通过激光诱导化学气相沉积来制造微碳柱的研究

使用氩离子激光作为光源, 乙烷(C₂H₆)作为工作气体, 在激光功率0.5～4.5 W, 气体压力0.03～0.09 MPa的变化范围内, 进行激光诱导化学气相沉积形成微结构。试验研究了激光功率、气体压力对碳柱直径和生长长度的影响, 讨论了碳柱平均生长率随照射时间、焦点移动速度的变化规律。根据实验数据, 使用焦距移动方法, 生成长径比超过500的微碳柱。     

煤矿区重构土壤剖面水气变化及其对温度梯度的响应

煤矿区用煤矸石作为基质进行土壤重构,恢复生态环境和土地复垦的立地条件工程大量存在。但是,煤矸石氧化放热过程会对重构土壤剖面的水气变化产生影响,进而影响矿区生态修复的效果。为了研究重构土壤的水气运动特征及其对温度梯度的响应,设计了一种重构土壤水气热耦合运移室内模拟装置。在重构土壤不同深度布设温湿度传感器连续监测重构土壤剖面含水量和温度,利用CO₂体积分数检测仪测定不同深度CO₂体积分数,并通过底部的加热装置对重构土壤进行加热,研究重构土壤温度分布及其对水气运动的影响。结果表明:Hydrus-1D软件能较好地模拟重构土壤剖面体积含水量分布,但水分入渗过程存在明显的滞后性,水分在土壤层累积。气体在扩散过程中也表现出了明显的滞后性,在80 cm矸石层累积。当底部加热时,重构土壤剖面会形成稳定的温度梯度。在温度梯度的作用下,重构土壤中的水分会从底部向上运动,导致底层含水量明显降低,而其他层的含水量均明显上升,其中60 cm层的含水量增速最大,为0.057%/h。此时,气体易在矸石层及层间界面累积,并且累积效应随着温度梯度的增加而增强。温度和含水量均会影...     

煤矿区土地利用变化对生态系统植被碳储量的影响——以徐州垞城矿为例

以徐州垞城矿为例,通过RS和GIS技术,采用改进的CASA模型对煤矿区1987年、1998年、2005年、2008年的植被碳储量进行了测算研究,结果表明：矿区碳储量的年平均值的变化量与采矿生产能力呈高度负相关,相关系数为-0.902,随着矿区生产能力从45万t/a提高到100万t/a,植被碳量的年平均碳密度值从181.24 g/m 2下降到111.43 g/m 2,矿区总碳储量从443.53 Pg下降到272.68 Pg;不同土地覆盖类型植被碳密度分析得出,耕地的碳密度降低了43.91 g/m 2,林地碳密度降低了53.52 g/m 2,水域用地碳密度降低了81.44 g/m 2;分析矿区采矿活动导致的土地利用变化对矿区碳储量的影响表明,在1987-2008年间矿区碳总量降低了170.85 Pg,其中耕地碳总量降低了203.90 Pg,是矿区碳总量降低的主要原因,是因为采矿活动导致矿区耕地面积的减少和耕地碳密度降低所导致的,林地碳总量增加了25.39 Pg,是因为采矿活动导致耕地转变为林地,林地面积增大所引起的。     

风沙采煤沉陷区地表生物结皮土壤碳排放对水热因子变化的响应

生物结皮是干旱区土壤碳排放的重要参与者,为阐明毛乌素沙地采煤沉陷区典型生物结皮土壤碳排放规律及其对土壤水热因子变化的响应,以藓类结皮、藻类结皮和地衣结皮为研究对象,通过Automated Soil CO₂ Exchange Station(简称ACE)土壤碳通量自动监测系统分别测定了3类生物结皮土壤碳排放速率、土壤温湿度,并对2者关系进行探究。结果表明:(1) 3类生物结皮土壤碳排放速率的日变化特征曲线总体上均呈现"不对称钟形"的"单峰"曲线特征,峰值在12:00～13:00。土壤碳排放速率日均值由大到小依次为藻类结皮(0.47μmol/(m²·s))>藓类结皮(0.45μmol/(m²·s))>地衣结皮(0.44μmol/(m²·s));(2) 3类生物结皮的土壤碳排放速率与表层土壤温度均呈现二次函数关系,其决定系数分别为0.59,0.46和0.64(P<0.01);(3)生物结皮土壤碳排放速率与表层土壤含水量均呈二次函数关系,其中藓类结皮的决定系数R²达到...     

含盐对长三角粉砂冻土无侧限抗压强度的影响

通过试验手段,对长三角粉砂含盐冻土的强度特性进行分析,研究了不同盐度的重塑土在不同温度下的强度表现。以无侧限抗压强度为研究对象,对冻土强度和含盐量的关系进行分析,分别得到了几个典型温度下的冻土强度和含盐量的关系。结果表明:强度随盐度的增大而成指数降低,降低幅度在低温和高盐度时较小。试验结果可为近海、沿海地区人工冻结法提供理论基础。