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城市绿色基础设施建设潜力与效益研究

现代园艺 2024年第11期47卷 56-61页

作者：陈志文韩宝龙李小马赵墨涵湖南农业大学风景园林与艺术设计学院湖南长沙410128 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京西城100085

在高度发达的城市环境中,城市绿色基础设施(UGI)的扩建受到诸多限制,亟待发掘可用于UGI建设的潜力空间,以应对日益突显的社会和环境挑战。本研究创新了UGI潜力空间的识别方法,系统性识别了UGI的潜力空间,并引入生态系统调节服务价值的概... 详细信息

在高度发达的城市环境中,城市绿色基础设施(UGI)的扩建受到诸多限制,亟待发掘可用于UGI建设的潜力空间,以应对日益突显的社会和环境挑战。本研究创新了UGI潜力空间的识别方法,系统性识别了UGI的潜力空间,并引入生态系统调节服务价值的概念,以评估UGI潜力空间建设所带来的效益;研究识别出了可改造裸地、待腾退小区、潜在屋顶绿化和可绿化桥墩四类UGI的潜力空间,此外,进一步估算了潜力空间建设后对深圳市生态系统调节服务价值的贡献。研究结果表明,深圳市2021年的UGI潜力空间共计6241.78 hm^(2),占深圳市总面积的3.12%;若将UGI潜力空间全部建成,将使深圳市生态系统调节服务价值增加19.97亿元,占当年总生态系统调节服务价值的3.97%。本研究识别出的UGI潜力空间将为决策者提供有针对性的实施UGI的方案,以补充并完善现有的绿色基础设施网络。

关键词：城市绿色基础设施(UGI) 潜力空间生态系统调节服务价值建设效益

鸡粪生物炭施用影响聚乳酸微塑料污染的酸性土壤质量

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农业环境科学学报 2024年第4期43卷 866-873页

作者：邹晓燕曹凯博王强汪印中国科学院城市环境研究所城市污染物转化重点实验室福建厦门361021 中国科学院大学北京101408 福建农林大学生命科学学院福州350002 福州大学环境与安全工程学院福州350108

为研究生物炭对可生物降解塑料污染土壤理化性质的影响,以聚乳酸微塑料(PLA-MPs)为研究对象,开展半年的土壤培养实验,分析施用鸡粪生物炭对PLA-MPs污染的酸性土壤质量的影响。结果表明:PLA-MPs污染导致土壤pH升高,造成氮、磷、钾等养分... 详细信息

为研究生物炭对可生物降解塑料污染土壤理化性质的影响,以聚乳酸微塑料(PLA-MPs)为研究对象,开展半年的土壤培养实验,分析施用鸡粪生物炭对PLA-MPs污染的酸性土壤质量的影响。结果表明:PLA-MPs污染导致土壤pH升高,造成氮、磷、钾等养分流失,影响土壤碳周转;施用鸡粪生物炭使PLA-MPs污染的酸性土壤变成碱性,脲酶和转化酶活性有不同程度的上调,培养结束时,土壤有效磷和速效钾分别提高61.08%和6.10倍,无机氮锐减64.31%;PLA-MPs和生物炭协同作用下,土壤净全碳变化量与PLA-MPs污染土壤的净碳变化量呈极显著正相关。研究表明,生物炭的施用可减缓PLA-MPs污染造成的磷和钾养分流失,生物炭和PLA-MPs协同影响土壤全碳周转和氮转化。

关键词：聚乳酸微塑料生物炭土壤理化性质酶活性酸性土壤

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Si对一种9Cr铁素体/马氏体钢显微组织和力学性能的影响

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金属学报 2023年

作者：张乾坤胡小锋姜海昌戎利建中国科学技术大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室

基于ASME标准成分的P91钢,设计了一种Si增强型的9Cr铁素体/马氏体钢(记为H-Si钢)。利用OM、FESEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,对P91和H-Si合金钢铸态、均质化态、回火态和时效态(550℃时效3000 h)的显微组织和力学性能进... 详细信息

基于ASME标准成分的P91钢,设计了一种Si增强型的9Cr铁素体/马氏体钢(记为H-Si钢)。利用OM、FESEM、TEM、EBSD、拉伸和冲击等分析和检测技术,对P91和H-Si合金钢铸态、均质化态、回火态和时效态(550℃时效3000 h)的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,Si增强后会在合金钢中引入体积分数为3.9%的δ铁素体,但通过均质化处理可以将其完全消除。回火处理后,H-Si钢因含有较高的Si含量,会形成富Si层包裹M23C6的现象,该富Si层阻碍了M23C6的粗化长大,使M23C6的尺寸小于P91钢中M23C6的尺寸。与此同时,在550℃时效处理时该富Si层同样会减缓M23C6的长大,同时还促进了Laves相的形核和生长,造成时效态H-Si钢具有较细的M23C6和较粗的Laves相。回火态H-Si钢因较高的Si含量和较细的M23C6,强度明显高于P91钢,而时效处理后因Laves相的析出,强度进一步提高。回火态P91和H-Si合金钢具有相近的冲击功(约210 J),断裂模式均为韧性断裂。时效处理后由于Laves相的析出,导致P91和H-Si合金钢的冲击功下降。因H-Si钢中Laves相的尺寸较大、数量较多,使H-Si钢出现了一定比例的解理区,从而冲击功下降更明显。

关键词： Si M C Laves相 δ铁素体力学性能

Cu-MFI催化剂上Cu^(δ+)催化乙醇脱氢制乙醛

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第6期49卷 91-101页

作者：李显泉庞纪峰赵于嘉吴鹏飞于文广颜佩芳苏扬郑明远中国科学院大连化学物理研究所中国科学院应用催化科学技术重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹)能源研究技术平台辽宁大连116023 中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室(筹)辽宁大连116023

作为一种清洁的可再生能源产品,乙醇可用于制造乙醛、丙烯、正丁醇、1,3-丁二烯和芳香烃等高值化学品.对于大多数的乙醇催化转化过程,第一步是乙醇脱氢生成乙醛,因而该反应具有重要的研究意义和应用价值.铜基催化剂因在乙醇脱氢反应中... 详细信息

作为一种清洁的可再生能源产品,乙醇可用于制造乙醛、丙烯、正丁醇、1,3-丁二烯和芳香烃等高值化学品.对于大多数的乙醇催化转化过程,第一步是乙醇脱氢生成乙醛,因而该反应具有重要的研究意义和应用价值.铜基催化剂因在乙醇脱氢反应中具有高活性和高选择性,受到广泛关注与研究.然而,由于催化剂上铜配位结构较为复杂,价态多变,催化剂的关键活性位点目前仍难以确定.此外,铜的Tamman温度较低,在反应条件下因铜活性位容易烧结或团聚而导致催化剂失活,因此需要进一步提升铜催化剂的稳定性.构筑具有明确结构和高稳定性的铜基催化剂是获得高性能乙醇脱氢反应的关键,也是深入认识该反应中催化剂结构与性能构效关系的前提.本文首先采用蒸氨法制备了一系列的Cu-MFI催化剂,再通过酸处理将催化剂上不稳定的CuOx物种除去,留下与MFI载体强相互作用的Cu物种.通过优选Cu负载量和优化反应条件,发现在250°C和WHSV=0.64 h-1的反应条件,在最佳催化剂5%Cu-MFI-de Cu上实现了95%的乙醛选择性和约87%的乙醇转化率,且可稳定运行120 h.系统表征(氢气程序升温还原、高分辨扫描透射电镜、氘代乙腈红外光谱和X射线吸收光谱)结果表明:催化剂中稳定的Cu物种以(SiO)3Cu-OH的形式高度分散在载体上,在反应过程中被反应物或H2部分还原为[≡SiO-Cu]^(δ+)(1<δ<2).不同于之前广泛报道的Cu催化活性中心以Cu+和Cu0物种存在,本文中[≡SO-Cu]^(δ+)物种被证实是乙醇脱氢制乙醛反应的高活性位点.飞行时间二次离子质谱结果表明,[≡SiO-Cu]^(δ+)数量与乙醇转化率之间存在较好的线性关系.吡啶红外光谱结果进一步表明,路易斯酸(LAS)密度与乙醇转化率之间也存在相似的线性关系.据此可知,5%Cu-MFI-de Cu催化剂上的LAS位点来自于高度分散在载体上的Cu^(δ+)物种.动力学实验结果表明,与同时存在Cu^(2+),Cu+和Cu0的5%Cu-MFI催化剂相比,仅含有Cu^(δ+)的5%Cu-MFI-deCu催化剂在乙醇脱氢反应中表现出更低的表观活化能,因而具有更好的催化性能.综上,本文构建的具有明确结构的高活性、高稳定性Cu催化剂的策略,将为发展更多的新型高效乙醇转化催化剂提供有价值的参考.

关键词：铜催化剂乙醇脱氢乙醛 Cu^(δ+)物种活性位点

Budyko框架下黄河流域蒸散发时空变化影响因素研究

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水文地质工程地质 2023年第2期50卷 23-33页

作者：王亚琴杨巍邢博罗毅中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国国土勘测规划院北京100035 中国科学院大学北京100049 中国地质环境监测院北京100081

蒸散发是水循环过程中的重要环节,研究蒸散发时空变化影响因素,有利于认识区域水资源的时空分异规律。黄河流域地处干旱半干旱地区,水资源短缺且时空分布不均,水问题突出。在黄河流域分析蒸散发对变化环境的响应,揭示气候变化、植被季... 详细信息

蒸散发是水循环过程中的重要环节,研究蒸散发时空变化影响因素,有利于认识区域水资源的时空分异规律。黄河流域地处干旱半干旱地区,水资源短缺且时空分布不均,水问题突出。在黄河流域分析蒸散发对变化环境的响应,揭示气候变化、植被季节性和物候变化的水文水资源效应,对地区水资源可持续发展和规划管理等具有重要的理论意义和现实意义。基于多元自适应回归样条(MARS)非参数模型,采用黄河流域内30个子流域的全球监测与模型研究组(GIMMS)制作的第三代归一化植被指数(NDVI_(3g))数据集、气象数据、土壤数据、土地利用/覆盖数据以及地形地貌数据,在Budyko框架下分析了水热耦合控制参数■与环境变量因子的关联性,探讨了变化环境对流域蒸散发的影响机制。结果表明:(1)流域水平衡关系的空间变异与流域水热耦合季节性、地形地貌空间变异性、降水的季节性特征(平均暴雨深度和降水变异系数)显著相关。(2)年际尺度上:流域水热的不同步性是影响流域水平衡年际分异最重要的气候季节性指数,水热的不同步性增大,流域的蒸散比减小,产流增加;降水越集中、年内变异程度越高、降水的季节性越明显,流域蒸散比越小;植被的季节性特征是影响流域水平衡的重要因素,植被生长越强,生长季长度越长,流域的蒸散比越大,产流系数越小。(3)环境变量之间存在较强的自相关性,协同演化并作用于流域蒸散发。

关键词：蒸散发 Budyko 气候季节性植被季节性水热耦合理论黄河流域

近50a萨雷兹堰塞湖水域时序变化及其驱动因素研究

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自然灾害学报 2023年第2期32卷 125-132页

作者：洪永欣邓晚倩张新河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038 中国科学院大学北京100049 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101

为全面了解萨雷兹湖水域的变化趋势和驱动因素,运用归一化水体指数法与全局-局部分割阈值法自动提取近50 a萨雷兹湖的湖岸廓线研究其面积时序变化;并分析萨雷兹堰塞湖水域体量变化特征。揭示了萨雷兹堰塞湖水量变化驱动气象、入湖补给... 详细信息

为全面了解萨雷兹湖水域的变化趋势和驱动因素,运用归一化水体指数法与全局-局部分割阈值法自动提取近50 a萨雷兹湖的湖岸廓线研究其面积时序变化;并分析萨雷兹堰塞湖水域体量变化特征。揭示了萨雷兹堰塞湖水量变化驱动气象、入湖补给和冰川消融因素等变化驱动因素。结果表明:1)1972-2018年萨雷兹湖水量总体变化波动上升,变化速率为0.012 km^(3)/a。2)萨雷兹湖所在区域降水量与蒸散量保持相对稳定,穆尔加布河径流补给量与萨雷兹湖水量变化呈显著正相关。3)萨雷兹湖流域每一年冰川消融量中有大于15.4%的比例贡献给穆尔加布河产流,影响萨雷兹湖水量变化。

关键词：水域变化驱动因素萨雷兹堰塞湖防洪减灾归一化水体指数法

2020年4月20日磁暴恢复相期间舌状中性结构的垂直变化

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地球物理学报 2023年第11期66卷 4437-4450页

作者：于婷婷任志鹏蔡旭光李韶阳中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 北京空间环境国家野外科学观测研究站北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室博尔德80304

在发生于2020年4月20日的地磁暴恢复相阶段,GOLD(Global-scale Observations of the Limb and Disk)成像仪在第112天(day of year,DOY 112)中低纬地区观测到氧原子(O)和氮气分子(N_(2))的柱密度比(ΣO/N_(2))的舌状中性结构(TON).TON结构一般指发生于中高纬且形成于两个ΣO/N_(2)暴时衰减结构之间的ΣO/N_(2)增强结构.热层-电离层电动力学大气环流模式(Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model,TIEGCM)定性地模拟再现了在本次磁暴恢复相期间观测到的ΣO/N_(2)增强结构,并且发现这个结构在前一天(DOY 111)当地下午形成,通过中性风的输运被逐渐耗散.模拟结果呈现了不同高度O/N_(2)的TON结构的垂直变化,其强度和纬度范围有明显的高度依赖性,并且随磁暴演化不断变化.诊断分析表明:下沉流(downwelling)驱动的垂直输运首先导致较低纬(约30°N—70°N)O/N_(2)的增强,然后通过极向风驱动的水平输运将其向更高纬地区输运.在中低热层(约120~300 km高度),主导O/N_(2)的TON结构演化的中低纬极向风主要是由气压梯度力导致的,同时科里奥利力对极向风也有一定的正贡献.而在约300 km高度以上的高热层,极向风主要由气压梯度力和与其作用相反的垂直黏性力两项控制.

关键词：舌状中性结构 O/N2 磁暴极向风

改革开放以来中国区域人口与经济重心演进态势及其影响因素

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经济地理 2022年第2期42卷 93-103页

作者：梁龙武先乐陈明星中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

区域协调发展是中国高质量可持续发展和建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国的必然要求,是新时代中国区域经济发展的重要方向。基于此,文章采用1978─2018年中国省域人口和GDP数据,探究四大区域人口与经济重心演进态势及其影... 详细信息

区域协调发展是中国高质量可持续发展和建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国的必然要求,是新时代中国区域经济发展的重要方向。基于此,文章采用1978─2018年中国省域人口和GDP数据,探究四大区域人口与经济重心演进态势及其影响机制。结果显示:(1)四大区域人口与经济重心演进态势差异显著。整体上,人口重心东部向西南移动,中部向东北移动,西部向西北移动,东北向西南移动;经济重心东部向西南移动,中部移动方向持续变化,西部和东北均向西南和东北往复移动。(2)社会经济要素对区域人口密度的影响系数整体较小,工业化水平、交通便利度对人口密度影响相对较大。(3)工业化水平、市场繁荣度对区域经济增长影响相对较大,城镇化与交通便利度对经济增长影响相对较小,经济增长应遵循多要素累积效应的阶段性规律。

关键词：人口重心经济重心重心演进态势工业化水平城市化水平区域协调发展

乔木根径、含量和分布类型对根土复合体饱和渗透系数的影响

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土木与环境工程学报(中英文) 2023年

作者：胡兵立苏立君谢奇峻中国科学院大学中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所中巴地球科学联合研究中心

植物根系对土体的水力特性具有重要影响，但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱，采用定水头实验方法，针对重塑根土复合体开展不同根径（1～3mm、3～5 mm、5～8 mm）及含量（根体积含量0.4%～2.4%）和... 详细信息

植物根系对土体的水力特性具有重要影响，但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。利用自制渗透实验箱，采用定水头实验方法，针对重塑根土复合体开展不同根径（1～3mm、3～5 mm、5～8 mm）及含量（根体积含量0.4%～2.4%）和根的分布类型（水平和竖直）对其饱和渗透系数影响的定量研究。结果表明，相同根径条件下根土复合体的饱和渗透系数与根体积含量呈线性正相关关系，但随着根径的增加，该线性关系斜率不断降低；根土复合体饱和渗透系数与根表面积含量也存在显著的线性正相关关系，方差分析表明该线性关系不受根径的影响；同时确定了根的不同分布类型（水平和竖直）下的根表面积含量与其饱和渗透系数之间的线性关系；此外，研究发现根竖直向分布时的根土复合体饱和渗透系数随根表面积含量的变化率是水平分布的1.8倍左右。研究结果表明，根的存在可以显著提高土体的饱和渗透系数，且根土的表面接触是影响其水力特性的根本原因。

关键词：根土复合体饱和渗透系数含根量根分布类型