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微藻生物技术在现代农业中的应用

中国生物工程杂志 2025年第1期45卷 76-87页

作者：付嘉琦闫冰詹聪吴莉夏嵩江西省科学院能源研究所、江西省碳中和研究中心、温室气体核算与碳减排江西省重点实验室南昌330096

微藻作为一种可再生的生物资源,在现代农业中展现出广泛的应用潜力,不仅为养殖业提供高价值饵料与饲料添加剂,还为种植业提供生物肥料、生物刺激剂与生物防治剂,同时在农业废水处理和土壤改良修复方面也展现出一定的优势。综述近年来微... 详细信息

微藻作为一种可再生的生物资源,在现代农业中展现出广泛的应用潜力,不仅为养殖业提供高价值饵料与饲料添加剂,还为种植业提供生物肥料、生物刺激剂与生物防治剂,同时在农业废水处理和土壤改良修复方面也展现出一定的优势。综述近年来微藻在养殖业、种植业和农业环境保护等领域中的多样化应用研究进展,分析当前微藻在农业应用中面临的技术挑战和认知局限,提出推进微藻生产技术改进、提高微藻利用效率和在循环农业中的应用等未来研究方向,以期为微藻在现代农业中的全面推广提供技术支撑,进一步促进现代农业的可持续发展。

关键词：微藻微藻生物技术现代农业可持续发展

考虑过渡层多层空间变异性的边坡降雨入渗模型及稳定性分析应用

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岩土工程学报 2025年第2期47卷 255-264页

作者：蒋水华元志镕刘贤黄劲松周创兵南昌大学工程建设学院江西南昌330031 南昌大学流域碳中和教育部工程研究中心江西南昌330031

建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,... 详细信息

建立合理的降雨入渗模型是揭示降雨诱发边坡失稳机制及灾害防控的重要前提。传统的Green-Ampt模型未考虑土壤分层及雨水入渗形成的过渡层分布,导致计算的入渗率存在较大偏差,难以适用于空间变异性边坡。提出土层入渗率的分层求解方法,可由不同土层间入渗率大小关系确定过渡层厚度,据此提出考虑土体饱和渗透系数空间变异性边坡降雨入渗分析的改进Green-Ampt模型。进而应用改进模型进行降雨入渗下均质和非均质无限长边坡渗流及稳定性分析,并与传统Green-Ampt模型计算结果和Richards方程数值解加以对比。分析结果表明:相比于传统的Green-Ampt模型,利用改进模型计算的边坡体积含水量分布和稳定性系数与Richards方程数值解更为吻合,可以更好地为非均质边坡降雨入渗分析及降雨型滑坡灾害防控提供理论依据。此外,发现过渡层厚度与土体饱和渗透系数、过渡层顶部入渗率和体积含水量之间存在依赖关系,而与雨水入渗的总深度无直接关系。

关键词：边坡稳定性分析空间变异性降雨入渗改进Green-Ampt模型过渡层

基于超效率SBM-ML模型的5个造纸大国生态效率测算

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中国造纸 2025年第2期44卷 45-56页

作者：刘沙沙乔元波谢运生邓蕙菁江西省科学院能源研究所温室气体核算与碳减排江西省重点实验室江西南昌330096 江西省碳中和研究中心江西南昌330096 山东大学县域发展研究院山东青岛266237

全球气候变化背景下,造纸行业资源环境利用效率亟待提升,本研究基于2010—2019年美国、中国、日本、巴西和加拿大5个造纸大国的面板数据,采用包含非期望产出的超效率(SBM)模型测算了造纸行业的生态效率,选用Malmquist-Luenberger(ML)指... 详细信息

全球气候变化背景下,造纸行业资源环境利用效率亟待提升,本研究基于2010—2019年美国、中国、日本、巴西和加拿大5个造纸大国的面板数据,采用包含非期望产出的超效率(SBM)模型测算了造纸行业的生态效率,选用Malmquist-Luenberger(ML)指数模型探索其时间变化特征。结果表明,各国家造纸行业生态效率差异大且各具不同演变特征:美国、日本、巴西、加拿大、中国造纸行业的生态效率10年均值分别为0.9327、0.8951、0.7541、0.4853、0.3462。美国造纸行业生态效率呈现波动上升的“W”型变化态势;中国造纸行业生态效率呈现逐年递增的变化态势;日本和巴西的造纸行业生态效率呈现先下降后上升变化态势;加拿大造纸行业生态效率呈现先下降后平稳变化态势。各国家造纸行业生态效率变化受到效率改进和技术进步的影响程度存在差异:美国、日本、巴西和加拿大4个国家造纸行业生态效率的ML指数受技术进步(TC)指数的影响更大,中国则受到效率改进(EC)指数的影响更大。表明资源利用和管理极大地影响着生态效率的高低,同时政策和市场带来的影响也是巨大且可持续的。最后从技术革新、资源利用管理以及污染物防控等方面提出了造纸行业的未来发展建议。

关键词：造纸行业生态效率超效率SBM模型 Malmquist-Luenberger指数非期望产出

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钙钛矿太阳能电池研究进展

化工进展 2025年

作者：李白茹方志敏王爱丽罗龙张罗正李绿洲丁建宁扬州大学碳中和技术研究院扬州大学扬州碳中和技术创新研究中心扬州大学物理科学与技术学院

作为第三代新兴太阳能电池的代表，钙钛矿太阳能电池自诞生起就发展迅速，其小面积器件效率已经达到26.7%的高水平。本综述系统性地回顾了钙钛矿太阳能电池的最新研究进展，涵盖了单结和叠层结构的最新发展，以及其产业化和空间应用潜... 详细信息

作为第三代新兴太阳能电池的代表，钙钛矿太阳能电池自诞生起就发展迅速，其小面积器件效率已经达到26.7%的高水平。本综述系统性地回顾了钙钛矿太阳能电池的最新研究进展，涵盖了单结和叠层结构的最新发展，以及其产业化和空间应用潜力。首先，介绍了单结钙钛矿太阳能电池的不同带隙特性，包括常规带隙、宽带隙和窄带隙钙钛矿材料，分析了它们在光吸收和能量转换效率方面的优势与挑战。其次，探讨了钙钛矿基叠层太阳能电池的多种设计，包括钙钛矿-晶硅叠层电池和全钙钛矿叠层电池，强调了叠层结构在提高光电转换效率和拓宽应用范围方面的潜力。在产业化方面，文章分析了大面积钙钛矿太阳能模组的光伏性能和制备技术的发展，展示了这一领域的商业化进程及其面临的技术和市场挑战。同时，综述还关注了钙钛矿太阳能电池在空间应用中的前景，强调其在极端环境条件下的可靠性和效率。最后，文章总结了钙钛矿太阳能电池的当前成就和未来展望，提出了持续研发和技术突破对推动这一领域发展的重要性。随着技术的不断进步，钙钛矿太阳能电池有望在可再生能源领域发挥更大作用，为全球能源转型贡献力量。

关键词：钙钛矿太阳能电池宽带隙窄带隙叠层产业化空间应用

旱地农田土壤N_(2)O排放:从路径、微生物作用机制到靶向调控

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农业环境科学学报 2025年第1期44卷 6-14页

作者：李世清何仁元高娜罗珠珠甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 石家庄学院碳中和研究中心石家庄050035

农田土壤是陆地生态系统N_(2)O的重要排放源,其中旱地农田土壤N_(2)O排放约占全球农田N_(2)O排放的50%。旱地农田土壤N_(2)O的排放模式具有独特性,呈现“湿润或施氮脉冲”现象。结合多年研究结果,本文系统综述了旱地农田土壤N_(2)O产生... 详细信息

农田土壤是陆地生态系统N_(2)O的重要排放源,其中旱地农田土壤N_(2)O排放约占全球农田N_(2)O排放的50%。旱地农田土壤N_(2)O的排放模式具有独特性,呈现“湿润或施氮脉冲”现象。结合多年研究结果,本文系统综述了旱地农田土壤N_(2)O产生的主要路径及微生物作用机制、抑制N_(2)O产生的调控途径,并评价了硝化抑制剂在减少农田土壤N_(2)O排放中的效果以及包含硝化抑制剂氮肥产业化生产的前景。综述表明:以铵态氮为底物的氨氧化路径(包括自养硝化、硝化细菌反硝化、硝化耦合反硝化)是N_(2)O排放+的主要途径,完全氨氧化微生物对自养硝化过程N_(2)O排放的贡献亦不可忽视,抑制以NH_(4)^(+)为底物的氨氧化路径可能是旱地农田调控N_(2)O排放的主要靶向途径,并探讨了今后旱地农田N_(2)O排放研究的重点。未来研究应将多方法(同位素示踪和分子生物学技术)、多尺度(多点田间定位试验、区分根际与非根际)和多因素(不同农田管理措施)相结合,可靠揭示旱地农田土壤N_(2)O排放路径、机制以及根际和非根际N_(2)O排放的异质性,筛选适宜于旱地N_(2)O减排的靶向硝化抑制剂,构建旱地农田N_(2)O排放的理论框架,提出减排的关键靶向调控途径。

关键词：旱地农田 N_(2)O排放路径微生物作用机制靶向调控硝化抑制剂

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鞋类产品碳足迹管理体系建设现状与展望

环境科学研究 2025年

作者：张冰倩胡亚悰冯晨严坤冯则实田金平陈吕军清华大学环境学院清华大学生态文明研究中心清华大学碳中和研究院

时尚产业尤其是制鞋业在全球气候变化的应对中扮演重要角色。领先鞋类企业已制定碳中和目标，并高度重视产品碳足迹管理体系对生产生活方式绿色低碳转型的重要促进作用。然而，鞋类产品结构复杂、原料多样，使得鞋类产品碳足迹量化面临... 详细信息

时尚产业尤其是制鞋业在全球气候变化的应对中扮演重要角色。领先鞋类企业已制定碳中和目标，并高度重视产品碳足迹管理体系对生产生活方式绿色低碳转型的重要促进作用。然而，鞋类产品结构复杂、原料多样，使得鞋类产品碳足迹量化面临多重挑战。本文系统分析了中国产品碳足迹相关政策，剖析制鞋业产业链现状，阐述鞋类产品碳足迹研究的重要性，通过分析鞋类产品碳足迹国内外研究现状，识别鞋类产品碳足迹量化面临的挑战。结果表明：现有18篇文献中鞋类产品碳足迹透明度和可比性不足，量化方法各异，仅7篇量化了全生命周期碳足迹，3篇开展了不确定性分析，难以有效支持鞋类产品碳足迹体系建设，其难点在于缺少统一规范的鞋类产品碳足迹量化方法、高精度的活动数据和高度匹配的排放因子。鞋类产品产量约为世界人口的3倍，作为全球最大的鞋类生产国和消费国，中国在此领域的进展对实现国家“双碳”目标意义重大。鉴于此，我国需要建立统一规范的鞋类产品碳足迹量化方法，识别高碳排放环节以及优化生态设计、固废再生利用和处理处置、供应链减碳和消费者引导等减碳策略，推动制鞋业减排和可持续发展，从而实现“双碳”目标。

关键词：鞋类产品产品碳足迹气候变化生态设计碳达峰碳中和

磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性污泥基生物炭对四环素的吸附特性

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化工进展 2025年第1期44卷 583-595页

作者：赵丽阳李倩何佩熹潘鸿辉刘艳刘细祥广西民族大学材料与环境学院广西先进结构材料与碳中和重点实验室广西高校环境友好材料及碳中和新技术重点实验室土壤与地下水环境研究中心广西南宁530006 广西化工研究院有限公司广西南宁530001

以剩余污泥为原料,在200℃的热解温度下,通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe_(3)O_(4),分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性生物炭(PFBC),用以吸附水体中的四环素(TC)... 详细信息

以剩余污泥为原料,在200℃的热解温度下,通过磷钼酸(PMA)改性和球磨法负载Fe_(3)O_(4),分别制备原始生物炭(BC)、球磨污泥生物炭(FBC)、磷钼酸改性生物炭(PBC)、磷钼酸-Fe_(3)O_(4)球磨共改性生物炭(PFBC),用以吸附水体中的四环素(TC)。结果表明,PFBC具有更大的比表面积、孔体积和更小的粒径,共改性后表面含氧官能团含量明显增强,XRD和XPS表征结果表明PFBC成功负载Fe_(3)O_(4)。TC初始浓度为30mg/L、PFBC投加量为0.25g/L、pH=7时,PFBC对TC的去除率可达到88.7%。PFBC对TC的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温线和准二级吸附动力学模型拟合,表明吸附过程为单分子层的化学吸附,饱和吸附容量在25℃达到500.0mg/g。在重复利用5次后,PFBC仍能去除溶液中63.3%的TC,其饱和磁化强度达18.1emu/g,可在外加磁场作用下简易回收。PFBC对TC的吸附包括孔隙填充、π-π交互作用、静电吸引、络合作用。本研究为改性污泥生物炭在废水抗生素治理中的应用提供了一种新策略。

关键词：污泥生物炭球磨共改性四环素吸附

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地质封存CO_(2)泄漏玉米光谱差异特征分析

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华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 114-120页

作者：薛璐马俊杰王浩璠马劲风榆林学院生命科学学院陕西榆林719000 西北大学碳中和学院(榆林) 陕西西安710069 二氧化碳捕集与封存国家与地方工程研究中心陕西西安710127 陕西省碳中和技术重点实验室陕西西安710069

构建CO_(2)泄漏模拟平台,利用玉米叶片原始光谱分析、一阶导数光谱分析及相关性分析、差异性分析与回归分析,提取对土壤CO_(2)泄漏敏感的玉米光谱特征参量.结果表明:土壤CO_(2)泄漏条件下的玉米绿峰(Rg)、红谷(Rr)、蓝边幅值(Db)和红边... 详细信息

构建CO_(2)泄漏模拟平台,利用玉米叶片原始光谱分析、一阶导数光谱分析及相关性分析、差异性分析与回归分析,提取对土壤CO_(2)泄漏敏感的玉米光谱特征参量.结果表明:土壤CO_(2)泄漏条件下的玉米绿峰(Rg)、红谷(Rr)、蓝边幅值(Db)和红边幅值(Dr)四个特征参量变化明显,且Rg和Rr与土壤CO_(2)有更高的相关性(R2≥0.869).在泄漏10,20和30 d,土壤CO_(2)体积分数为10%,30%和50%下的Rr均与对照组呈显著性差异;泄漏20和30 d时,土壤CO_(2)体积分数为10%,30%和50%下的Rg均与CK呈显著性差异,但泄漏10 d、土壤CO_(2)体积分数仅为30%和50%时,Rg与CK呈显著性差异.泄漏10 d时,Rg仅可识别土壤CO_(2)体积分数为30%以上的泄漏;泄漏20和30 d时,Rr和Rg均可有效识别土壤CO_(2)体积分数为10%,30%和50%的泄漏.同时,Rg与Rr与土壤CO_(2)呈较强的线性关系(R2≥0.7515),可利用Rg和Rr与CO_(2)的线性回归方程定量反演土壤CO_(2)可能泄漏的体积分数.

关键词：植物高光谱光谱特征参量 CO_(2)泄漏 CO_(2)地质封存泄漏监测

粉葛对镉、砷和铅复合污染农田土壤的修复潜力

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环境科学 2025年第04期46卷 2547-2556页

作者：林小兵何检荣吴多基尧娟周利军彭君王斌强何绍浪黄尚书武琳吴建富江西农业大学国土资源与环境学院江西省红壤及种质资源研究所国家红壤改良工程技术研究中心/江西省受污染耕地安全利用工程研究中心铅山县农业农村局黎川县农业农村局萍乡市农业科学研究中心

为探究粉葛对镉（Cd）、砷（As）和铅（Pb）复合污染土壤的修复潜力，通过大田试验研究了不同区域农田土壤Cd、As和Pb复合污染下粉葛（花叶葛和赣葛2号）的生长特性、富集特征及修复潜力.结果表明，粉葛整株生物量（干重）为4.58～12.4... 详细信息

为探究粉葛对镉（Cd）、砷（As）和铅（Pb）复合污染土壤的修复潜力，通过大田试验研究了不同区域农田土壤Cd、As和Pb复合污染下粉葛（花叶葛和赣葛2号）的生长特性、富集特征及修复潜力.结果表明，粉葛整株生物量（干重）为4.58～12.45 t·hm-2，其中花叶葛整株生物量高于赣葛2号.粉葛各部位中ω（Cd）、ω（AS）和ω（Pb）范围分别为1.63～17.04、0.15～20.97和0.40～231.12mg·kg-1；对Cd、As和Pb的积累量分别为14.01～109.06、4.10～27.59和49.97～305.69 g·hm-2；移除率分别为0.40%～2.57%、0.02%～0.08%和0.06%～0.09%；富集系数分别为0.09～13.12、0.01～0.38和0.01～0.76；转运系数分别为0.50～4.72、1.27～15.89和1.19～35.68.其中，花叶葛主藤中Cd、As和Pb含量及As积累量和移除率均显著高于赣葛2号（P<0.05）.生物量主要集中在块根，而重金属含量和积累量主要集中在茎秆和叶片.相关分析表明，土壤Cd含量与粉葛主藤和叶片中Cd含量均呈显著正相关（P<0.05）；土壤Pb含量与粉葛各部位Pb含量呈显著正相关（P<0.05）.除湘东试验区花叶葛外，粉葛经济部分——葛粉中重金属含量均低于药用植物的标准限值.综上，粉葛对Cd、As和Pb具有较强的吸收和转运能力，花叶葛可作为重度Cd为主的复合污染土壤修复的潜力富集植物，赣葛2号（用作葛粉）为轻中度Cd为主的复合污染土壤修复的潜力富集植物.

关键词：重金属复合污染土壤粉葛土壤重金属移除率富集特征修复潜力