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1. chinaXiv:201802.00449 [pdf]

Carbon storage in a wolfberry plantation chronosequence established on a secondary saline land in an arid irrigated area of Gansu Province, China

MA Quanlin; WANG Yaolin; LI Yinke; SUN Tao; Eleanor MILNE
分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学

Carbon (C) storage has received significant attention for its relevance to agricultural security and climate change. Afforestation can increase C storage in terrestrial ecosystems, and has been recognized as an important measure to offset CO2 emissions. In order to analyze the C benefits of planting wolfberry (Lycium barbarum L.) on the secondary saline lands in arid areas, we conducted a case study on the dynamics of biomass carbon (BC) storage and soil organic carbon (SOC) storage in different-aged wolfberry plantations (4-, 7- and 11-year-old) established on a secondary saline land as well as on the influence of wolfberry plantations on C storage in the plant-soil system in an arid irrigated area (Jingtai County) of Gansu Province, China. The C sequestration and its potential in the wolfberry plantations of Gansu Province were also evaluated. An intact secondary saline land was selected as control. Results show that wolfberry planting could decrease soil salinity, and increase BC, SOC and litter C storage of the secondary saline land significantly, especially in the first 4 years after planting. The aboveground and belowground BC storage values in the intact secondary saline land (control) accounted for only 1.0% and 1.2% of those in the wolfberry plantations, respectively. Compared to the intact secondary saline land, the SOC storage values in the 4-, 7- and 11-year-old wolfberry plantations increased by 36.4%, 37.3% and 43.3%, respectively, and the SOC storage in the wolfberry plantations occupied more than 92% of the ecosystem C storage. The average BC and SOC sequestration rates of the wolfberry plantations for the age group of 0–11 years were 0.73 and 3.30 Mg C/(hm2•a), respectively. There were no significant differences in BC and SOC storage between the 7-year-old and 11-year-old wolfberry plantations, which may be due in part to the large amounts of C offtakes in new branches and fruits. In Gansu Province, the C storage in the wolfberry plantations has reached up to 3.574 Tg in 2013, and the C sequestration potential of the existing wolfberry plantations was 0.134 Tg C/a. These results indicate that wolfberry planting is an ideal agricultural model to restore the degraded saline lands and increase the C sequestration capacity of agricultural lands in arid areas.

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2. chinaXiv:201802.00450 [pdf]

ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化

郭贵奇; 罗向龙; 许俊俊; 陈颖
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

随着全球性的能源紧缺和环境问题日益严重,充分利用可再生能源和工业等行业的低品位余热资源,从而提高能源利用效率是缓解能源和环境问题的重要方式。有机朗肯循环(ORC)最优应用前景的低品位热能发电技术之一是。本文针对ORC系统建立了结构参数和系统操作参数同步优化的换热设备多目标优化模型,采用R245fa为工质和板式换热器,以?效率最大和比投资成本最小为目标函数。首先分析了单个变量(蒸发压力、冷凝压力、过热度、蒸发器板间距、冷凝器板间距)对系统性能的影响,然后选取了系统的运行参数(蒸发压蒸发压力、冷凝压力、过热度)和换热器的结构参数(蒸发器和冷凝器的板长、板宽、板间距)九个参数为决策变量,利用遗传算法进行ORC换热设备结构与操作参数多目标同步优化,获得多目标优化的Pareto最优前沿及对应的最优系统运行参数和最佳换热器结构参数组合。

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3. chinaXiv:201802.00451 [pdf]

集成SCO2动力循环的燃煤电站余热回收系统研究

刘明; 张旭伟; 王朝阳; 李根; 严俊杰
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

低温烟气热能的高效梯级利用是火电厂节能减排的重要方向之一。本文结合某1000MW超临界机组,对常规低温省煤器烟气余热利用系统进行了热力学分析,发现该系统可使系统发电标准煤耗率降低2.50 g•(kW•h)-1,但?分析发现,空气预热器耗散?占输入?的22.03%,多于锅炉排烟所携带的?。为此,本文提出了集成SCO2动力循环的火电厂低温烟气热能利用系统,旨在减少空气预热器中的?耗散。对SCO2动力循环参数进行了优化,在优化参数下该系统可以使发电标准煤耗率降低3.62 g•(kW•h)-1,进一步集成低温省煤器可使发电标准煤耗率降低达5.58 g•(kW•h)-1,最后采用?分析结果解释了系统节能的本质原因。

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4. chinaXiv:201802.00454 [pdf]

改进的McAllister三体模型推算二元混合物的黏度

王小杰; 王晓坡
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

McAllister三体模型被普遍认为是针对液体混合物黏度的最佳关联式。本文在对三类(醇类/醇类、烷烃/烷烃、烷烃/醇类)二元混合物黏度数据进行文献收集的基础上,发现McAllister模型中的相互作用参数(ν12和ν21)随混合物的等效分子量和温度呈现出规律性的变化。因此,本文建立了一种改进的McAllister三体模型,并对乙醇与醇类(包括丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇),正丁基环己烷与烷烃(包括庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十四烷),异辛烷与醇类(包括丙醇、戊醇、己醇、庚醇)的黏度进行了计算,计算结果表明,计算值与实验值之间的总体平均绝对偏差为1.00%,最大偏差为9.75%。

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5. chinaXiv:201802.00455 [pdf]

声功多级放大型环路热声制冷系统模拟研究

徐静远1,; 2,胡剑英1,张丽敏1,罗二仓1*
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

环路多级热驱动制冷系统因结构紧凑、潜在效率高等优点在天然气液化及再冷凝方面有良好应用前景。本文提出一种能实现声功多级放大的环路热驱动制冷系统,在天然气液化温度下能够获得千瓦级冷量及较高的热致冷转换效率。基于经典热声理论对三单元环路系统展开了数值模拟。首先,考察了优化结构下声功的沿程分布。接着,将该结构与多脉管结构进行对比。结果表明,前者不仅具有结构简单,冷量方便获取等优势,同时也能获得与后者相媲美的系统性能。此外,进一步考察了谐振管面积比、谐振管长度、加热温度等重要参数对系统性能的影响。研究结果表明,在平均压力为7 MPa,加热温度为923 K时,该系统能够获得1478 W制冷量,相当于12.4 %相对卡诺效率。本文对后续实验工作具有重要指导意义。

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6. chinaXiv:201802.00456 [pdf]

热力学与传热学的共性理论基础——可逆与不可逆过程普适的有效能方程

陈则韶; 李川; 王刚
分类: 动力与电气工程 >> 工程热物理学

回顾总结了热力学与传热学共性理论基础研究的系列成果,从正视热力学第二定律、“熵产”理论在实际应用中存在的问题入手,以势能理论为依据,用相对环境平衡态的势能为基准态势能定义了能量中的有效能和无效能。这种定义具有与“?”相同的性质,又能从定义式直接写出有效能函数的表达式。继而利用热力学第一定律方程,推导出了普适的有效能方程、有效能率方程,并与熵方程、火积耗散方程和?方程进行了比较。前者方程各项都只与状态有关,都能独立计算出来,而后三个方程都有一项与不可逆过程有关的补缺项。把有效能率方程应用于传热过程,导出了传热效率的表达式;应用于实际热机系统,导出了传热与热力耦合系统的输出功率、输入热流率、效率、换热器传热系数以及热源参数之间的关系,并举例应用于系统优化设计。本文构建的热力学和传热学共性理论,为热机与换热器耦合进行热力系统综合分析和协调优化提供了理论基础。

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7. chinaXiv:201802.00457 [pdf]

2017年海南省生态学会青年科技工作者学术研讨会述评

祁栋灵,杨小波,孙瑞,谢贵水,吴志祥
分类: 生物学 >> 生态学

为促进生态学科技人员之间的了解、加强学术交流与合作。2017年11月27日在海口举行了以"创新科学研究,服务生态文明建设"为主题的2017年海南省生态学会青年科技工作者学术研讨会,有15位生态学领域的研究者做了学术报告,报告内容涵盖了热带亚热带森林物种共存的驱动力、热带森林生态系统植物分布规律与地下生态过程、森林有害植物遗传分析、湿地动物的分布与湿地退化原因及对策分析、城市植被变异与多样性、海陆一体化生态环境管理、景观生态监测、依据生态学原理的废弃物资源化利用、以及人工林的生长发育研究及其蛋白质组学研究等。

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8. chinaXiv:201802.00458 [pdf]

沿海滩涂围垦对生态环境的影响研究进展

徐彩瑶,濮励杰,朱明
分类: 生物学 >> 生态学

沿海滩涂湿地生态系统,典型的生态脆弱区,既是地球表面最为活跃的自然区域,又承载着人类的生存与发展,其生态环境面临着巨大压力。在社会经济发展和人口增长的推动下,沿海国家大力从海洋中争夺陆地,围填海造地和围垦开发成为许多沿海地区和国家缓解人地矛盾的主要方法。在此背景下,对沿海滩涂围垦历史进行简述,从滩涂土壤性质、生物多样性、土地利用变化及景观格局、生态安全和生态系统服务等5个方面综述了人类围垦活动的生态环境影响。随着围垦时间的增加,滩涂土壤在脱盐过程中累积养分,逐渐熟化,土壤物理、化学和生物特性朝着有利于人类利用的方向变化;植物物种多样性呈不断增加的总体趋势,且随着生境的变化,陆生昆虫和土壤动物逐渐替代湿地典型的底栖动物和水鸟;土地利用方式从自然状态转变为以人工方式为主,景观格局表现为破碎化程度升高、多样性降低和优势度上升;从自然景观为主的自然湿地生态系统转为以人工景观为主的人工陆地生态系统过程中,供给服务的价值是唯一处于增长趋势的生态系统服务功能,但供给服务的价值增加量小于调节服务、文化服务和支持服务的减少量致使生态系统服务总价值降低,而且滩涂湿地面临着土地资源安全、水资源安全、生物入侵以及自然灾害加剧等风险。在全球气候变化背景下,如何权衡资源利用与环境保护并实现人与自然共生,是海岸带湿地生态系统在人类围垦活动中面临的重要难题之一。因此,未来应以机理研究为基础,以长期定位监测为手段,以综合集成的研究体系及对策制定为目标,不断深化沿海滩涂开发利用对生态环境影响的研究,为推动人类围垦活动下沿海滩涂湿地生态系统的可持续发展提供参考。

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9. chinaXiv:201802.00459 [pdf]

城市地表热环境研究进展

姚远,陈曦,钱静
分类: 生物学 >> 生态学

近50年来,以中国为代表的发展中国家快速城市化过程所引起的生态环境问题直接导致了城市地表热环境的剧烈变化。当前,采用定量化的研究方法开展城市地表热环境研究已成为国内外城市生态环境与气候领域的研究热点之一。因此,厘清城市地表热环境的研究进展对于今后更好地开展城市空间热环境定量评价研究以及进一步促进城市可持续发展具有重要的现实意义。在对城市空间热环境和城市热岛等相关概念、主要研究方法和数据获取方式进行简要叙述的基础上,着重从城市地表热环境的时空特征及其变化、驱动力和驱动机制、城市地表辐射与能量平衡、城市地表热岛与城市大气热岛的关系及其演变规律、城市绿地和水体对城市热岛效应的缓解、城市地表热岛的尺度转换等6个主要方面对当前国内外已开展的城市地表热环境研究进行了归纳总结,并就当前研究过程中存在的问题以及未来的研究重点进行了探讨,以期为今后更好地开展城市地表热环境定量化研究提供参考。

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10. chinaXiv:201802.00460 [pdf]

尾叶桉林下5种植物的耐阴性、生物量及其个体消长

公绪云,饶兴权,周丽霞,王晓玲,朱小林,蔡锡安
分类: 生物学 >> 生态学

为了解尾叶桉林下不同植物种类的生理生态特性和生长适应性,在鹤山站尾叶桉林中选取分布较多且药用价值和经济价值较高的5种林下植物为研究对象,测定各植物的叶片特征、叶绿素含量和光合-光响应曲线,同时结合2006年和2011年尾叶桉林的样方调查数据分析了5种林下植物生物量的变化和个体数量的消长。结果表明:(1)野牡丹叶片的宽度、厚度、单片叶面积等指标最大,梅叶冬青最小,桃金娘、栀子和山苍子处于两者之间;桃金娘、野牡丹和山苍子的光合速率随光照的增强迅速增大,其光饱和点较高;梅叶冬青和栀子的光合速率也随光照的增强而增大,但其斜率比野牡丹和山苍子大,并很快就达到光饱和点。综合聚类分析植物的耐阴程度,5种植物可分为2类:第1类为耐阴性较强的梅叶冬青、栀子,第2类为耐阴性较弱的野牡丹、山苍子和桃金娘。(2)随着尾叶桉林的生长,5种林下植物的生物量都有不同程度的增加,其中增幅较大的是野牡丹和桃金娘分别增加74倍和18倍,增幅最小的是栀子仅1.3倍。野牡丹、桃金娘和山苍子这3个种生物量的增加主要是由个体高度和地径的增长引起,而栀子和梅叶冬青生物量的增加是其个体数量、株高和地径做出的贡献。(3)在尾叶桉林生长过程中,耐阴种类梅叶冬青随着个体密度、株高和地径的增长,其在林内发展成为主要优势灌木种类;栀子的密度虽然有一定的增大,但其株高和地径增加量小,生物量也小,发展为次要灌木种类。野牡丹、桃金娘和山苍子等3种的个体密度都在下降,虽然其地径、株高和生物量也有一定的增长,但其较强的阳生性不能适应林内的荫蔽环境,只适于林窗或林缘光照较强的地方生长。因此,在桉树林经营管理过程中应适当保护和种植梅叶冬青和栀子;在短轮伐期经营模式下,林窗和林缘也可适当保留野牡丹、桃金娘和山苍子。

提交时间: 2018-02-07 来自合作期刊:《生态学报》 点击量43下载量22 评论 0

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