库仑法和电化学阻抗法测量LiFePO4锂离子扩散系数

库仑法和电化学阻抗法是测量锂离子扩散系数有效的测量手段。以实验室自制的LiFePO4为实验电池正极材料,介绍如何用库仑法和阻抗法测试并计算电极材料的锂离子扩散系数。库仑法计算得到锂离子扩散系数由Li1-xFePO4(x=0)的9.6×10-9cm2.s-1变化为Li1-xFePO4(x=0.7)的1.1×10-11cm2.s-1。用阻抗法的两种模型,分别计算了Li1-xFePO4(x=0.65)的电池材料的锂离子扩散系数,结果分别是8.5×10-11cm2.s-1和3.1×10-12cm2.s-1。三种方法的计算结果接近。     

Li_xNiO中锂离子扩散行为研究

本文利用单阶跃电流法测得了Li_xNiO(0相似文献   

踩踏干扰下生物结皮土壤可培养微生物数量

生物结皮显著影响土壤微生物数量和群落组成。干扰是自然界常见现象，可引起生物结皮盖度及组分发生改变，进而导致生物结皮土壤微生物群落结构的变化。以发育8年的生物结皮为研究对象，采用平板培养法，研究了干扰下生物结皮层和其下0~2 cm土壤微生物数量的动态变化。结果表明：（1）干扰第2天不同菌种均有响应。生物结皮层土壤细菌、真菌和放线菌数量波动范围分别为91.2×10⁵~303.5×10⁵ cfu·g^-1，0~487.2×10³ cfu·g^-1和23.0×10⁵~376.1×10⁵ cfu·g^-1；下层0~2 cm波动范围分别为65.6×10⁵~792.3×10⁵ cfu·g^-1，8.0×10³~506.3×10³ cfu·g^-1和17.3×10⁵~801.3×10⁵ cfu·g^-1。（2）生物结皮层和下层0~2 cm土壤细菌数量分别在干扰后第10天和第7天恢复稳定，真菌数量在第16天和第8天趋于平稳，放线菌数量在第8天和第4天恢复稳定。生物结皮层较0~2 cm土壤微生物数量恢复稳定滞后。（3）重新稳定后生物结皮层和下层0~2 cm细菌数量较干扰前分别下降了81.8%和79.6%.生物结皮层真菌数量显著增加，是干扰前的7.43倍；下层0~2 cm真菌数量下降了70.1%。生物结皮层和下层0~2 cm放线菌数量较干扰前分别降低46.5%和72.6%。（4）干扰显著改变土壤微生物群落结构，受影响程度细菌 > 放线菌 > 真菌变为放线菌 > 细菌 > 真菌。干扰可显著影响土壤微生物数量，但是随着时间延长微生物数量又会达到一个新的稳态，在研究微生物对干扰响应时，采样时间是研究结果的一个重要影响因素。     

西藏谷露铯硅华1H、29Si魔角旋转核磁共振研究

对谷露硅华样品进行固体MAS NMR分析,主要获得以下结论。1)采用1H MAS NMR技术,能分辨出谷露硅华不同类型的H2O或者OH-基团:孤立的内部羟基、氢键缔合羟基以及表面吸附的孔隙水和羟基结合水,其质子的化学位移分别为0.9×10-6、0.5×10-6、7.2×10-6、4.5×10-6和2.7×10-6。2)在硅华的1H→29Si CP/MAS NMR谱中可以看到,蛋白石中存在Q2结构,说明谷露硅华中存在与Q2硅配位的孪位羟基。3)从硅华的29Si MAS NMR实验结果可知,硅华的Cs含量与Q3的强度呈正相关关系,与Q4的强度呈负相关关系。由此可见,硅华中Cs的含量可能与蛋白石中的Q3(Q2)结构有关。     

LixNiO2—锂电池阴极材料

高温固相反应法在Li—Ni—O体系中成功地合成了具有层状结构的Li_xNiO_2,固溶体区间为0.45≤x≤0.98;用XRD,XPS等技术研究了它们的结构和金属离子Ni的存在价态,用恒电流间断滴定法测得了Li~+在Li_xNiO_2中的化学扩散系数和离子电导率,室温下(?)_i和σ_i分别为10~(-9)cm~2/s和10~(-5)S/cm量级,试验电池充放电实验表明,Li_xNiO_2是有前途的锂电池阴极材料。     

腾格里沙漠东南缘植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性

土壤微生物量和酶活性是反映土壤功能的关键指标，也是土壤恢复和环境变化的指示器。以流动沙丘为对照，研究了腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层0~5、5~10、10~20 cm土壤微生物量碳氮和酶活性随植被恢复的变化特征。结果显示：土壤微生物碳氮含量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性均随植被恢复年限延长而增大，随土层深度增加而减小，不同年代植被区及不同土层间差异均显著（P<0.05）。其中0~5 cm土层变化最明显，经过62年植被恢复后土壤微生物碳氮量和脲酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、淀粉酶、纤维素酶、蔗糖酶活性分别增加了16.44、8.79、3.99、3.01、2.54、19.35、0.77、0.65、16.61倍，年平均变化速率分别为1.55、0.21 mg·kg^-1和6.14×10^-4、1.25×10^-2、9.32×10^-4、6.05×10^-2、8.22×10^-5、9.07×10^-5、4.24×10^-3 mg·g^-1·h^-1。土壤微生物量和酶活性与土壤理化性质高度相关，除与沙粒、容重呈负相关关系外，与土壤粉粒、黏粒、pH、电导率、有机碳、无机碳、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量呈正相关关系。这表明种植旱生灌木能够有效促进沙地土壤功能恢复并改善沙区环境。     

Spatiotemporal variability of permafrost degradation on the Qinghai-Tibet Plateau

Based on data from six meteorological stations in the permafrost regions, 60 boreholes for long-term monitoring of permafrost temperatures, and 710 hand-dug pits and shallow boreholes on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP), the spatiotemporal variability of permafrost degradation was closely examined in relation to the rates of changes in air, surface, and ground temperatures. The decadal averages and increases in the mean annual air temperatures (MAATs) from 1961–2010 were the largest and most persistent during the last century. MAATs rose by 1.3 °C, with an average increase rate of 0.03 °C/yr. The average of mean annual ground surface temperatures (MAGSTs) increased by 1.3 °C at an average rate of 0.03 °C/yr. The rates of changes in ground temperatures were ?0.01 to 0.07 °C/yr. The rates of changes in the depths of the permafrost table were ?1 to +10 cm/yr. The areal extent of permafrost on the QTP shrank from about 1.50×10⁶ km² in 1975 to about 1.26×10⁶ km² in 2006. About 60% of the shrinkage in area of permafrost occurred during the period from 1996 to 2006. Due to increasing air temperature since the late 1980s, warm (>?1 °C) permafrost has started to degrade, and the degradation has gradually expanded to the zones of transitory (?1 to ?2 °C) and cold (相似文献   

中美巴印过去300年耕地时空变化的比较研究

本文利用长时间序列数据,对中、美、巴、印四国过去300 年耕地时空变化特征及驱动因素进行了比较分析。结果表明:①四国耕地总量在过去300 年均呈持续增长态势。中国和印度土地垦殖历史悠久,其中,中国在1700-1980s 耕地面积增加了68.21×10⁴ km²,印度在1700-2000 年增加了131.28×10⁴ km²,为中国的1.92 倍;美国和巴西虽然农业起步较晚,但发展迅猛,其中,美国在1700-1950 年的250 年间耕地面积增长了190.87×10⁴ km²,分别是中国、印度增量的2.80 倍和1.46 倍;巴西在1700-2000 年增加了64.57×10⁴ km²,其中近百年的增量为62.82×10⁴ km²,超过了同期其他三国的增加量。②从空间格局变化特征看,近300 年来,中国和印度均是在已有耕地分布格局的基础上向高原及山地丘陵地区扩展;而美国在“西进运动”的影响下,耕地大规模向中西部拓殖;巴西随着向北西部开发的推进,北部、西部地区的耕地急剧增加。③过去300 年推动四国土地垦殖发展最直接的驱动因素是国家政策,但就根本驱动因素而言,中国和印度是人口,而美国和巴西则是国家财政;在农技发展取向方面,中国和印度选择了精耕细作以提高土地生产率;而美国和巴西则选择了机械化以提高劳动生产率。     

中国北方沙漠化土地时空演变分析

对2000年中国北方256×10⁴ km²区域内沙漠化土地的遥感监测结果表明:沙漠化土地总面积现已达到38.57×10⁴ km²,其中轻度和潜在沙漠化土地13.93×10⁴ km²,占沙漠化土地面积的36.1%;中度沙漠化土地9.977×10⁴ km²,占25.9%;重度沙漠化土地7.909×10⁴ km²,占20.5%;严重沙漠化土地面积6.756×10⁴ km²,占17.5%。与20世纪50年代后期到70年代中期和80年代后期的沙漠化土地发展状况相比,目前我国沙漠化土地演变趋势具以下特征:(1)沙漠化土地仍在蔓延,面积已由1987年的33.895×10⁴ km²增加到了2000年的38.569×10⁴ km²,13a中净增4.674×10⁴ km²;(2)沙漠化土地继续呈加速发展的趋势,年平均发展速率从20世纪50年代后期到70年代中期的1560 km²、70年代中期到80年代后期的2100 km²发展到90年代的3600 km²;(3)部分旱农区以及农牧交错地区沙漠化土地出现明显逆转,但荒漠草原地区沙漠化土地面积继续扩大,并且程度有所加剧。     

巴尔喀什湖水位变化及其原因

巴尔喀什湖位于哈萨克斯坦东南部,东经73°20′～79°11′,北纬45°00′～46°44′之间。萨雷伊希科特劳半岛把巴尔喀什湖分为东西两部分,西部称西巴尔喀什湖,东部称东巴尔喀什湖,其形态特征见表1。巴尔喀什湖地区光热资源充足,气温变幅大,蒸发能力强,降水稀少,属于极端干旱的大陆性气候。多年平均太阳辐射总量(578-611)×10~3J/cm~2,7月辐射量82.9×10~3/cm~2,12月辐射量(15.1-17.6)×10~3/Cm~2。多年平均气温西部为7.0℃,东部5.3℃。7月平均气温24℃～25℃,1月平均气温-13℃～-16℃。哈萨克斯坦地理研究所根据湖边水文气象站的实测资料     

Direct incorporation of paraffin wax as phase change material into mass concrete for temperature control:mechanical and thermal properties

Taking advantage of heat absorbing and releasing capability of phase change material (PCM),Paraffin wax-based concrete was prepared to assess its automatic temperature control performance.The mechanical properties of PCM concrete with eight different Paraffin wax contents were tested by the cube compression test and four-point bending test.The more Paraffin wax incorporated,the greater loss of the compressive strength and bending strength.Based on the mechanical results,four contents of Paraffin wax were chosen for studying PCM concrete's thermal properties,including thermal conductivity,thermal diffusivity,specific heat capacity,thermal expansion coefficient and adiabatic temperature rise.When the Paraffin wax content increases from 10% to 20%,the thermal conductivity and the thermal diffusivity decrease from 7.31 kJ/(m·h·℃) to 7.10 kJ/(m·h·℃) and from 3.03×10~(-3)m~2/h to 2.44×10~(-3)m~2/h,respectively.Meanwhile the spe‐cific heat capacity and thermal expansion coefficient rise from 5.38×10~(-1)kJ/(kg·℃) to 5.76×10~(-1)kJ/(kg·℃) and from9.63×10~(-6)/℃ to 14.02×10~(-6)/℃,respectively.The adiabatic temperature rise is found to decrease with an increasing Paraffin wax content.Considering both the mechanical and thermal properties,15%of Paraffin wax was elected for the mass con‐crete model test,and the model test results confirm the effect of Paraffin wax in automatic mass concrete temperature control.     

20世纪80年代以来全球耕地变化的基本特征及空间格局

本文基于全球1982-2011年土地利用/覆被的矢量数据,分析了20世纪80年代以来全球耕地变化的基本特征及空间格局。结果表明：① 20世纪80年代以来,全球耕地面积增加了528.768×10⁴ km²,增加速率为7.920×10⁴ km²/a,呈不显著增加趋势,全球耕地面积以20世纪80年代增速最快。20世纪80年代以来,北美洲、南美洲、大洋洲耕地面积呈显著增加趋势,分别增加了170.854×10⁴ km²、107.890×10⁴ km²、186.492×10⁴ km²,增加速率分别为7.236×10⁴ km²/a、2.780×10⁴ km²/a、3.758×10⁴ km²/a;亚洲、欧洲、非洲耕地面积为减少趋势,分别减少了23.769×10⁴ km²、4.035×10⁴ km²、86.76×10⁴ km²,减少速率分别为-5.641×10⁴ km²/a、-0.813×10⁴ km²/a、 -0.595×10⁴ km²/a。② 20世纪80年代以来,全球增加的耕地主要由草地、林地转化,分别占53.536%、26.148%。新增耕地面积主要分布在非洲南部及中部、澳大利亚东部和北部、南美洲东南部、美国的中部及阿拉斯加、加拿大中部、俄罗斯西部及芬兰北部、蒙古北部等区域。非洲南部的博茨瓦纳为全球耕地增加比例最高区域,增加了80%~90%。③ 20世纪80年代以来,全球耕地换化为其他用地共计1071.946×10⁴ km²,全球减少的耕地主要转化为了草地、林地,分别占比为57.482%、36.000%;全球减少耕地主要分布在非洲中部的苏丹南部、美国中南部、俄罗斯南部及欧洲南部的保加利亚、罗马尼亚、塞尔维亚和匈牙利等国,减少最大的区域为非洲南部,减少了60%。④ 各大洲耕地均表现出向高纬扩张的趋势,全球多数国家表现出新增耕地扩张而原有耕地减少的特点。     

长江南京段近20年来河槽演变及其对人类活动的响应

利用 1998年和2013年历史水下地形数据,结合2015年和2016年多波束测深、流速与河床沉积物数据,探讨了南京段河槽演变对人类活动的响应规律。结果表明：① 1998~2013年南京河段整体呈现冲刷状态,净冲刷量为0.56亿 m³。② 南京段主河槽发育有平床和沙波等微地貌,两侧发育有水下陡坡。其中,平床和小尺度沙波区域平均流速为0.79 m/s,而巨型沙波区域平均流速为1.41 m/s。③ 人类活动对该河段的水下微地貌演变与河势演变起到至关重要的作用。由于三峡大坝等人类活动的影响,上游来沙量仍将持续低于多年平均值,南京段河槽会进一步冲刷并极可能给涉水工程安全带来威胁。     

2000-2017年河龙区间输沙量锐减归因分析

2000年以来,黄河输沙量锐减。科学认识黄河输沙量变化原因,具有重要意义。以河龙区间为研究对象,分析了河龙区间输沙量变化趋势,构建了梯田、淤地坝以及植被等大规模生态建设措施的减沙贡献率计算方法,阐述了2000-2017年河龙区间输沙量锐减原因,针对河龙区间输沙量变化趋势和治理格局,提出了河龙区间治理对策。主要结论为：① 1952-2017年,河龙区间年降水量无显著变化趋势,研究区年输沙量呈现极显著减少趋势（p < 0.001）;② 1979年和1999年为研究区输沙量发生突变的两个时间节点（p < 0.05）,1952-1979年区间年均输沙量为9.30亿t,1980-1999年区间年均输沙量为4.20亿t,2000-2017年均输沙量大幅降至1.03亿t,降幅达89%;③ 受植被和梯田共同影响,2000-2015年研究区坡面土壤侵蚀量变化介于1.90亿~5.13亿t之间,且呈下降趋势;2000-2011年河龙区间淤地坝年均拦沙量为1.38亿t;④ 植被恢复是河龙区间输沙量减少的主要原因,贡献率为54%,梯田和淤地坝合计贡献了34%,水库拦沙和引水取沙贡献了12%;⑤ 植被恢复主要导致径流含沙量降低,而淤地坝建设主要降低了流域泥沙输移比。     

黄土高原北部丘陵沟壑区近160年土壤侵蚀量演变及其对ENSO事件的响应

对形成于1851~1861年的靖边（JB）聚湫内22.75 m沉积序列进行完整钻探,并基于XRF Core Scanning的元素分布划分旋回和年际冻融层,在高精度定年的基础上计算旋回及年际产沙量和产沙模数。结果表明：JB聚湫沉积序列由126个旋回叠加而成,且形成于1855~2014年的78 个年份中。JB聚湫内旋回产沙量和产沙模数变化范围分别为0.27×10 ⁴~22.44×10 ⁴t和0.09×10 ⁴~7.82×10 ⁴t/km ²;年际产沙量和产沙模数范围分别为0.27×10 ⁴~90.73×10 ⁴t/a和0.09×10 ⁴~23.40×10 ⁴t/(km ²·a)。 ENSO事件显著影响JB流域强降水作用下的侵蚀产沙,且在El Ni?o次年和La Ni?a年份发生侵蚀产沙的频率较高,可能是这些年份中东亚季风增强后带来更多强降水事件的结果。研究结果有效延长了黄土高原北部丘陵沟壑区小流域土壤侵蚀演变历史,充分理解ENSO事件驱动下该地区侵蚀产沙的响应,为黄土高原北部坝库建设、水土流失治理和防洪减灾等提供理论依据。     

渭河与泾河流域水沙变化规律及其差异性分析

依据渭河和泾河流域1956—2016年实测水文资料、水利水保统计数据、TerraClimate年平均温度和Landsat地表反射率数据集,分析了流域水文要素、气温及植被覆盖度的历年变化规律,采用双累积值曲线法、累积距平法、有序聚类法、Lee-Heghinan法、秩和检验法等数理统计方法,确定了流域年径流量和年输沙量变化的突变年份,分析了降水和人类活动的减水减沙效应。结果表明:(1)渭河和泾河流域历年降水量、径流量、输沙量、含沙量均呈显著减少趋势,渭河流域的降水和径流比泾河流域减少较多,泾河流域的泥沙比渭河流域减少较多。(2)人类活动对2个流域径流泥沙量的影响均大于降水量对其的影响,且泾河流域受人类活动影响较渭河流域明显。(3)2个流域的水沙特征差异性较大,渭河的年径流量、年径流深、径流系数是泾河流域的2.0~2.4倍,渭河的年输沙量、年输沙模数、年均含沙量仅是泾河流域的1/2~1/5。2个相邻流域水沙特征差异性较大的主要原因是,流域气温、降水等气候条件不同,植被覆盖度等下垫面条件存在差异,水利水保措施、水资源开发利用程度等人类活动的影响所致。     

基于径流还现的洮河流域径流变化特征研究

河川径流还现计算是准确反映区域水资源状况的基础,同时也是水资源规划和决策的重要依据。选取甘肃省洮河流域李家村、红旗2个代表水文站长系列径流资料作为基础数据,在还原计算的础上,对洮河流域径流进行还现计算,同时对径流变化特征进行研究。结果表明:1956-2016年洮河流域李家村、红旗多年平均实测径流量分别为39.52×10^8 m^3、44.66×10^8 m^3,还原后多年平均天然径流量分别为39.69×10^8 m^3、46.11×10^8 m^3,多年平均还原水量分别为0.17×10^8 m^3、1.45×10^8 m^3,2站消耗水量主要用于农业灌溉;2站天然径流突变趋势基本一致,突变点均为1990年;李家村、红旗站径流多年平均天然径流量修正还现后分别为31.76×10^8 m^3、38.77×10^8 m^3,减少径流量分别为7.93×10^8 m^3、7.04×10^8 m^3,分别减少20%、15%;还现后李家村站年径流呈现略微增加趋势,而红旗站年径流量呈现略微减小趋势;径流量呈现20世纪50年代和70年代-21世纪00年代低于多年平均值,21世纪10年代高于平均值和不同丰、平、枯状态的年代际特证。研究结果为流域水资源调查评价提供基础支撑,对促进流域水资源高效利用和优化配置,指导区域水资源综合管理与社会经济发展具有重要作用。     

国际及省际贸易视角下的中国虚拟水和隐含能源流通规律分析

核算了世界各国（地区）与中国,以及中国省际间的资源流通量,量化了贸易视角下水资源与能源的相互消耗量,从“源”与“汇”的视角描绘了各类资源从自然界进入经济系统到最终使用的整个过程。结果表明：① 中国虚拟水呈净流出状态,国际虚拟水贸易加重了中国的水资源压力;国际隐含能源贸易抵消了虚拟水净出口量的三分之一,缓解了中国的水资源压力。② 中国隐含能源呈净进口状态,国际隐含能源贸易缓解了中国的能源使用压力;国际虚拟水贸易加重了中国的能源使用压力,但影响程度较弱。③ 虚拟水主要通过农业和制造业进入社会经济系统,隐含能源主要通过矿业和制造业进入社会经济系统;固定资本形成和城镇生活消费是虚拟水和隐含能源的主要最终使用方式,数值分别为1735.42亿m³和2117.24亿m³,6.25×10⁷ TJ和2.73×10⁷ TJ。④ 中国各省份最终使用的水耗能源总量为8.73×10⁶ TJ,占隐含能源总量的3.27%,低于能源耗水在虚拟水中的比重（9.63%）。能源省际贸易相比于水资源而言更为活跃,能源耗水在水?能纽带关系中起主导作用。     

内蒙古河套灌区作物种植结构变化及其驱动因素

农业种植结构是区域农业生产的重要部分,是决定区域水、土资源分配的核心。以2000—2018年MODIS NDVI多时相遥感数据为基础,结合不同物候期玉米、小麦、向日葵和番瓜的野外光谱测定和种植区GPS标定,构建了基于阈值分割的作物识别方法,分析了河套灌区主要农作物种植结构变化及驱动因素。结果表明：玉米等4类作物种植面积变化趋势存在差异,其中玉米种植面积71.1×10³—199.3×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）;小麦49.3×10³—249.2×10³ hm²,呈波动下降趋势（P<0.001）;向日葵140.2×10³—337.4×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）;番瓜6.4×10³—68.3×10³ hm²,呈波动上升趋势（P<0.001）。研究时段内向日葵发生转换的面积最大,向日葵种植用地向玉米、小麦和番瓜转移面积为107.9×10³ hm²。作物种植面积变化驱动因素是引黄水量、地下水埋深、气温、人口活动、社会经济发展（GDP）和城市建设因素共同作用的结果。     

聚乳酸（PLA）沙障凹曲面及沉积物粒度特征研究

在乌兰布和沙漠平坦沙地布设1 m×1 m 、1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸(PLA)沙袋格状沙障，在风季后利用插钎法和激光衍射法分别测量障格内部凹曲面形态、测定表面0~3 cm沉积物粒度组成，分析不同规格沙障内部凹曲面形态特征、蚀积效应，计算平均粒径、标准偏差等粒度参数。结果表明：3种规格PLA沙障内部均能发育成稳定凹曲面，凹曲面深度随着规格的增大而逐渐增加，蚀积系数则逐渐减小，保持在1/12~1/10之间；障格内不同方位蚀积剖面曲线基本符合二次函数，但蚀积强度差异较大；1 m×1 m和1.5 m×1.5 m规格沙障处于堆积状态，堆积强度分别是侵蚀强度的50.1倍和5.6倍，易发生沙埋；2 m×2 m 规格障内单位体积蚀积量为0.02 g·cm^-3，接近蚀积平衡状态，有利于长期发挥沙障防护效益；各规格障内沉积物均以极细沙和细沙为主，除1 m×1 m规格外，PLA沙障的阻滞作用使得极细颗粒含量百分比迅速下降。综合考虑沙障铺设成本和防护效果，得出在平坦沙地或者弱风区域内适合布设2 m×2 m 规格PLA沙障，研究结果可为PLA沙障在防沙工程中的合理应用提供科学参考。