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干湿交替循环对黄土高原退耕还林的土壤微生物碳利用效率（CUE）的影响

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干湿交替循环对黄土高原退耕还林的土壤微生物碳利用效率（CUE）...

作者：胡沛瑶东北师范大学

学位级别：硕士

陆地生态系统在气候反馈中发挥着重要作用,陆地生态系统中的植被和土壤会储存大量碳,从而成为全球重要的碳汇。土壤圈连接着大气圈、水圈和岩石圈,并且其他几个圈层进行物质交换和能量流动,而土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库。微生... 详细信息

陆地生态系统在气候反馈中发挥着重要作用,陆地生态系统中的植被和土壤会储存大量碳,从而成为全球重要的碳汇。土壤圈连接着大气圈、水圈和岩石圈,并且其他几个圈层进行物质交换和能量流动,而土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库。微生物碳利用效率（CUE）是一个衡量微生物活动的指标,进而也衡量土壤固碳的能力。气候变化引发天气极端事件,导致暴雨和干旱频发,并对生态系统碳（C）、氮（N）、磷（P）循环产生影响。暴雨和干旱会导致土壤的水分发生变化,土壤缓慢干燥和再湿润的过程称为土壤干湿交替循环。土壤干湿交替循环会影响土壤的物理性质、化学性质和微生物活动。本研究在黄土高原实施退耕还林生态工程的地区采集不同退耕还林年限（0年、16年、40年）的农田生态系统和森林生态系统的土壤进行室内实验,模拟干湿交替循环,设置两个干湿交替循环的强度（高强度:100%WHC-20%WHC、低强度:60%WHC-20%WHC）和四个干湿交替循环的次数（1-4次）。采用O同位素标记水的方法测定微生物碳利用效率,探究干湿交替循环如何改变微生物碳利用效率、微生物呼吸速率、微生物生长速率。本研究得到以下结论:（1）干湿交替循环是一种胁迫,会导致微生物碳利用效率降低。从呼吸速率和生长速率来看,干湿交替循环导致微生物呼吸速率升高,微生物生长速率降低。这说明土壤微生物在面临干湿交替这种胁迫时,将自身吸收的有机物更多的用于呼吸代谢而非生长代谢。（2）干湿交替循环强度和次数显著影响了土壤微生物碳利用效率,高强度的干湿交替循环的微生物碳利用效率比低强度大;而随着干湿交替循环次数增加,微生物碳利用效率逐渐增大。（3）湿度是影响微生物碳利用效率的重要因素。随着土壤湿度增大,微生物碳利用效率先增大后减小,最大值出现在20%WHC-40%WHC之间。（4）退耕还林越久的土壤,微生物碳利用效率越大,固碳能力越强。同时面对干湿交替胁迫,退耕还林年限越久的土壤受到的干扰越小。综上所述,土壤水分含量和水分变化会通过微生物量、微生物活性、微生物呼吸速率和微生物生长速率来改变土壤微生物的生理过程,干湿交替循环这种干扰胁迫会显著降低微生物碳利用效率。其中干湿交替循环强度通过胁迫程度、微生物量变化来影响微生物碳利用效率,干湿交替次数通过微生物群落构成、微生物生存策略来影响微生物碳利用效率。而不同退耕还林年限的土壤面对干湿交替胁迫,他们的固碳能力不同,说明了植被恢复对于土壤碳留存有一定效果。该研究阐述了干湿交替循环对微生物碳利用效率的作用机制和内在机理,对于深入理解黄土高原地区退耕还林的土壤中碳变化提供依据。

关键词：土壤碳微生物碳利用效率干湿交替循环植被恢复

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干湿交替对武夷山不同海拔土壤碳矿化的影响

生态学杂志 2018年第2期37卷 312-321页

作者：黄石德叶功富林捷阮宏华金昌善李媛媛陈杰南京林业大学生物与环境学院南京210037 福建省林业科学研究院福州350012 福建武夷山森林生态系统国家定位观测研究站福建武夷山354315 福建武夷山国家级自然保护区管理局福建武夷山354315

干湿交替(DW)对土壤有机碳矿化作用、养分循环和微生物生长代谢有着重要的影响。本文选择武夷山不同海拔0~10 cm的表层土壤作为研究对象,分别在5、15和25℃温度下培养,模拟DW循环,并设置恒湿处理(CW)作为对照,研究干湿循环对不同海拔土... 详细信息

干湿交替(DW)对土壤有机碳矿化作用、养分循环和微生物生长代谢有着重要的影响。本文选择武夷山不同海拔0~10 cm的表层土壤作为研究对象,分别在5、15和25℃温度下培养,模拟DW循环,并设置恒湿处理(CW)作为对照,研究干湿循环对不同海拔土壤碳矿化作用的影响。结果表明:与CW处理相比,土壤变干时显著减少土壤有机碳矿化速率。重新变湿后,土壤有机碳的脉冲效应被观察,且变湿的脉冲效应随着DW数的增加而逐渐降低。重复的DW处理土壤累积碳矿化量显著低于CW处理,表明湿润引起的激发碳矿化量不足以抵消干旱期间减少量。DW处理的温度敏感性Q10显著低于CW处理。在DW循环中,湿度敏感性k值随海拔的升高而增加,表明高海拔土壤矿化更强的水分依赖性。DW处理微生物生物量碳含量高于CW处理,而冷水和热水浸提的可溶性有机碳含量则低于CW处理。

关键词：干湿交替循环有机碳矿化可溶性有机碳微生物生物量碳武夷山

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低碳钢在H_2S溶液中的腐蚀行为研究

中国腐蚀与防护学报 2010年第6期30卷 465-468页

作者：张弦杨淼汪新林安甘复兴武汉大学资源与环境科学学院环境工程系武汉430072 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110016

通过腐蚀形貌分析、腐蚀产物分析和电化学测试多种分析测试手段,研究了干湿交替循环下低碳钢在H_2S溶液中的腐蚀行为。综合分析结果表明腐蚀初期产物较少,腐蚀速率与循环次数成正比;腐蚀后期,腐蚀产物较多,形成一层保护膜,阻碍腐蚀过程... 详细信息

通过腐蚀形貌分析、腐蚀产物分析和电化学测试多种分析测试手段,研究了干湿交替循环下低碳钢在H_2S溶液中的腐蚀行为。综合分析结果表明腐蚀初期产物较少,腐蚀速率与循环次数成正比;腐蚀后期,腐蚀产物较多,形成一层保护膜,阻碍腐蚀过程的进行,腐蚀速率与循环次数成反比。FeS的生成可能是腐蚀速率出现转折的一个因素。

关键词： H2S 低碳钢干湿交替循环腐蚀行为

基于阳极梯系统的苏通大桥锚固区腐蚀监测研究

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建筑科学与工程学报 2012年第4期29卷 106-111页

作者：王霄陈志坚徐钢河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098 杭州园林设计院股份有限公司浙江杭州310013

对腐蚀的发生机理和影响因素进行了概括,介绍了基于宏腐蚀原理开发的阳极梯系统的工作原理和评价体系;鉴于阳极梯系统难以捕捉到腐蚀发生时的微电流,运用法拉第第二定律计算钢筋锈蚀质量损失存在较大误差,因此采用干湿循环交替试验修正... 详细信息

对腐蚀的发生机理和影响因素进行了概括,介绍了基于宏腐蚀原理开发的阳极梯系统的工作原理和评价体系;鉴于阳极梯系统难以捕捉到腐蚀发生时的微电流,运用法拉第第二定律计算钢筋锈蚀质量损失存在较大误差,因此采用干湿循环交替试验修正了混凝土开裂后锈蚀质量损失与宏电流的函数关系;根据苏通大桥索塔锚固区的实测数据,简要评估了当前索塔塔壁混凝土碳化程度和钢筋的腐蚀状态。结果表明:索塔锚固区混凝土不同深度的电位及电阻率变化较为稳定,腐蚀宏电流曲线相对平稳,宏电流极值远小于耦合电流的临界值15μA,锚固区混凝土的碳化速度缓慢,钢筋尚未发生腐蚀。研究结果可为相关桥梁结构腐蚀监测提供一定的参考。

关键词：阳极梯系统苏通大桥干湿交替循环锚固区腐蚀监测质量损失

干湿交替对有机涂层在模拟海洋工业大气溶液中失效行为的影响

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涂料工业 2020年第6期50卷 48-53,70页

作者：张寒露白宇鹏孙炜唐聿明赵旭辉左禹中国人民解放军92228部队北京100072 北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京100029

采用电化学交流阻抗(EIS)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等方法研究了环氧富锌/丙烯酸聚氨酯涂层在模拟海洋工业大气溶液[0.05%NaCl+0.35%(NH4)2SO4]中的失效过程,对比分析了不同干湿循环周期(浸泡8 h-干燥4 h、浸泡4 h-干燥4 h、浸... 详细信息

采用电化学交流阻抗(EIS)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等方法研究了环氧富锌/丙烯酸聚氨酯涂层在模拟海洋工业大气溶液[0.05%NaCl+0.35%(NH4)2SO4]中的失效过程,对比分析了不同干湿循环周期(浸泡8 h-干燥4 h、浸泡4 h-干燥4 h、浸泡8 h-干燥16 h)对涂层劣化行为的影响。结果表明:不同的干湿频率导致涂层吸水以及溶胀/收缩的程度不同。干湿交替8-4周期和4-4周期条件下涂层的低频阻抗值(|Z|0.01 Hz)下降较快,涂层孔隙率与吸水率增长快,聚氨酯面漆水解程度较大,底漆中锌粉反应程度高。干湿8-16周期与全浸试样的低频阻抗值下降较慢,且在后期较接近,吸水率和孔隙率增长最慢。

关键词：环氧富锌底漆聚氨酯面漆模拟大气溶液干湿交替循环交流阻抗

几种有机涂层在干湿循环环境下劣化过程的电化学阻抗研究

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几种有机涂层在干湿循环环境下劣化过程的电化学阻抗研究

作者：屈帅北京化工大学

学位级别：硕士

本文主要采用电化学交流阻抗谱（EIS）对有机涂层劣化过程进行研究。通过等效电路对实验结果进行解析,分析涂层吸水率和孔隙率,结合傅里叶红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）结果,对有机涂层的劣化机理进行探讨。此外,以双电极体系研... 详细信息

本文主要采用电化学交流阻抗谱（EIS）对有机涂层劣化过程进行研究。通过等效电路对实验结果进行解析,分析涂层吸水率和孔隙率,结合傅里叶红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）结果,对有机涂层的劣化机理进行探讨。此外,以双电极体系研究了环氧厚涂底漆在干湿交替循环的干燥阶段阻抗谱图的变化;研究了不同干湿交替循环周期对涂层劣化过程的影响。 1、采用EIS、 FT-IR和SEM等测试方法,对环氧厚涂底漆在干湿交替循环和全浸条件下的劣化机理进行了研究。EIS结果表明,环氧厚涂底漆在劣化过程中低频段的|Z|0.01Hz随时间呈“三段式”变化。FT-IR和SEM结果表明,涂层自身官能团的水解是涂层失效的主要原因。与全浸条件相比,干湿交替循环条件干燥过程中氧的迅速补充,以及干湿交替条件下的物理作用使得涂层劣化更快。 2、用双电极体系研究了环氧厚涂底漆在干湿交替循环干燥过程中的阻抗变化,并对比干湿交替循环浸泡过程中双电极与三电极所测结果。结果表明,双电极体系与三电极体系所得结果基本吻合,环氧厚涂底漆在干燥过程中低频段|Z|0.01Hz随时间的变化同样分为三个阶段。 3、用EIS、 FT-IR和SEM等测试方法,对聚氨酯热反射面漆和环氧厚浆防锈底漆的劣化机理进行探讨。并用等效电路对EIS结果进行解析。结果表明,涂层的孔隙率和吸水率都随时间的延长而增加。结合FT-IR和SEM测试结果可知,涂层中官能团的水解是涂层失效的主要原因,且干湿交替循环条件下涂层的劣化速度高于全浸条件。 4、对比研究了复合涂层与单涂层底漆和面漆在相同条件下涂层的劣化过程。结果表明,复合涂层中面漆的劣化程度高于单涂层的面漆,复合涂层面漆表面所形成的孔洞已经贯穿到面漆/底漆的界面处。 5、探讨了不同循环周期对聚氨酯热反射面漆和环氧厚浆防锈底漆劣化过程的影响。结果表明,在单个周期内,浸泡时间越长,涂层的劣化速率越快。

关键词：有机涂层交流阻抗干湿交替循环双电极劣化

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海水环境下再生混凝土的腐蚀研究

河北工程大学学报（自然科学版） 2011年第1期28卷 5-9页

作者：安新正易成姜新佩刘超河北工程大学土木学院河北邯郸056038 中国矿业大学力学与建筑学院北京100083 河北工程大学建筑学院河北邯郸056038

为了研究不同再生骨料替代率ρr、荷载对再生混凝土腐蚀损伤的影响,利用强度等级为C25的废弃普通混凝土构件制备再生骨料,并分别以ρr=0%、ρr=30%和ρr=50%的再生骨料替代率来配置再生混凝土。采用人工海水侵蚀溶液对弯曲应力作用下的... 详细信息

为了研究不同再生骨料替代率ρr、荷载对再生混凝土腐蚀损伤的影响,利用强度等级为C25的废弃普通混凝土构件制备再生骨料,并分别以ρr=0%、ρr=30%和ρr=50%的再生骨料替代率来配置再生混凝土。采用人工海水侵蚀溶液对弯曲应力作用下的再生混凝土试件进行0、10、20、30、40、50次干湿交替循环腐蚀试验,以研究人工海水腐蚀条件下再生骨料替代率和弯曲应力对再生混凝土性能的影响规律。结果表明,弯曲应力的存在加速了人工海水对再生混凝土的侵蚀作用。同时,在相同弯曲应力系数下人工海水对再生混凝土的腐蚀损伤将随再生骨料替代率的增大而减小;在相同再生骨料替代率下人工海水对再生混凝土的腐蚀损伤将随弯曲应力系数的增大而增大。

关键词：再生混凝土再生骨料取代率干湿交替循环腐蚀弯曲应力

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低碳钢在工业大气环境中的锈蚀演化

莱钢科技 2007年第6期 30-33页

作者：董杰董俊华韩恩厚刘春明王华川莱芜钢铁股份有限公司技术研发中心中国科学院金属研究所东北大学

研究了模拟工业酸雨大气条件下低碳钢经干湿循环加速腐蚀实验条件下的锈蚀速度变化。初期锈蚀速度随干湿循环次数的增加而增大，随后转为随干湿循环次数的增加而降低。带锈低碳钢的电化学极化行为表明，干湿循环下的腐蚀产物促进阴极过... 详细信息

研究了模拟工业酸雨大气条件下低碳钢经干湿循环加速腐蚀实验条件下的锈蚀速度变化。初期锈蚀速度随干湿循环次数的增加而增大，随后转为随干湿循环次数的增加而降低。带锈低碳钢的电化学极化行为表明，干湿循环下的腐蚀产物促进阴极过程，抑制阳极过程。在干湿循环加速腐蚀进程中低碳钢表面铁锈的化学组成、结构变化表现为在锈蚀初期α-FeOOH含量较低，锈层疏松，锈蚀速度呈随干湿循环次数增加而上升趋势；后期随α—FeOOH含量的增加和锈层变得更加致密，腐蚀转变为随干湿循环次数增加而下降。

关键词：低碳钢干湿交替循环腐蚀