中国土壤有机碳时空分布及影响因素研究进展

研究中国土壤有机碳的时空分布现状与特性,探索其影响因素,可为区域的土地利用和土壤管理等提供参考。结合大量相关文献,综合叙述了中国土壤有机碳的时空分布及变化情况,以及气温、降水量、土壤黏粒含量和pH值、土地利用及土壤管理措施等常见因素对土壤有机碳的影响,得到中国土壤有机碳储量总体上呈现上升的趋势,其空间分布具有显著差异,华东、华北地区的土壤有机碳呈增加趋势,东北地区整体呈下降趋势,而西南、华南及西北地区的变化情况尚未得到统一的结论。上述影响因素主要通过影响作物生长情况、土壤中微生物及其活动、外部有机质投入和内部有机质分解等作用于土壤有机碳。     

底土有机碳特征、影响因素与作用机理研究进展

土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库,其源/汇特征深刻影响全球气候变化。土壤碳库中约50%以上的碳储存在20 cm以下的底土层,底土有机碳是土壤碳库的重要组成部分,对全球碳循环具有重要影响。底土碳库变化及其关键调控机制已成为土壤学研究领域的热点之一。本文综述了国内外有关底土有机碳变化特点、影响因素及其周转与稳定的关键机理等方面的研究进展。综合国内外的研究表明,底土有机碳并不稳定,其对植被、环境因素以及土地利用变化等的响应比较敏感,从而影响整个土壤剖面碳库的源/汇功能并反馈于全球气候变化。影响表土有机碳周转与稳定的主要作用机理在底土中同样适用,包括团聚体物理保护、有机碳自身的化学结构稳定以及与矿物质的化学键合稳定等。但是,底土独特的土壤特性和生物特性,导致有机碳周转与稳定机理的作用程度可能与表土存在差异。由于当前对底土有机碳时空变化及其源汇特征的了解尚不明确,未来研究需要系统阐明底土有机碳周转的关键作用机理,并将底土碳库周转纳入区域土壤碳循环过程与固碳减排潜力评估。     

森林土壤有机碳的影响因子及其研究进展

森林是陆地生态系统的重要组成部分,是大气温室气体的重要源与汇,在区域和全球碳循环中发挥着关键作用。森林土壤有机碳作为土壤碳库重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响陆地生态系统的碳贮藏。了解森林土壤有机碳的影响因子可为全面理解土壤有机碳的特征及其关键控制因素提供帮助。为此,本文综述了气候变化(温度、降水、CO₂浓度)、自然调控因素(植被类型、土壤理化性质)、人为调控因素(土地利用方式、施肥、林火)对森林土壤有机碳的影响,并提出了相关的研究展望。     

植被恢复过程中芒萁对侵蚀红壤碳氮库的影响

选择未治理地、治理10 a与30 a的马尾松林为研究对象,对比林下有芒萁覆盖(MQ)与林下裸露地(CK)土壤碳氮储量的差异.结果表明,未治理地芒萁覆盖度和生物量均很低,治理10 a和30 a的马尾松林下芒萁覆盖度和生物量显著增加.各林地芒萁覆盖下的土壤(1 m)有机碳、氮储量均显著高于林下裸露地(P<0.05);治理10 a和30 a马尾松林土壤有机碳、氮储量分别比未治理地增加了153%和296%、24%和101%;治理后芒萁覆盖下的土壤有机碳积累快于氮的积累,总体上芒萁覆盖的土壤C/N均高于林下裸露地.以上结果显示了芒萁对侵蚀红壤区土壤有机碳的恢复和氮素积累具有重要影响.     

丛枝菌根真菌对矿区修复系统固碳的作用

采用煤矸石为主体基质添加活性污泥,同时接种丛枝菌根真菌(AMF)于新栽植的黑麦草,进行为期16个月的现场种植试验.对比分析了黑麦草根部AMF的侵染状况,及其对土壤固碳的促进作用.结果表明:接种摩西球囊霉菌(Glomus mosseae,简记为G.m)和添加活性污泥量30%基质的菌根侵染率最高值为66.67%;接种处理的土壤有机碳(SOC)、易提取球囊霉素(EEG)、总球囊霉素(TG)含量和植物生物量远高于未接种处理,添加活性污泥量30%基质的增值最高.土壤有机碳及植物生物量与菌根侵染率、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)间的相关性分析表明,AMF所分泌的代谢产物总球囊霉素TG与矿区复垦土壤SOC呈现正相关性(相关系数为0.699).AMF及其GRSP对于矿区复垦土壤固碳的贡献是直接有效的.     

奶牛粪沼液对小麦-玉米轮作土壤团聚体有机碳组分的影响

为探明奶牛粪沼液连续施用对耕层土壤团聚体及有机碳活性的影响,本研究以小麦-玉米轮作体系为研究对象,进行了2年奶牛粪沼液连续施用的田间小区试验,分析了沼液施用后表层(0～10 cm)和亚表层(10～20 cm)土壤水稳性团聚体及其总有机碳与各活性组分含量的变化特征.研究发现：施用沼液后土壤团聚体稳定性显著(P<0.05)增加,土壤小团聚体有向大团聚体演化的趋势,且沼液施用量越大,耕层土壤中大团聚体增加越多;施用沼液后耕层土壤碳库存分别比施用化肥的处理增加25.9%～35.2%,高活性有机碳的变化对土壤碳库的影响最大;施用沼液会通过活性碳的输入提升耕层土壤碳库活度,且亚表层土壤碳库活度对外源有机物的输入更加敏感,大团聚体中活性较高有机碳增加是主要驱动因子.     

长三角地区土壤理化性质对城市和农田土壤碳的影响分析

土壤碳是碳循环中重要的环节,同时与土壤的理化指标存在着密切的联系.通过对长三角地区主要城市土壤和农田土壤的碳质量分数、主要化学组分、pH值、磁化率等主要土壤指标的统计,分析土壤理化指标对土壤总碳和有机碳的影响,讨论了其差异及形成原因.研究结果表明,城市CO2释放能力大于农田土壤.     

一种新型碳材料——碳化物衍生碳的研究进展

评述了碳化物衍生碳的国内外研究现状,主要介绍了碳化物衍生碳的制备方法、结构与组成、在摩擦学及能源领域的应用,预测了碳化物衍生碳在今后的发展趋势。     

微纳米成孔剂对泡沫混凝土固碳的影响研究

利用微纳米成孔剂协同物理发泡工艺,制备具有大量微、纳米孔结构的泡沫混凝土,开展了固碳研究,同时结合压汞(MIP)、X射线断层扫描(CT)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对泡沫混凝土孔结构、固相组成和微观形貌进行了表征。研究表明：成孔剂在水泥基体内大量构筑微、纳米孔,形成了丰富的微纳米孔道,使泡沫混凝土固碳效率显著加快,制备的500 kg/m³和800 kg/m³干密度泡沫混凝土分别需要1 d和4 d可碳化完成,固碳量分别提升18.4%和9.5%。另外,由于成孔剂对孔结构的优化,保温隔热性能也有所提升。     

碳纳米管吸附有机物研究进展

碳纳米管由于其独特的性质和广泛的应用前景,在作为吸附材料方面已引起国内外研究者的广泛兴趣.目前有关碳纳米管对有机物的吸附机理主要集中在以下几种作用：疏水作用、π-π键作用、H键作用、静电作用力等.由于碳纳米管在吸附有机物时,以上几种作用力可能同时存在,因而很难仅通过一种机理来预测碳纳米管对某有机物的吸附作用.不同类别的物质的吸附作用,起主导作用的吸附机理不同.因此,要预测有机物与碳纳米管之间的相互作用力,需要建立不同的吸附模型.另外,研究碳纳米管与有机物的吸附作用,在研究碳纳米管性质、有机物性质的同时,作用环境的研究也显得非常重要.     

土地利用变化对土壤有机质影响的研究进展及展望

土壤有机质是衡量土壤肥力的一个重要指标,而土地利用变化作为土地活动的综合反映,会改变土地生产力、土壤质量和肥力,从而对土壤有机质产生影响。因此,研究不同土地利用变化下土壤有机质含量及组分的动态变化,对保持土壤肥力、改善环境及促进碳循环等方面具有十分重要的意义。通过综述相关文献发现,土地利用变化主要分为土地利用方式和土地管理方式的变化;土地利用方式中耕地土壤有机质易淋失,退耕还林/草均有利于土壤有机质含量升高,林转草则会导致土壤有机质含量降低,而改善耕地、林地和草地的土地管理管理方式,有助于维持土壤有机质含量;土地利用变化后土壤有机质组分包括不同团聚体、不同密度、不同颗粒和不同化学组分也会随之改变。旨在推动土地利用变化对土壤有机质数量及分组影响的研究工作,为土壤培肥和改良提供资料。     

强酸性介孔催化剂研究进展

强酸性介孔催化剂的制备方法分为强酸性组份负载在介孔材料上、介孔孔壁表面的磺酸基改性、微孔沸石的热处理和强酸性沸石结构引入介孔孔壁等方法,不同类型的强酸性介孔催化剂的合成方法和特点各不相同,对强酸性介孔催化剂的研究进展进行介绍,展望强酸性介孔催化剂的研究前景.     

弱极性条件下重质碳资源中有机物的光催化氧化转化

对分析纯试剂液体石蜡、苯、甲苯、二甲苯、苯酚、萘、四氢萘、十氢萘等分别进行光催化氧化,反应混合物分离后进行GC-MS分析鉴定。结果表明,光催化氧化产生的自由基是氧化反应发生的动力;支链烷烃的氧化易于正构烷烃;活性氢和给电子基团的存在更有利于正构烷烃或苯环芳烃的解聚;并非光照时间越长就会得到更好的效果,长时间的光辐射可能导致解聚的中间产物重新交联、反应成分更加复杂不利于分离;随着光催化氧化反应的进行,溶液的极性增强,更有利于光解聚反应的进行;稠环芳环化合物较单环化合物更易发生光催化氧化而开环。     

有机异质结太阳能电池研究进展

主要综合论述了有机异质结的理论基础,着重介绍新型光伏材料中的有机异质结的工作机理以及该领域的研究进展,为今后研究有机太阳能电池提供一定的思路.     

微生物加固土多尺度研究进展

主要介绍近年来重庆大学在微生物加固土方面的研究进展,包括:利用微流控技术从微细观尺度探究微生物加固土的加固机制;采用微粒固载法、温控法等工艺改进加固效果;从单元尺度对微生物加固法抑制颗粒破碎、纤维改性微生物土及钙质砂的静力、动力特性进行研究;在宏观及现场尺度方面,开展微生物注浆改性桩基础模型试验及现场地基处理试验,研究成果可为进一步推进微生物加固土技术的应用推广提供借鉴.     

镁合金表面磷酸盐转化膜的研究进展

综述适用于镁合金的各种磷酸盐化学转化膜的性质特点及研究进展,介绍生物医学用镁合金表面磷酸盐转化膜的研究现状,分析镁合金磷酸盐化学转化膜研究存在的问题,在此基础上指出在今后的研究中,应加强不同种类膜的控制工艺、成膜机制、腐蚀机制等方面的工作。     

D-π-A型染料敏化太阳能电池有机敏化剂分子设计研究进展

DSSC是近年来被广泛研究的一种光伏装置,它以其制作工艺简单、不需昂贵的设备和高洁净度的生产环境等优势,另外,这种太阳能电池还可以用塑料薄膜等柔性材料作为基板使之可弯曲、轻量化,采用印刷技术来生产可进一步降低生产成本等被认为是最有可能替代硅基太阳能电池的未来之星.本文主要简单介绍了染料敏化太阳能电池基本原理、总结了D-π-A型敏化剂分子设计基本思路和近几年来这一类课题的研究进展,希望可以为新进入该领域的研究人员提供一些研究思路.     

有机磷光体系及其研究进展

室温磷光性有机物由于三重态激子的参与和相对较慢的衰变速率,使其具有较长波长及长寿命的特性,让该类型化合物在光学器件、光催化反应、生物成像等领域中具有广泛的应用前景。目前构筑室温磷光有机体系主要是通过促进自旋轨道耦合和抑制三重态到基态的非辐射衰变来完成。对近年来室温磷光有机体系的发展进行归纳和总结,针对如何设计室温磷光有机体系提出了几种方法,并分析其原理,对未来室温磷光有机体系的发展与应用进行了展望。     

降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定性研究进展

降雨,特别是强度大、历时长的暴雨,是引起边坡失稳破坏的主要因素。降雨期间,雨水的大量入渗使边坡土体的饱和度增加,非饱和区基质吸力降低,土体抗剪强度下降。当降雨的强度和持续时间超过一定程度时,便可能导致边坡失稳。在讨论非饱和土强度理论和渗流理论的基础上,探讨了近年来关于非饱和土边坡稳定性研究的进展。