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陆地生态系统土壤CO排放对模拟增温的响应特征及影响因素分析

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生态学报 2023年

作者：田茜杨芳王召欢张庆印西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西北农林科技大学资源环境学院

全球变暖已经成为不争的事实，陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注，是当前全球变化研究中的重点。土壤CO2排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一，当前陆地生态系统中土壤CO2排放如何响应全球气候变暖及其影... 详细信息

全球变暖已经成为不争的事实，陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注，是当前全球变化研究中的重点。土壤CO2排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一，当前陆地生态系统中土壤CO2排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚，限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO2排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库，充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇，提取出65个研究位置和213组相关研究数据，采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO2排放对增温的响应特征，分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明：陆地生态系统中土壤CO2排放对增温整体有显著的正向响应，在农、林、草生态系统中，增温使土壤CO2排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9%(P<0.05)，森林生态系统对增温响应的正效应最强烈；增温能在短时期内促进土壤呼吸，但随着增温持续时间增加，土壤呼吸对温度的敏感性会降低，对温度变化产生适应性，从而使其对增温的响应能力减弱；响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响，绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征，不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性，从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明，海拔对土壤CO2排放有显著负向影响，而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO2排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO2排放的时空变化格局有重要意义，也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

关键词：土壤CO 排放土壤呼吸陆地生态系统增温 Meta分析

长循环寿命多孔铁钴双金属氧化物纳米球电极材料的制备

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天津工业大学学报 2022年第3期41卷 28-35页

作者：张庆印季梦鸽刘小露时志强天津工业大学天津市先进纤维与储能技术重点实验室天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

为了提高双金属氧化物电极材料的电化学性能和循环稳定性,通过简单省时的溶剂热煅烧法制得多孔铁钴双金属氧化物(Fe_(x)Co_(y)O_(4))纳米球,并探究加入不同比例的铁钴对电化学性能的影响;通过XRD、SEM和XPS对所得的电极材料进行表征,利... 详细信息

为了提高双金属氧化物电极材料的电化学性能和循环稳定性,通过简单省时的溶剂热煅烧法制得多孔铁钴双金属氧化物(Fe_(x)Co_(y)O_(4))纳米球,并探究加入不同比例的铁钴对电化学性能的影响;通过XRD、SEM和XPS对所得的电极材料进行表征,利用电化学工作站和蓝电电池测试系统等进行电化学性能测试。结果表明:多孔的双金属氧化物纳米球可以有效地提高超级电容器的电化学性能,同时还具有超长的循环寿命;当加入的铁钴比例为1∶1时,所制备的FeCoO_(4)多孔纳米球电极表现出最大比电容596 F/g;将电极材料组装为对称超级电容器,测试其循环稳定性,在3 A/g的电流密度下循环20000圈后,其容量保持率可增加至120%。

关键词：对称超级电容器双金属氧化物多孔纳米球电极材料

高精度遥感影像下农牧交错带小流域景观特征的粒度效应

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生态学报 2013年第24期33卷 7739-7747页

作者：张庆印樊军西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

在GIS和RS技术支持下,以农牧交错带六道沟小流域2010年的WV-1高精度遥感影像为基础,编制了小流域景观类型图,选取经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨了农牧交错带小流域景观格局指数随粒度变化的基本规律,并分析了各景观格局... 详细信息

在GIS和RS技术支持下,以农牧交错带六道沟小流域2010年的WV-1高精度遥感影像为基础,编制了小流域景观类型图,选取经典景观指数,在类型和整体景观的水平上,探讨了农牧交错带小流域景观格局指数随粒度变化的基本规律,并分析了各景观格局指数间的相关性。结果表明:在1—50 m粒度范围内,农牧交错带六道沟小流域景观格局指数的"临界粒度"现象明显,总体而言,在0.5 m分辨率下六道沟小流域的景观格局指数的"临界粒度"为10 m,适宜计算的粒度范围为5—10 m,所以在利用高精度影像对小流域景观进行预测、对比和评价等研究时,需注意粒度的影响并进行一定的粒度转换。农牧交错带小流域景观形态具有分形特征,各类景观斑块的分维数对粒度变化的响应不同,分维数随粒度的增大呈非线性下降趋势,表明景观类型边界趋于简单化。相关性分析一方面定量反映了所选景观指数受粒度变化影响的相关性程度,另一方面可为后续农牧交错带小流域因"退耕还林(草)"工程引起的景观格局变化研究提供参考。

关键词：农牧交错带景观格局粒度效应临界粒度相关分析

SiO2掺杂硬炭作锂离子电池负极材料的研究

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现代化工 2020年第11期40卷 82-86页

作者：邓仙梅张庆印天津工业大学化学与化工学院分离膜和膜工艺国家重点实验室天津300387

以间苯二酚和甲醛合成间苯二酚甲醛树脂,并采用喷雾干燥法将纳米二氧化硅掺杂到间苯二酚甲醛树脂中,通过碳化法得到间苯二酚甲醛树脂基硬炭/二氧化硅复合材料RFHC/Si O2。以此材料作为锂离子电池负极材料对其电化学性能进行了研究。结... 详细信息

以间苯二酚和甲醛合成间苯二酚甲醛树脂,并采用喷雾干燥法将纳米二氧化硅掺杂到间苯二酚甲醛树脂中,通过碳化法得到间苯二酚甲醛树脂基硬炭/二氧化硅复合材料RFHC/Si O2。以此材料作为锂离子电池负极材料对其电化学性能进行了研究。结果表明,复合材料RFHC/Si O2具有较大的比表面积(929.42 m2/g)和丰富的介孔结构,二氧化硅均匀分布在硬炭结构中;当SiO2质量分数为5%时,以复合材料RFHC/Si O2为锂离子电池的负极材料具有850 m A·h/g的高可逆容量,表现出良好的倍率性能。

关键词：硬炭二氧化硅锂离子电池负极材料电化学性能

黄土高原沙黄土水蚀与风蚀交互作用模拟试验研究

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黄土高原沙黄土水蚀与风蚀交互作用模拟试验研究

作者：张庆印西北农林科技大学

学位级别：硕士

黄土高原水蚀风蚀交错区有其独特的环境背景，由于独特的季风气候和黄土与流沙地貌交错分布，使得风水复合侵蚀的作用机制和过程与单独的风蚀和水蚀过程有所不同。该地区生态环境极为脆弱，虽可从事农牧业生产活动，但不合理的经营就可... 详细信息

黄土高原水蚀风蚀交错区有其独特的环境背景，由于独特的季风气候和黄土与流沙地貌交错分布，使得风水复合侵蚀的作用机制和过程与单独的风蚀和水蚀过程有所不同。该地区生态环境极为脆弱，虽可从事农牧业生产活动，但不合理的经营就可导致生态平衡破坏，使土壤侵蚀急剧发展，水土流失严重，甚至达到不可逆转的沙漠化境地。由于陕北黄土高原水蚀风蚀交错区独特的地貌特征，使得该地区的水土流失的形式有别于其它地区，大量的研究已经表明，该区是水力侵蚀和风力侵蚀的交错地带，因而强烈的风水复合侵蚀是脆弱环境形成的根源之一。近20年来的研究发现，黄土高原水蚀风蚀交错区的土壤侵蚀机理研究，对于减少本地区的泥沙流失，促进生态平衡有着重要的指导意义。因此，为了探索水蚀风蚀交错带的水土流失规律，揭示风水两相侵蚀相互作用机制，本文利用室内模拟的方法，探讨风蚀水蚀相互作用机制，主要结论如下：（1）风蚀量的大小受水蚀沟宽度、深度、密度等因素的影响。其中风蚀量随着水蚀沟宽度和密度的增加而增大，并且呈现出显著的线性关系。水蚀沟深度与风蚀量关系不是很明显，但在4~8cm深的范围内，随着沟深度的增加，风蚀量逐渐增加，当水蚀沟为8cm深时，风蚀量达到最大值，之后，随着沟深度的增加，风蚀量减少。但无论水蚀沟的宽度、深度、密度如何变化，沟头及沟底都有风蚀堆积物，这些松散的堆积物极易被来自坡面的径流冲刷。由此可见，相互提供物质条件是造成黄土高原水蚀风蚀交错区强烈侵蚀的主要原因。（2）受风洞试验段试验土槽坡度及水蚀沟沟头本身坡度的影响，风蚀量的最大值不是出现风洞集沙仪段的最底部，而是在距集沙段表面一定的高度，说明风蚀颗粒在飞离水蚀沟时的运动轨迹并不是常规的跃移轨迹。风在沟中的运动处于紊流状态，由于风沙流的磨蚀和撞击作用，削弱了土壤的抗风蚀性，使土壤变得更易被风力侵蚀，当气流挟带沙子时，水蚀沟主要受到挟沙风风蚀颗粒的磨蚀与撞击作用，导致风蚀程度的加剧，从而形成沟壁的坍塌和沟头的延伸。（3）在持续降雨的条件下，沙黄土的产流时间、径流量、产沙量和含沙率随降雨历时的增加而改变，这种变化与风力侵蚀和降雨强度的不同有很大关系。风蚀强度和降雨强度对产流时间都有一定的影响，且降雨强度对产流时间的影响较大;不同降雨强度下，坡面径流量随降雨历时的增加表现为总体上升趋势，而侵蚀产沙量随降雨历时的增加呈现出先增加到略微降低再到急剧增加的趋势，降雨产流初期（0~25min），经大风吹蚀后的坡面径流量及产沙量分别小于弱风吹蚀后的坡面径流量及产沙量，而后期则相反。（4）前期水蚀沟的形成降低了坡面的抗风蚀性能，增加了风洞试验中的风蚀率;而降雨前的风力侵蚀则破坏了土壤结构，为水蚀准备了大量的易蚀性土壤颗粒，降雨后的片蚀及细沟发育也为风力侵蚀的加剧提供了条件，两者相互促进，交替发生。

关键词：黄土高原沙黄土风水复合侵蚀水蚀沟降雨强度风蚀程度径流量产沙量抗蚀性

基于遗传—神经网络的农村公路沥青路面使用性能评价方法研究

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基于遗传—神经网络的农村公路沥青路面使用性能评价方法研究

作者：张庆印长安大学

学位级别：硕士

农村公路作为公路网的重要组成部分，是连接高速公路、干线公路与乡镇、村庄的重要通道，对促进农村经济发展和农村文化交流具有重要作用。但随着交通量的不断增加，现有路面结构已出现不同程度的损坏乃至服役超期，亟需对其使用状况做... 详细信息

农村公路作为公路网的重要组成部分，是连接高速公路、干线公路与乡镇、村庄的重要通道，对促进农村经济发展和农村文化交流具有重要作用。但随着交通量的不断增加，现有路面结构已出现不同程度的损坏乃至服役超期，亟需对其使用状况做出合理、及时的评价。但是农村公路路面性能评价不同于高速公路和干线公路，不能直接套用高速公路和干线公路的评价方法，因此结合农村公路自身特点提出一套合适的农村公路沥青路面评价方法是十分必要的。现有路面性能评价体系评价指标的选择是以高速公路和干线公路为数据基础，这不能很好的适用于农村公路路面使用性能评价。因此，论文在比较分析高等级公路评价指标的前提下，提出了农村公路沥青路面单项评价指标裂缝率指数CRI、路面状况指数△PCI和路面行驶质量指数RQI，并建立了各单项指标的评价模型。遗传算法与人工神经网络是人工智能的两个重要分支，有效模拟了生物进化机制和大脑神经信息处理原理，两者均具有十分突出的优良性能，能够有效解决很多一般数学方法难以解决的问题。论文是在对上述两种人工智能方法分析的基础上，首先分析农村公路沥青路面病害特性及养护特点，并对比高等级公路评价模型，建立了基于遗传-神经网络的以路面裂缝率CK、破损率△DR以及三米直尺测量值△为输入，以路面使用性能指数PQI为输出的农村公路沥青路面使用性能评价模型。

关键词：农村公路沥青路面路面使用性能评价人工神经网络遗传算法

钠离子电池用石墨烯掺杂多孔材料的电化学性能

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天津工业大学学报 2023年第5期42卷 36-42,51页

作者：张庆印刘小露天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

为了增加硬碳电极材料的导电性,选取石墨烯作为添加剂,采用涂覆法制备了石墨烯掺杂多孔材料,通过SEM、XRD、BET、蓝电电池测试系统和电化学工作站等对所得石墨烯多孔材料的结构和电化学性能进行表征和测试,探究不同碳化温度对于石墨烯... 详细信息

为了增加硬碳电极材料的导电性,选取石墨烯作为添加剂,采用涂覆法制备了石墨烯掺杂多孔材料,通过SEM、XRD、BET、蓝电电池测试系统和电化学工作站等对所得石墨烯多孔材料的结构和电化学性能进行表征和测试,探究不同碳化温度对于石墨烯掺杂多孔材料电化学性能的影响。结果表明:石墨烯掺杂多孔材料显示出均匀、丰富的孔结构和增强的石墨化程度,可降低接触电阻,缩短扩散距离,增强电子的传导性,用作电池负极时可有效提高钠离子电池的可逆比容量、倍率和循环性能;当碳化温度为1100℃时,所制备的石墨烯掺杂多孔材料电极表现出363.8 mA·h/g的高可逆比容量,在100 mA/g的电流密度下,循环300圈后,其可逆比容量基本无损失,表明该石墨烯掺杂多孔材料具有优异的电化学性能。

关键词：钠离子电池硬碳石墨烯多孔材料电化学性能