云南农村作物秸秆综合利用研究

云南省农业生产每年产出 １ ６００×１０４ ｔ 农作物秸秆, 秸秆焚烧, 污染环境, 浪费资源。秸秆经过深加工处理可作饲料、燃料、肥料, 可生产全降解快餐盒, 造纸, 栽培食用菌, 编织草席。搞好秸秆综合利用, 可以变废为宝, 提高资源利用率, 增加农民收入, 保护环境, 减轻农民生活过分依赖森林资源的压力, 维护生态平衡, 促进农业的可持续发展。     

水稻(Oryza sativa L.)秸秆浸提液对铜绿微囊藻(Microcysti aeruginosa)的抑制作用

用刚收割的水稻(Oryza sativa L.)秸秆浸提液代替水配制培养基培养铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa),追踪测定微囊藻的生物量、叶绿素a含量、光合速率、呼吸速率、膜透性、超氧物歧化酶(SOD)活性、光合膜自发荧光强度等相关生理生化指标的变化,研究水稻秸秆浸液对铜绿微囊藻的抑制作用.结果表明,质量比≥1/100(水稻秸秆/水)的水稻秸秆浸提液对微囊藻的生长有明显的抑制作用,表现如下:藻细胞生物量在实验过程中逐日降低,藻细胞叶绿素a含量和光合速率急剧下降,呼吸速率和超氧物歧化酶(SOD)活性呈先升高后下降的趋势,膜透性迅速升高,细胞光合膜自发荧光强度显著衰减.用不同的有机溶剂对该浸提液进行萃取,浓缩后用滤纸片法在固体培养基上做抑藻实验,乙醚和乙酸乙酯萃取液能明显看到抑藻圈,证实其中含有抑制物质.     

自然火灾碳排放估算模型参数的遥感反演进展

植被燃烧会产生大量的温室气体,为及时了解自然火灾对区域和全球尺度的碳循环和碳平衡模式的影响,有必要研究自然火灾碳排放的大尺度估算方法。结合遥感技术"宏观、快速、实时、客观"获取地表信息的独特优势,对利用遥感技术估算自然火灾碳排放的方法进行综述,概括了自然火灾碳排放使用的估算模型及其需要的主要输入参数,其次分别介绍了模型输入参数的遥感估算方法,并对各方法的优缺点进行分析和评价,最后提出现有方法的改进建议。     

秸秆焚烧导致湖北中东部一次严重霾天气过程的分析

利用地面气象要素、火点信息及污染物资料,研究了2014年6月12~13日湖北省中东部地区一次重度霾天气的成因及污染特征。结果表明:导致此次霾天气的主要原因是安徽省北部大面积秸秆焚烧所形成污染气团受偏东北气流输送的影响,12日在湖北中东部形成了两条"带状"的能见度低值区,最低能见度仅为2.1 km。秸秆焚烧污染物输送气流由北向南影响湖北,主要作用于孝感—武汉—咸宁一带,3个地区细颗粒物(PM2.5)峰值浓度均超过了600μg/m3,且武汉和孝感的PM2.5与PM10质量浓度比值在12日增加到0.76和0.77,并出现了0.96和0.93的最大值,随着污染气团的传输,其中PM2.5所占比例会出现明显下降。SO2质量浓度的变化特征不显著,NO2质量浓度在污染物质量浓度达到峰值前1~3 h达到峰值,而CO是秸秆焚烧产生的主要污染气体,其质量浓度变化与PM2.5和PM10呈正相关关系,相关系数分别为0.66和0.67。风矢量和分析表明:6月12日湖北省中东部存在明显的东北来向气流输送,污染物的输送是该时段霾天气发生的主要影响因子,而6月13日湖北省东北边界处的输送气流已经明显减弱消失,东南部风矢量和异常偏小导致的污染物堆积是该地区污染持续的主要原因。     

卫星遥感技术在秸秆焚烧监测业务中的应用

农村秸秆焚烧常造成灰烬飞扬，烟雾迷漫，形成空气污染。常规的秸秆焚烧监测难度较大。本文介绍了河南省利用卫星遥感技术开展秸秆焚烧监测业务、服务的方法，包括卫星遥感技术监测秸秆焚烧火点的基本原理，以及秸秆焚烧火点遥感监测业务服务的流程、相关业务服务系统的组成及服务方式等。     

Carbon Dioxide Fluxes and Potential Mitigation in Agriculture and Forestry of Tropical and Subtropical China

Tropical and subtropical areas comprise about 23% of the total land area (960 Mha) of China. Of this, about 40% is in forests, 20% is in cropland and another 20% is wasteland. Preliminary estimates of overall sources and sinks of carbon dioxide indicate that current agricultural activities probably constitute a net sink. We estimate that improved agricultural management and wasteland reclamation have the potential to sequester an additional 1.9 Tg CO2-C y-1 or more, largely through increasing productivity and C inputs to soils and conversion of wasteland to agricultural production. We estimate that current forestry activities in the region could sequester about 7 Tg CO2-C y-1. There is also a large potential for increased C sequestration and fossil fuel offsets by conversion of wasteland to fuel wood plantations, on the order of 30-70 Tg C y-1. A number of practices for increasing mitigation of CO2 emissions in the forestry and agricultural sectors are presented.     

Relations between Light Hydrocarbon, Carbon Monoxide, and Carbon Dioxide Concentrations in the Plume from the Combustion of Plant Material in a Furnace

To systematically explain relations between light hydrocarbons, CO, and CO₂ concentrations/emissions of biomassburning, we measured concentrations/emissions of carbon gases – CO,CO₂, light hydrocarbons (CH₄, C₂H₆,C₂H₄, C₂H₂, C₃H₈, C₃H₆,n-C₄H₁₀, i-C₄H₁₀, n-C₅H₁₂,i-C₅H₁₂), and THC (total hydrocarbon) – in the burning of dead plant material, mainly Imperata grass, byclosed-chamber experiments and by time-series analyses of gas concentrations in combustion plumes in relatively efficient and inefficient combustion situations. Concentrations of hydrocarbons measured were well correlated to [CO] although [C₂H₂] was exceptionally well correlated to[CO₂]. The phase diagrams (relation between [CO]/ [CO₂] and [hydrocarbon]/ [CO₂]) obtained by the time-seriesexperiments well illustrated the variation in the overall emission rates of the closed-chamber experiments. The higher rates of decrease in hydrocarbon concentration with increasing carbon number in the efficient case compared with the inefficient case probably reflected the rate of oxidation and the amount of radicals. The overall concentrations (or emissions) of C₂H₄ and C₃H₆ were higher thanthose of C₂H₆ and C₃H₈, suggesting a linkage to mechanisms in whichthe predominant path of hydrocarbon oxidation is through the degradation of alkyl radicals, which can be immediately converted into or formed from alkenes. For C₃ and C₄ species, normal-chain species hadhigher emissions than iso-chain species under lower combustion efficiency. This may be attributable to the presence of tertiary C–H bonds in iso-species,which show more reactivity in the abstraction of H than secondary C–H bonds unless the carbon number is large.     

两次秸秆焚烧污染过程的气象条件对比分析

利用常规气象资料、卫星遥感监测资料、污染物浓度资料和NECP/NCAR再分析资料,结合气流后向轨迹模拟,对比分析了南京地区2011年6月10和13日两次由于秸秆焚烧而引起的严重空气污染事件的天气条件、大气边界层特征以及污染物的来源和输送路径等。结果表明：两次污染过程中PM2.5浓度均出现陡升陡降,由秸秆焚烧而产生的细粒子贡献显著。13日高污染的持续时间和强度都高于10日,10日的高低空形势配置和物理量场有利于降水的产生,对污染物有一定的冲刷作用,而13日的高低空形势配置和物理量场则有利于污染物在边界层堆积。两次污染过程的边界层逆温均不明显。气流后向轨迹模拟表明,两次过程都是由区域污染输送造成的,都主要来源于苏中、苏北地区,13日的污染源可能还有苏南和安徽地区。     

无锡市霾天气特征及影响因子研究

利用太湖北岸无锡气象局国家基本气象观测站1980—2011年地面气象观测资料及1991—2011年无锡市统计年鉴资料,对无锡市霾天气演变特征、气象要素特征及其影响因素进行了分析。结果表明：无锡市的霾日数总体呈上升趋势,近5年来更加明显;霾日数冬季>春季>秋季>夏季;连续10 d及以上霾过程都经历了地面均压场、〖JP2〗入海高压后部及地面倒槽3个连续天气过程。出现重度霾的地面天气形势为地面均压场型、冷锋前型、地面低压倒槽型3种类型。连续10 d以上的霾及重度霾,中低空气团的后向轨迹都出现了下沉运动,且气团经过地区为污染物浓度较高区域。工业污染物中的粉尘排放是造成20世纪90年代霾日数增加的最大因素,2004年以后由于工业废气的排放量以及汽车拥有量的逐年增加,霾日数仍然呈上升趋势。     

秸秆焚烧对区域城市空气质量影响的模拟分析

利用融合火点排放源、人为源和生物源的WRF-Chem(Weather Research and Forecasting Model coupled with Chemistry)模式,模拟2015年9月30日08:00(北京时间)起的72 h发生在淮河流域的一次农作物秸秆大面积露天焚烧过程,研究了农作物秸秆焚烧释放的气态污染物和颗粒物对区域城市空气质量的影响。通过有无火点两组试验分析了此次秸秆焚烧对流域内河南、山东、江苏和安徽四省83座城市CO、PM10(空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物,即可吸入颗粒物)、PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5μm的颗粒物,即细颗粒物)和O3浓度的定量影响,结果表明:(1)融合NCAR-FINN(Fire Inventory from NCAR)火点排放资料的WRF-Chem模式较好地再现了此次秸秆焚烧及火点烟羽扩散过程。同时结合EDGAR-HTAP(Emission Database for Global Atmospheric Research on Hemispheric Transport of Air Pollution)人为源和MEGAN(Model of Emission of Gases and Aerosols from Nature)生物源的WRF-FIRE(考虑火点排放试验)对流域内城市大气污染物的模拟效果较为理想,尤其对秸秆焚烧释放的污染物CO、PM10和PM2.5和产生的二次污染物O3浓度的模拟。(2)秸秆焚烧所释放的污染物造成流域内城市一次污染物CO、PM10和PM2.5浓度的增加,火点中心和下风向城市增幅最为明显,最大小时浓度增幅达到3倍标准差。气态污染物CO和相比PM10粒径更小的PM2.5可随风扩散至更远的地区,对城市浓度影响更大。(3)此外,秸秆焚烧也使得火点中心城市和下风向城市二次污染物O3浓度增加,但小时浓度增幅极值区分布在火点下风向烟羽末端太阳光照充足的地区,最大小时浓度增幅接近3倍标准差。秸秆焚烧对区域城市空气质量的影响存在明显的空间分布差异且对城市各大气污染成分的影响也不相同。