山区农产品主产区种养关联碳减排潜力估算——以四川洪雅、开江、盐亭和兴文县为例

种养关联既可有效利用农业废弃物,又具碳减排效应。已有研究主要聚焦农业废弃物资源化利用及其污染控制,对农业种养关联碳减排缺乏关注。本文以四川盆地山地丘陵农产品主产区的洪雅、开江、盐亭和兴文4县为研究对象,采用草谷比法估算作物秸秆量,依据能量转化构建秸秆饲料化利用碳减排潜力估算法,采用排泄系数法估算畜禽粪便量,依据营养物质循环构建粪便肥料化利用碳减排潜力估算法,探讨2008—2017年该区种养关联碳减排潜力。结果表明:(1)该区种养关联年均碳减排潜力为19.42×10^(4)t,且微弱上升(1.25%)。其中,作物秸秆饲料化利用年均碳减排潜力15.49×10^(4)t,上升8.37%;畜禽粪便肥料化利用年均碳减排潜力3.93×10^(4)t,下降23.09%。(2)该区单位耕地面积种养关联碳减排潜力为2.04 t/hm^(2),其中,开江(2.36 t/hm^(2))>洪雅(2.30 t/hm^(2))>盐亭(2.01 t/hm^(2))>兴文(1.57 t/hm^(2))。(3)该区种养关联碳减排潜力中作物秸秆饲料化利用占比(79.75%)>畜禽粪便肥料化利用(20.25%);作物秸秆饲料化利用碳减排潜力以水稻(35.07%)、玉米(24.99%)、小麦(13.44%)和油菜(12.77%)等作物为主(共86.27%);畜禽粪便肥料化利用碳减排潜力以牛粪便为主(占52.94%)。本研究可以为山地丘陵区种养关联碳减排提供理论依据。

乡村振兴战略背景下农村人居环境整治效果评价研究——以新疆鄯善县为例

以新疆鄯善县农村人居环境整治为研究样本,通过问卷调查法与访谈的形式,对新疆鄯善县农村人居环境整治现状与实际情况进行实地调查。依据乡村振兴战略规划构建新疆鄯善县农村人居环境整治效果评价指标体系,运用层次分析法确定指标权重,并最终运用模糊综合评价法对鄯善县农村人居环境整治6项整治任务效果进行了总体评价。评价结果表明:目前鄯善县农村人居环境整治总体评价值为2.9186,其中村庄规划管理效果评价值为2.8817,厕所革命与粪污治理效果评价值为2.8392,农村生活污水治理效果评价值为2.8816,农村生活垃圾治理效果评价值为3.1291,村容村貌整治的效果评价值为3.1480,建设和管护机制的效果评价值为2.610。根据鄯善县农村人居环境整治效果评价研究结果,分析鄯善县农村人居环境整治过程存在的问题,为提升鄯善县农村人居环境整治效果,提出了应提高村民对人居环境整治的参与度、因地制宜进行厕所改造与粪污治理、加快农村生活污水治理力度、建立健全农村人居环境长效管护机制等4个方面优化对策建议,以期为未来农村人居环境整治研究重点和方向提出展望。

3种不同粒型“适碾”大米的食用品质分析与评价

为稻米适度加工的碾白精度提供科学的评价方法,对“适碾”的不同粒型大米食用品质进行评价。从客观的仪器分析和主观的感官评价2个方面对“适碾”(留皮度为2.0%~7.0%)的长粒(野香优莉丝)、中粒(稻花香)、短粒(吉宏6)大米食用品质进行分析。结果表明:长粒米野香优莉丝米饭具有最高的弹性,短粒米吉宏6和中粒米稻花香米饭具有比野香优莉丝高的硬度、黏度、平衡度和食味值。虽然客观仪器分析的米饭食味值是“精碾”米高于“适碾”米,但主观的感官评价结果表示留皮度分别为2.05%、2.60%和2.21%的吉宏6、稻花香、野香优莉丝“适碾”米,具有与“精碾”米相当的“接受”占比和“喜欢”占比。留皮度小于3%的“适碾”大米具有与“精碾”大米相当的食用品质。

煤炭在中国农村生活能源中的利用与退出路径

碳中和对我国农村能源革命和能源转型提出了加速发展的更紧迫要求,煤炭退出农村生活能源系统是大势所趋,关键在于如何有序、有效、公平、高质量地退出。基于农村生活能源全品类谱系的消费量与碳排放,回顾评估1949年以来煤炭在我国农村生活能源系统中的作为、地位与影响;基于北京农村调查分析政策性退出煤炭的问题与挑战;进一步结合有效能需求评价与预测,系统分析农村生活能源系统碳中和转型的韧性、经济性和差异化瓶颈,预判煤炭在未来农村生活能源系统中的地位与贡献,探索煤炭退出机制。主要结论:(1)我国农村人均生活能耗及有效能需求均处于增长通道,全电力模式下未来农村居民生活用电峰值预计人均5 000 kW·h。(2)长远看,农村生活能源电气化将是以碳中和、可再生、市场化为核心特征的电气化。煤炭退出机制重在推动农村生活能源系统朝“清洁”能源转型,是“煤炭替代”与“替代煤炭”的有机综合。在农村绿色能源市场还没有充分发展之前,煤炭依然是确保农村能源安全的首选“压舱石”。(3)基于区域差异,提出跨越煤炭、煤炭替代(煤炭替代生物质,清洁煤升级)与替代煤炭(自愿退煤,强制禁煤)3类共5种能源转型路径,分类施策,组合发展。未来我国农村居民生活将享有一个富有韧性与公平性的现代化碳中和能源系统。

活性氧在种子萌发过程中的作用研究进展

种子是农业生产中最基本的生产资料。种子成功整齐发芽是作物生长发育、高产稳产的第1步。活性氧(ROS)是一类多功能化合物,在种子萌发过程中发挥着关键作用。本研究介绍了ROS的种类、产生部位以及对种子萌发的“氧化窗口”效应,总结了ROS调控种子萌发的机制并对未来研究提出展望。目前ROS调控种子萌发的研究集中于:①当条件合适时,ROS维持在一个适当的水平,启动赤霉素(GA)等信号转导途径、抑制脱落酸(ABA)途径,调控细胞膨大,促进种子萌发;②当面临不利环境时,ROS的过量积累会对生物大分子造成氧化损伤,诱导ABA途径,抑制种子萌发。ROS通过生物分子氧化、种皮弱化和胚乳衰退解除种子休眠。今后,需进一步探索对种子萌发起到积极作用的“氧化窗口”范围,同时结合转录组学和代谢组学技术筛选种子萌发中调控ROS含量相关基因,更好地了解ROS促进种子萌发的机制。

农村零碳能源系统构建框架研究

我国农村清洁能源开发潜力较大。经测算,我国农光互补、渔光互补、屋顶光伏等复合光伏利用模式的总开发潜力可达120亿kW,年发电量达14.4万亿kW·h。光伏发电可以作为我国农村能源系统的电量主体。生物质综合利用具有重要战略意义,能够解决农村废弃物的污染问题,每年能源化利用的生物质总量可超过20亿t标煤。我国农业生产和农村生活须要加快电能替代进程,预计2050年我国农村耗电量将达2万亿kW·h。未来我国农村能源系统将呈现“百分百清洁能源+生物质规模化利用+高电气化率”的特征。测算结果表明,我国农村能够以100%清洁能源满足能源需求,实现农村能源系统零碳排放,具备较高的环境效益。

基于BOPPPS教学模式的农业环境学线上教学实践

以河北科技师范学院农业资源与环境专业农业环境学课程为例,采用BOPPPS教学模式进行线上教学实践探索,并融入课程思政元素。通过实践认为,参与式学习环节是教学活动的重点;教学效果良好。今后的教学工作中,还应注重两种平台嵌套式的线上教学模式,以提升教学质量。

农作物秸秆特性及其重组材性能

该文通过纤维离析、显微镜观察及化学成分测定研究了棉秆、烟秆、大豆秸秆及辣椒秆的原料特性,并利用脲醛胶压制了4种秸秆的重组材,结果表明:4种秸秆均由韧皮部、木质部和髓心组成,木质部是用于重组材生产的主要部分;4种秸秆的主要化学成分与木材相似,但4种秸秆的灰分、抽出物质量分数较高;利用脲醛胶可以压制秸秆重组材,但其工艺参数需要进一步探索。

植物纤维淀粉餐盒力学性能仿真及试验验证

生物质类包装产品的力学性能研究是目前国内外生物质类产品研究的热点。本文通过拉伸试验,获得3种配方的植物纤维淀粉餐盒材料的力学性能参数:弹性模量E、泊松比μ、抗拉强度σb。以力学性能参数为基础,采用有限元法对餐盒的力学性能进行仿真,模拟餐盒在使用过程中的受压状况,确定了餐盒的应力集中情况,并通过餐盒整盒压溃试验进行验证,得出了餐盒压溃过程中的力-位移曲线图,峰值载荷为957N,为餐盒的结构设计、运输和使用提供了理论基础。

中国农村能源温室气体主要减排技术评价及潜力分析

农村能源减排技术是优化能源结构,减少温室气体排放的重要途径之一,有利于实现国家温室气体减排的目标。文章综合分析评价了农村能源温室气体减排技术,计算减排效果并估算未来的减排潜力。结果表明,2009年中国主要农村能源技术温室气体减排量为8 529万tCO2,测算到2020年,中国农村能源温室气体的减排潜力约为2.97亿t CO2。农村户用沼气、生物质固体成型燃料、太阳能热利用等农村节能减排技术已基本成熟,实现了产业化应用,且减排潜力较大,是未来推广的重点。

不同炉灶和燃料类型对改善农户室内空气质量的影响

中国与荷兰合作的“促进中国西部农村可再生能源综合发展应用”项目,以沼气和高效节柴灶为主要方案对农户生活用能模式进行改良,通过对项目实施前后室内空气质量的对比,分析出不同炉灶和燃料类型对改善农户室内空气质量的影响。各种燃料对室内空气污染水平的影响由高到低依次为:煤、生物质燃料和沼气。而不同类型的炉灶对室内空气污染水平的影响由高到低依次为:开放式柴灶、传统柴灶、老式省柴灶以及高效省柴灶。

空气源热泵用作北京保育猪舍地暖的供暖效果研究

中国"2+26"城市禁煤供暖,猪场迫切需要找到可以替代燃煤、满足供暖需求的供暖方式。为了解空气源热泵在猪舍地暖的供暖效果,选择北京猪舍,配置空气源热泵设备,进行供暖期间保育猪舍热环境效果试验。结果表明:试验期间,室外最低和最高温度分别为-11.0和12.1℃;在地暖供暖猪舍中,地面温度与供水温度、室外温度都呈正比例相关关系,与供暖距离呈反比例线性关系;在系统供水温度范围为30.0～41.0℃时,猪舍无猪单元距离分水器最近(24 m)测点和最远(60 m)测点地面温度为19.1～28.6℃;实际供水温度平均值较设定温度降低1.8～4.0℃;距离分水器最近(24 m)测点地面温度较实际系统供水温度下降8.3～13.1℃;距离分水器最远(60 m)测点较最近测点(24 m)地面温度下降0.5～1.8℃。无猪时,0.3 m高温度较地面温度降低5.0℃;距离地面0.3 m以上不同高度温度变化不明显。对于北京保育猪舍适宜采用空气源热泵地暖供暖,推荐蓄水罐设定温度宜为43～32℃,实际供水温度宜为40.6～29.9℃。

牛粪COD负荷、产污系数及原始产污总量的测算

为得到牛粪COD产污系数及原始产污总量,先采用非水样品COD负荷测定方法,对单位绝干牛粪COD负荷值进行了实验测定:牛粪(含溶解态和非溶解态的全成分样)的COD负荷实测值为1.337 kg.kg-1(绝干牛粪)。由排粪系数得到牛粪的COD产污系数典型值为5.35 kg.d-1.头-1。根据养牛数,计算得到我国2008年牛粪的COD原始产污总量高达2.06亿t,相当于当年全国工业和生活COD排放总量的15.6倍。需要对牛粪的COD原始产污总量与可能形成的水环境面源贡献压力及其防范予以充分重视。

农户室内污染物浓度相关性分析

本文对单一燃料使用时农户室内不同污染物浓度变化的相关关系,以及使用不同炉灶类型的农户PM2.5日均平均浓度和CO日均浓度间的相关性进行分析,力求通过污染物之间的相关关系,用一种污染物的浓度预测其他污染物的浓度,简化在农村实地检测室内空气污染水平的复杂性。研究结果表明,燃煤农户室内CO与PM2.5(R=0.841,P<0.01),CO与SO2(R=0.8878,P<0.01)浓度的变化都显著相关,燃柴农户室内CO与PM2.5浓度的变化(R=0.869,P<0.01)也显著相关;由于烟道内CO和SO2的浓度受外界环境影响较小,其相关关系非常显著(R=0.9846,P<0.01);CO和PM2.5水平之间的相关性与炉灶类型和燃料类型有关。

小水电代燃料生态保护区农村用电量预测研究

小水电代燃料生态保护工程是以生态效益为主的公益性工程,论文结合小水电代燃料生态保护工程的特点,利用灰色系统理论建立了项目区未实施小水电代燃料情况的农村年用电量预测模型,将实施小水电代燃料工程后的农村用电量分为代燃料生活用电量和常规用电量两部分,应用弹性系数法建立了常规用电量预测模型。实例应用表明,灰色预测模型和弹性系数预测模型对于小水电代燃料农村用电量和常规用电量预测是十分有效的;小水电代燃料工程实施后,不仅会极大地增加代燃料用电量,也会带动项目区常规用电量的增长。研究成果为小水电代燃料工程的生态环境效益评估、确定代燃料电价、制定多能互补方案奠定了科学基础。

小水电代燃料工程生态效益测算关键技术研究

基于河流生态系统理论方法及小水电代燃料项目特征,对小水电代燃料工程的生态效益进行了分类,提出了小水电代燃料工程生态效益测算模型,并对模型参数的合理取值进行了探讨。应用小水电代燃料工程生态效益测算技术方法,对贵州、湖南两省9个典型项目区开展了案例研究,并对两种碳减排效益计算模型中的参数取值进行了订正。研究成果可为有关部门评估小水电代燃料工程的生态效益提供量化测算依据。

农户调查方法在退耕还林(草)工程研究中的应用——以皇甫川流域为例

以皇甫川流域农户调查为例,探讨了农户调查方法在退耕还林(草)工程研究中的应用问题。农户调查因其数据获取直接、时效性强、反映问题全面等特点,可用于农户生产生活受工程影响及其相互作用等研究,并为相关政策的制定提供参考。研究表明:农户对退耕还林(草)工程普遍持赞成态度,但一些农户反对禁牧和圈养舍饲。影响农户对退耕还林(草)工程态度的主要因素是农户的年龄、家庭人数以及退耕所能带来的收益;影响农户对圈养舍饲态度的主要因素是畜牧业收入;农户受教育程度越高,人均纯收入越高,但耕地面积、种植业和畜牧业比例越大,人均纯收入反而越少,表现出当地传统农牧业典型的"不可持续性",并与生态系统的不可持续性交互作用,形成了生态-经济的恶性循环。如何进一步发挥退耕还林工程的作用,促进生态和经济的可持续性,值得进一步探讨。

猪场废水厌氧消化液的污染治理工程研究

厌氧消化技术在猪场废水的生物质能源开发与污染治理方面得到了广泛的应用,有效地抑制了猪场废弃物的一次污染。但许多规模养殖区的厌氧消化液产生了严重的二次污染,危害着经济社会的发展。介绍南昌大学系统工程研究所与江西省萍乡地区泰华猪场合作开发的生态能源试点项目工程,阐述泰华猪场废水厌氧消化液污染治理工程的工艺流程和运行效果。此工程将小流域内的猪场、农田、丘陵山地、小河流作为一个完整的生态经济系统,设计包括沼液三级沉淀净化、“猪-沼-粮”分流排灌系统、冬闲田开发、山旱地“猪-沼-菜”四个子工程的二次污染治理工程。这一系统工程的实施,确保了小流域内农民增收,粮食安全,冬闲田开发,种养循环经济发展。出水完全达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》和《污水综合排放标准》的二级标准,实现了养殖污水的零排放。

棉秆重组方材的机械加工性能

棉秆重组方材是一种新型人造生物质材料,它是棉秆材料化利用的一个新方向,其制备过程主要包括棉秆的疏解、干燥、施胶、组坯、四面加压以及后期处理。为了探明棉秆重组方材机械加工性能,为其高附加值加工利用提供技术依据,该研究参照美国材料与试验协会标准ASTM D1666-87和新西兰林业科学研究院制定的评价标准,分别对其刨削、砂光、铣削成型、钻孔、榫眼加工、车削及横截等7种机械加工性能进行测试和综合评价,并对各项机械加工缺陷进行分类,参照中国林业行业标准LY/T 2054-2012对棉秆重组方材进行综合评分。结果表明:棉秆重组方材的砂光、钻孔和铣削成型3项加工性能的质量等级均为优秀,其质量等级值分别为4.37、4.43和4.37。刨削、榫眼加工和车削的质量等级为良好,质量等级值分别为3.47、3.87和3.07。横截性能表现中等,质量等级值是2.63;在满分50分的机械加工性能综合评分中,棉秆重组方材得分为39.5;当刨削厚度一定时,每英寸刀痕数对刨削质量有较大影响,当每英寸刀痕数由25增加到48时,棉秆重组方材刨削性能明显提高。砂光处理可明显改善刨削加工后的缺陷,也是棉秆重组方材刨削后必要的加工工序;棉秆重组方材在机械加工过程中出现的主要缺陷有削片沟痕、毛刺沟痕、毛刺和撕裂等,在实际产品加工应用时,需充分考虑其加工特性,选择合理加工方式和参数,以期提高加工质量和效率。该研究结果有助于充分认识和开发棉秆重组方材的利用潜能,对优化棉秆重组方材性能、提高其加工利用水平具有重要意义。

规模生猪养殖液态生物质资源循环开发仿真分析

对银河杜仲基于沼气工程的液态生物质资源的循环开发进行仿真分析。根据历史数据和公司五年、十年发展规划,使用基于反馈调控参数的入树逐步建模法,构建7棵入树仿真模型;通过仿真定量揭示公司规划实施过程中将产生大量废弃物类生物质,沼气工程对废弃物开发产生的沼液和沼气中含大量的生物质能;为此,基于仿真结果及系统反馈结构,提出促进消除环境与猪肉产品双污染,实现绿色安全猪肉生产和改善环境双重目标的三条管理对策,并进行初步实施。