车驾驶室空调匹配和流场分析问题,结合矿用自卸车的参数和驾驶室内外的环境参数,计算了驾驶室传热系数和综合温度。根据驾驶室空调热负荷的组成和具体计算方法,对空调功率进行计算程序编写和计算。通过对空调系统选型匹配和驾驶室的空气流速和温度分布情况进行分析,表明矿用自卸车的空调制冷量的设计和选型能够满足驾驶室舒适性要求。