气体渗碳的非平衡碳势

非平衡气氛的碳势定义为：当渗碳反应在钢表面净产生的碳为零时碳钢表面的含碳量。非平衡气氛的碳势表达式为：（λⅠ＋λⅡ＋λⅢ）（ＣｇⅠ）λⅠ·（ＣｇⅡ）λⅡ·（ＣｇⅢ）λⅢ。当钢的表面含碳量等于气氛碳势时，渗碳反应在钢表面净产生的碳为零，由渗碳反应引起的熵产生率最小，由钢和非平衡渗碳气氛所组成系统的相应状态是稳定的。

平衡碳氮技术对烤烟上部烟叶产质量的影响

为筛选适宜贵阳烤烟生产的有机肥种类,提高烤烟上部烟叶产质量,本试验共设置4个处理,即CK为不施用有机肥,T1为每667 m 2添加生物炭100 kg,T2为每667 m 2添加菜籽饼肥40 kg,T3为每667 m 2添加发酵油枯20 kg。结果表明,平衡碳氮技术(施用有机肥)可改善烤烟农艺性状,烤烟上部烟叶的产量、产值、上等烟比例和中上等烟比例等经济性状均较好,同时提高烤烟上部烟叶外观质量,增加烤后烟叶总糖、还原糖和钾含量,降低烟碱和总氮含量,协调化学成分,提升感官质量,利于改善抽吸品质,提高烤烟质量,特别是T3处理发酵油枯效果最佳。

水分及秸秆覆盖对夏玉米土壤呼吸及碳平衡的影响

【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(FC)的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4))两因素试验,系统研究水分及秸秆覆盖对土壤碳排放总量、土壤微生物异氧呼吸碳释放量和农田净初级生产力固碳量影响。【结果】秸秆覆盖和灌水增加了土壤呼吸、农田净初级生产力固碳量和土壤微生物异氧呼吸碳释放量,其中SW4处理均最高,与SW3、NW4处理差异不显著。SW3处理净生态系统生产力(NEP)和碳排放效率均最高,分别较其他处理高3.99%~245.74%和2.35%~138.80%。与SW4处理相比,SW3处理在节约灌水的前提下,农田净生态系统生产力提高2.99%,碳排放效率提高2.35%。【结论】综合考虑农田净生态系统生产力和碳排放效率,SW3处理(灌水控制下限为70%FC+秸秆覆盖)可以作为节水、减排、增产的农田管理模式。

中国省际碳排放空间关联网络结构特征及碳平衡分区

在碳达峰、碳中和的时代背景下,准确把握碳排放空间关联网络结构及碳平衡分区,对于推动生态环境协同治理、实现高质量协调发展具有指导作用。选用2005—2021年中国30个省份为样本,采用社会网络分析和探索性空间数据分析刻画碳排放空间格局特征与碳平衡分区,并对各综合分区提出针对性优化策略。研究表明:(1)碳排放量整体呈增长态势但增速较慢,表现出“东部高,中西部低”的空间分布特征;碳汇量增幅微弱,空间上呈“中西部高,东部低”的分布特征;碳平衡能力呈波动递减且存在明显空间差异,全国约43.33%的省份处于碳平衡能力较强的状态。(2)中国省际碳排放空间关联关系日益紧密,网络结构呈现较好的可达性和稳定性,但个体网络特征差异明显,京、津、沪和苏等省份处于网络中心位置,控制和掌握网络相关性的能力显著。(3)基于碳平衡分析,将各省细分为6种碳平衡功能区,且有18个关键省域被识别,并针对各分区提出差异化协同减排策略,促进区域间公平、高效的低碳转型发展,以期为“双碳”目标的实现提供参考。

新疆北部城市碳排放时空分异与碳平衡分区

研究城市土地利用碳排放时空格局与碳平衡分区,对实现碳减排和“双碳”目标至关重要。以新疆北部46个县市为研究区,利用土地利用与能源数据,通过碳排放系数法计算2000—2020年土地利用碳排放,分析碳排放量时空演变情况,对各县市进行碳平衡分区。结果表明:(1)碳排放量呈总体上升趋势,2016—2020年呈现指数型上升的趋势,碳吸收量缓慢下降,碳排放强度先下降后上升,碳排放量远大于碳吸收量。(2)碳排放主要来源于建设用地,天山北坡城市为主要碳排放城市,碳吸收主要来源于草地与林地,伊犁河谷地区、阿尔泰山南部等地城市为主要碳吸收城市。(3)碳排放空间相关性逐渐减弱,热点区集中分布在克拉玛依市附近,冷点区集中分布在伊犁州与阿勒泰地区。(4)依据经济承载力系数、生态承载力系数以及碳排放量划分为碳汇功能区、碳汇优化区、低碳经济区、碳源优化区和高碳控制区五个碳平衡分区。

南昌市土地利用碳收支时空分异及碳平衡分区

本文基于土地利用碳源碳汇核算方法,计算了南昌市2000—2020年碳收支量,利用基尼系数、熵权-TOPSIS、耦合协调度距离模型等方法分析其空间碳平衡贴近度,构建碳平衡分区评价体系,并引用三维魔方单元模型探讨南昌市碳平衡分区。结果表明:(1)2000—2020年,南昌市碳收支量整体呈现上升状态。碳排放高值区环主城呈反“C”型分布,碳汇呈现出以西湖区、东湖区为低值中心,向外逐步增加的外围—核心结构。(2)在分异格局上,碳源、碳汇均呈现西北—东南主导方向,空间分布重心稳定,且存在普遍的碳排放关联关系。(3)2000—2020年南昌市各县区的碳源碳汇处于高度不协调状态,两者耦合协调性较差,存在失衡状况。(4)基于碳平衡分析,将南昌市9个县区分为碳强度控制区、低碳优化区、碳收支平衡区,旨在因地制宜为南昌市各县区制定协同减排的土地利用政策,以及制定更加精准和可行的减碳增效方案提供科学的支撑。

黄河流域矿业集聚对城市碳平衡的影响及传导机制——基于空间溢出效应视角

黄河流域矿产资源丰富,是中国的能源流域。在碳达峰与碳中和背景下,矿业集聚区低碳转型是黄河流域生态保护和高质量发展的关键。基于2003—2018年黄河流域90个地级行政区面板数据,构建空间中介效应模型,从空间溢出视角探究矿业集聚对城市碳平衡的影响机制。结果表明:(1)矿业集聚显著恶化了矿业城市自身的碳平衡状态,而对周边城市的碳平衡状态起到了一定的改善作用,说明“碳诅咒”假说在黄河流域成立,矿业集聚区存在明显的“能源资源外输,碳排放和生态破坏留存”的环境不公平问题;(2)矿业集聚通过阻碍产业升级、抑制技术进步、降低土地固碳能力三条中介路径显著恶化了矿业集聚城市的碳平衡状态,产业升级的中介效应量最大,是矿业集聚区低碳转型的关键路径;(3)黄河流域矿业集聚对城市碳平衡影响有明显的时空异质性,作用强度和传导路径在繁荣期和转型期以及上、中、下游之间存在一定差异。针对研究结论,认为要重视矿业集聚区与非矿业集聚区之间存在的环境不公平问题,通过转移支付和减排责任科学划分让矿业集聚区承担“共同但有区别”的减排责任,综合产业升级、技术进步、提高土地固碳能力多种方式,因时因地制宜破解和防范“碳诅咒”。研究旨在为矿业集聚区承担“共同但有区别”的减排责任、明确低碳转型路径提供理论支撑。

化工厂区建筑全生命周期碳平衡BIM控制模型仿真

为了更准确评估化工厂生产工艺中化学反应产生的碳排放平衡,提出了化工厂区建筑全生命周期碳平衡BIM模型仿真方法。使用AutoDesk Revit BIM软件,构建化工厂范围及建筑的BIM模型,计算碳化吸收、生物燃料碳排放回收、回收阶段碳吸收,获取建筑全生命周期碳吸收量总和。将计算结果输入BIM模型中,设计数据加工过程,计算碳排放总量与碳吸收总量差值,以此为输入数据构建碳平衡BIM模型,实现碳平衡控制。通过仿真实验可知,使用所研究方法除了在3~5月内碳排放量等于碳吸收量外,其余时间碳排放量均小于碳吸收量,所有时间内化工厂区建筑全生命周期均处于碳平衡状态,具有较强碳平衡效果。

基于土地利用变化的江苏省碳排放时空差异与碳平衡分区

以江苏省13个设区市为例,基于碳排放(CE)和碳吸收估算方法,分析2005—2020年江苏省市域碳收支和碳补偿率的时空演变特征,随后引入环境基尼系数(EGC)从经济和生态两个角度分析空间碳平衡特征。结果表明:2005—2020年,江苏省土地利用碳排放从14210.005×10^(4)t增至23015.325×10^(4)t,碳吸收3039.383×10^(4)t波动上升至3628.703×10^(4)t,总体表现为碳源;13个设区市的碳补偿率整体呈现下降趋势,碳排放量与经济发展水平处于比较协调状态,与其人口聚集协调性较高;根据碳平衡分析,将13个设区市划分为碳汇功能区、低碳保持区、经济发展区、碳强度控制区、高碳优化区5类,并建议前两个分区充分发挥生态优势,着重推进生态产品价值变现;其余分区优先推动产业低碳转型,能源绿色化发展。

秸秆还田配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响

为探寻不同秸秆还田方式配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响,于2023年开展大田试验,设置秸秆离田(S0,对照)、秸秆覆盖还田(S1)、秸秆旋耕还田(S2)3种秸秆还田方式,同时设置常规施加氮肥(N,250kg/hm^(2))与不施加氮肥(W,0kg/hm^(2),对照)2种施氮模式,共计6个处理。测定不同处理下玉米生育期土壤CO_(2)排放通量以及玉米收获后土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)含量,探究土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量的关系,并分析黑土玉米田生态系统碳平衡状况。结果表明:各处理中土壤CO_(2)累积排放量从大到小依次为S2N、S1N、S0N、S2W、S1W、S0W,其中S2N处理土壤CO_(2)累积排放量较S0W处理显著增加70.31%(P<0.05)。在相同施氮模式下,秸秆还田能够有效增加SOC、DOC、MBC含量,且土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量呈正相关关系。不同秸秆还田方式配施氮肥下,S1N处理玉米产量最高,为13534.4kg/hm^(2),作物碳排放速率最低,为0.122kg/kg。不同秸秆还田方式配施氮肥下黑土玉米田生态系统碳平衡值均为正值,表现为较强的碳“汇”,其中S1N处理碳平衡值和土壤固碳潜力最大,较其他处理分别增加13.12%~94.05%、3.49%~25.32%。综上所述,在本试验条件下,秸秆覆盖还田+常规施氮(S1N处理)可以实现黑土玉米田土壤固碳减排和作物增产目的。

青藏高原高寒草地生态系统碳平衡对放牧强度的响应

青藏高原拥有世界上最广阔的高寒草地,以及长达数千年的悠久放牧历史。独特的高寒环境条件使这里对外界干扰更加敏感。尽管已经进行了很多青藏高原高寒草地生态系统碳平衡的相关研究,但放牧,尤其是放牧强度如何影响高寒草地碳平衡仍待进一步研究与明确。论文以围栏禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧4种放牧强度为基础,综述了青藏高原高寒草地生态系统碳平衡对不同放牧强度的响应。放牧强度变化通过干扰植物-土壤界面从而对碳输入和输出过程产生间接作用,最终影响高寒草地生态系统碳平衡。由于受到放牧历史、气候条件、草地类型等其他条件的干扰,高寒草地生态系统碳平衡对放牧强度的响应是复杂多样的,因此需要对放牧管理采取更加灵活、具体、有针对性的措施,这对于制定合理的草地管理决策、稳定青藏高原高寒草地生态系统碳平衡具有重要意义。

甘肃省农牧交错区典型样带家畜生产系统碳平衡

评估甘肃省农牧交错区典型样带的家畜碳平衡,以猪、牛、羊为研究对象,通过将家畜按月龄分为4个阶段,运用生命周期法,评估1991-2020年家畜碳排放规律和2016-2020年农牧交错区不同地区相同月龄的家畜生产系统的碳排放、碳吸收和碳平衡值,单因素方差分析不同区域家畜的碳平衡差异性.结果表明:(1)近30年碌曲县家畜的碳排放要远高于安定区和临夏县.(2)近5年来碌曲县7-12月龄家畜的平均碳排放量为1.0209×10^(5)kg/t,占碳排放总量的18.45%;安定区为5.273×10^(4)kg/t,占9.52%;临夏县为4.135×10^(4)kg/t,占7.5%.碌曲县家畜碳排放年均增长率为2.02%,临夏县为6.7%,安定区为20.57%.(3)7-18月龄家畜碳平衡值表明,碌曲县的碳源作用显著强于安定区与临夏县(p<0.05),而安定区的碳源作用与临夏县差异无统计学意义(p>0.05).综合对比碌曲县、临夏县和安定区家畜碳平衡值,得出家畜碳源能力随着海拔的升高而显著增强;7-18月龄的家畜是碳排放量贡献最大者,占家畜碳排放总量的75.6%.

基于碳平衡的黄河流域市域横向碳补偿研究

市域横向碳补偿能够在保证城市环境公平的前提下实现黄河流域低碳协同发展。论文利用夜间灯光和净初级生产力卫星遥感数据估算了2003—2018年黄河流域城市碳平衡状态,然后考虑资源型城市损益偏离特征和城市的公平感受对碳平衡数据进行修正,最后基于修正后的碳赤字确定碳补偿金额和补偿优先级。结果表明:(1)黄河流域整体于2007年首次出现碳失衡,到2018年城市碳赤字率高达62%;(2)经过修正资源型城市有166 157万吨历史碳排放被调整到了非资源型城市,个别城市碳补偿主客体地位发生转换;(3)黄河流域市域横向碳补偿呈现“东北补偿西南,中下游补偿上游”的空间格局,省会等发达城市需要支付的补偿金额明显高于其他地区;(4)以玉树州为代表的经济欠发达的上游生态盈余区应当优先受偿,以下游威海等经济较发达且补偿金额对城市经济发展影响较小的城市应当率先支付。

成渝双城经济圈土地利用碳排放空间格局及碳平衡分区

[目的]在“双碳”目标下,研究土地利用对碳排放、碳吸收以及碳平衡的影响,为国土空间规划提供依据。[方法]以成渝经济圈作为研究区,基于土地利用和社会经济数据,并采用系数法测算研究区2000-2022年的碳收支量并探讨其时空格局差异,通过经济贡献率和生态承载系数从多角度对处理后的结果进行碳平衡分区,并提出具有针对性的策略。[结果]①碳排放量总体上呈现上升趋势,耕地和建设用地是最主要的碳源,在空间上主要分布在研究区域的成都平原地区以及重庆市区。②碳吸收总量呈现上升趋势,碳汇的主要来源为林地,在空间上主要分布在研究区域周边的山区。③净碳排放总量增幅达273%。实现碳平衡县域由23个减少至10个。④基于碳平衡分析,根据净碳排放量、经济贡献率等指标,将优质农产品产区等区域划分为低碳发展区,人稠地窄的核心发达区域划分为碳强度控制区,传统工业区域划分为高碳优化区,将生态屏障区划分为碳汇功能区。[结论]成渝经济圈碳排放时空差异具有相应规律性,碳吸收空间较稳定,可以根据国土分区优化方案对土地资源利用结构进一步进行更精细化调整,推动经济圈低碳发展和可持续发展。

2025年京津冀陆地生态系统碳氧平衡分析

以2020年的京津冀地区数据为基准,测算出2020年释碳耗氧量、固碳释氧量,对2025年释碳耗氧量、固碳释氧量、生态用地需求面积进行预测。结果表明:2020年京津冀地区释碳量和耗氧量分别为125576.1万和143533.7万t。预测出2025年京津冀地区释碳量和耗氧量分别为135957.0万和163392.0万t。从2025年京津冀地区总体来看,维持碳平衡所需标准生态用地面积小于现有标准生态用地面积,说明不需要再另外增加面积。但分省(市)来看,北京、河北的生态用地面积均能够满足碳氧平衡需要,而天津还应增加标准生态用地,方能满足市内维持碳氧平衡的需要。在实际社会和经济发展过程中生态用地面积会略有调整,而且生态用地结构和质量也会发生变化,因此在实际生产和科研中,应根据每年生态用地的实际变化量来逐步修正。

反刍动物瘤胃可溶碳和可溶氮降解平衡研究进展

反刍动物氮的利用率低,瘤胃内可溶性碳和可溶性氮平衡这一原理有助于解决这一问题。文章总结了可溶性碳和可溶性氮在瘤胃的代谢过程、评价可溶性碳/可溶性氮平衡的指标、可溶性碳/可溶性氮对反刍动物代谢影响以及调控可溶性碳/可溶性氮平衡措施,以期为提高反刍动物氮利用率提供参考依据。

“双碳”目标下中国社会——生态复合系统碳氧平衡时空格局分析

在“双碳”战略目标下,如何同步实现“稳增长”和“碳减排”,成为中国推进可持续发展、生态保护和高质量发展并重的焦点问题。论文基于碳氧平衡系数测算分析我国社会—生态复合系统2000—2020年排碳耗氧量、固碳释氧量以及碳氧平衡状况的时空格局。结果表明:2000年我国碳氧处于平衡状态,社会生态系统处于良性循环,随后,随着经济快速发展,排碳耗氧量剧增,同时,土地利用变化剧烈,林地和草地面积减少,固碳释氧量下降,导致碳氧处于失衡状态。进一步的碳氧平衡省际分析可知,2020年我国省际碳氧平衡差异明显,东部和中部大多数省份社会—生态复合系统处于碳氧失衡状态。测算分析社会—生态复合系统碳氧平衡时空格局,可为土地利用结构优化配置及不同区域间生态补偿和碳排放交易提供指导。

基于低碳理念下的居住区景观全生命周期碳平衡研究

居住区景观是人们日常生活中最常接触到的城市绿地,对于实现“碳中和”目标具有至关重要的作用。城市景观不仅具备植物碳汇功能,且涵盖了景观材料的生产、建造、使用和维护周期的碳排放。以甘肃省白银市国际城小区为例,通过实地调查研究及参考相应标准碳排放因子,计算景观全生命周期的碳排放量,揭示出景观材料生产阶段占总碳排放量的比重最大(47.08%),其次是景观使用阶段(27.68%)。参考植物单位叶面积和单位叶面积固碳量,计算居住区植物景观全生命周期碳汇量为2 530.36 t。分析碳源和碳汇的相互转化过程可得,居住区景观在建成的第48年达到碳平衡状态。基于对居住区景观全生命周期碳平衡的分析,提出了低碳理念下居住区景观的减排和增汇策略,进而初步探讨低碳景观评价体系,为可持续发展的城市景观建设提供实践参考。

高硫高碳铝土矿拜耳法生产中石灰对碳硫平衡的影响

高硫高碳铝土矿在高温拜耳法溶出生产中碳、硫的进出平衡控制至关重要,关系到溶液体系中碳碱和硫含量对生产的影响是否可控。在配料中石灰是最重要及使用量最大的添加剂,在常规配灰范围内,石灰中含碳量占进入流程总无机碳的30%~40%,经研究石灰配入量和自身含碳量对系统碳、硫进出平衡有明显的影响。生产中,在赤泥C/S比为0.45~1.0时,总体上碳、硫进入赤泥的排出量随配灰的降低而增加,其中C/S容易实现进出平衡,有机碳又比无机碳容易实现进出平衡。在使用高硫高碳铝土矿拜耳法生产中要加大碳的排除,建议根据溶出指标情况尽量降低配灰,通过提高石灰质量或分解母液化灰提前排除石灰中的碳,同时控制矿石硫的含量。