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CO2气体是温室作物光合作用的重要原料之一。为掌握温室CO2气肥增施性能,以温室CO2气肥增施为研究对象,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术建立二维紊流数值计算模型。基于FLUENT软件,结合SIMPLE算法,采用有孔介质模型、k-ε模型、离心坐标(discrete ordinates,DO)模型,添加组分传输模型,对气肥喷射高度、气肥增施流量等因素对CO2增施性能进行数值模拟,得到温室内CO2浓度变化和分布规律。研究结果表明:气肥增施过程对作物区的温度场影响较小,温室的作物区域最大温度与最小温度差值不超过0.5℃,作物区域的气流流场以及温度场分布较为均匀;由于CO2的沉积效应,温室下部区域的CO2浓度相对较高;气肥喷射高度越高,CO2扩散的范围越大,沉积在作物区的CO2相对越少,CO2的浓度也相对较低;气肥增施流量越大,作物区域的CO2浓度上升越快。试验结果表明,CO2浓度模拟值与试验值差异不大于5%,模拟结果与试验结果较吻合,证明了模型的正确性。该研究对掌握温室CO2气肥增施性能的流场变化规律,开展温室气肥增施装备的优化设计具有一定的参考价值。 相似文献
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华北平原高产农区冬小麦农田土壤温室气体排放及其综合温室效应 总被引：33，自引：5，他引：28
研究不同农业管理措施下小麦农田N2O、CO2、CH4等温室气体的综合增温潜势,有助于科学评价农业管理措施在减少温室气体排放和减缓全球变暖方面的作用,为制定温室气体减排措施提供依据。本研究采用静态明箱气相色谱法对华北平原高产农区4种农业管理措施下冬小麦农田土壤温室气体(CO2、CH4和N2O)季节排放通量进行了监测,估算了不同农业管理措施下小麦季的综合温室效应。结果表明,华北太行山前平原冬小麦农田土壤是CO2、N2O的排放源,CH4的吸收汇。不同农业管理措施对不同温室气体的排放源和吸收汇强度的影响不同,增施氮肥、充分灌溉促进了土壤CO2、N2O的生成,强化了土壤CO2和N2O排放源的特征;但却抑制了土壤对CH4的氧化,弱化了土壤作为大气CH4吸收汇的特征。2009—2010年和2010—2011年冬小麦生长季T1(传统模式)、T2(高产高效模式)、T3(再高产模式)和T4(再高产高效和土壤生产力提高模式)处理土壤排放的温室气体碳当量分别依次为8 880 kg(CO2).hm 2、8 372 kg(CO2).hm 2、9 600 kg(CO2).hm 2、9 318kg(CO2).hm 2和13 395 kg(CO2).hm 2、12 904 kg(CO2).hm 2、13 933 kg(CO2).hm 2、13 189 kg(CO2).hm 2。各处理间温室气体排放差异主要是由于施肥和灌溉措施的不同引起的,秸秆还田与否是造成年度间温室气体排放存在差异的主要原因。T2处理综合增温潜势相对较低,产量和产投比相对较高,为本区域冬小麦优化管理模式。 相似文献
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在温室进行了马铃薯盆栽试验,采用静态暗箱气相色谱法比较了滴灌(D)和漫灌(F)两种不同灌溉制度对土壤CO2与CH4浓度的影响。在每种灌溉制度下再分设覆膜(M)与不覆膜两种农艺措施处理。覆膜滴灌(MD)下按土壤湿润比(P)不同,再设3个处理,分别为P1(P=25%)、P2(P=33%)、P3(P=50%),共6个处理,即DP1、MDP1、MDP2、MDP3、FC(不覆膜漫灌)和MF(覆膜漫灌),裸土(BS)和覆膜裸土(MBS)为对照。研究结果表明:覆膜的增温保湿作用及薄膜对土壤与大气间气体传输的自然阻隔作用使土壤CO2浓度升高10.4%~94.5%,CH4浓度降低5.1%~47.4%。滴灌的干湿交替现象以及漫灌对土壤通气性的降低使漫灌处理土壤中CO2浓度高于滴灌7.4%~49.7%,CH4浓度降低6.6%~68.2%。而土壤湿度通过影响土壤通气性和土壤溶解性有机质两方面来影响土壤温室气体排放,覆膜滴灌下湿润比越高,土壤中CO2浓度越低,其对CH4浓度的影响不确定。土壤温度是土壤呼吸的主要驱动因子,也会影响CH4的氧化过程。观察DP1处理灌水后土壤中温室气体浓度发现,CO2浓度与温度呈显著正相关关系,CH4浓度与温度呈显著负相关关系,土壤中CO2浓度与CH4浓度呈显著负相关关系。 相似文献
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土壤微生物生物量和呼吸强度对大气CO2浓度升高的响应 总被引：8，自引：0，他引：8
随着全球环境变化对陆地生态系统的影响逐渐成为公众和科学界关注的热点,CO2作为一种重要的温室气体受到格外重视.大气CO2浓度升高将直接影响陆地植物的光合作用[1].植物的光合产物约有20% ～ 50%被运送到地下,通过根系分泌及死亡输入土壤[2],因此大气CO2浓度升高将会间接影响土壤生态系统.长期以来,关于大气CO2浓度升高对农作物地上部分的研究较多,但关于大气CO2浓度升高对土壤特别是土壤微生物的影响的研究报道较少. 相似文献
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增施CO_2气肥对温室结球莴苣光合作用影响的综合模型研究 总被引：6，自引：2，他引：6
为探讨不同温度和光照条件下增施 CO2 气肥对温室作物生长的影响 ,应用红外线 CO2 气体分析仪测定方法 ,对不同 CO2 浓度下结球莴苣光合作用速率的变化进行了深入系统的研究 ,并分别建立了低温条件下和中、高温条件下增施 CO2 气肥对光合作用速率影响的综合模型。研究结果表明 ,在一定范围内 ,随着光照度提高和温度上升 ,增施 CO2 气肥对于光合作用的促进效果提高 ,但是超过饱和点后会有负的效应。本实验条件下 ,结球莴苣光合作用最佳的生态因子组合为 :光照度 897.3μmol· m- 2 · s- 1 ,温度 2 8.9℃ ,CO2 浓度 2 16 0μL / L ,此时的净光合速率 (CO2 ) Pn为 36 .0 μm ol· m- 2· s- 1。 相似文献
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规模化奶牛场温室气体排放量评估 总被引：3，自引：3，他引：0
为了对组织层次上温室气体排放进行量化,为企业选择最有效的减排措施提供依据。该文以河北保定一规模化奶牛场为案例,利用气候变化框架公约（UNFCCC）清洁发展机制理事会批准的相关方法学、IPCC排放系数法及相关文献,在组织层次上量化了该奶牛场运行过程中的温室气体的排放与清除。案例研究结果表明,采用规模化运行管理方式及粪便管理系统时,该2 300头存栏的奶牛场年排放温室气体为11 333.2 t CO2-e或者说每头存栏奶牛年排放温室气体 4.9 t CO2-e,并提出了组织温室气体的减排建议。这对同类牛场温室气体排放量的评估具有参考意义。 相似文献
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不同CO2浓度对玉米秸秆分解期间土壤腐殖质形成的影响 总被引：19，自引：4，他引：19
以往人们较多的研究了土壤有机碳与温室气体的源、汇关系问题,却很少研究温室气体对土壤有机碳本身分解转化和各组分性质的影响。为了探讨CO2浓度升高对腐殖物质形成转化的作用,本文通过室内人为高浓度CO2的培养试验,用腐殖质组成修改法研究了玉米秸秆分解期间（1~180d）土壤总有机碳（TOC）、水溶性物质（WSS）、碱提取腐殖物质（HE）、胡敏酸（HA）和胡敏素（HM）数量的动态变化规律及不同CO2浓度对有机碳各组分形成与转化的影响。结果表明：玉米秸秆分解期间,“新形成”的净TOC逐渐降低,净HE表现为先增加而后下降的趋势,HM的绝对数量逐渐下降。可提取腐殖物质中HA的比例（PQ）先增加后下降,最终趋于平稳,说明最初富里酸（FA）的形成速度大于HA,随培养时间的延长,FA和HA经历了一段相互转化的过程,最终达到动态平衡。30%CO2浓度（V/V）处理的TOC、WSS、HE和HM数量明显高于3%CO2浓度处理和正常CO2浓度（0.0375%）处理,其中WSS和HM反应更为敏感。但3%CO2浓度处理与正常CO2浓度处理的差异不明显。可提取腐殖物质的PQ的顺序是30%CO2浓度处理〉3%CO2浓度处理〉正常CO2浓度处理,说明CO2浓度增加更有利于FA而不利于HA的形成和稳定。 相似文献
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试验设对照、尿素、尿素＋草甘膦和尿素＋丁草胺4个处理,尿素氮用量为200mg·kg-1干土,除草剂用量为10mg有效成分·kg-1干土。在实验室恒温培养条件下,研究除草剂对菜田土壤温室气体排放的影响。结果表明,菜田土壤中施用氮肥显著增加了温室气体N2O、CO2和CH4的排放。尿素氮肥中添加草甘膦显著抑制N2O、CO2的排放,分别比尿素处理降低48.4%和20.2%;添加丁草胺显著抑制N2O排放,比尿素处理降低23.2%,对CO2排放略有减少但不显著;草甘膦和丁草胺对CH4排放都无明显影响。这说明除草剂对土壤温室气体的排放具有显著影响,但不同除草剂品种的效应也存在明显差异。因此,在农田温室气体排放估算时应考虑除草剂的施用对温室气体减排所产生的效果。 相似文献
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免耕方式下土壤温室气体排放及影响因素的研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
综述了免耕方式下农田土壤中3种主要温室气体(CO2、N2O和CH4)的排放情况及影响因素。分析发现,这些温室气体的排放受到诸多因子的影响,如免耕农作持续时间、土壤特性、秸秆(种类、粉碎长短和施用方式)、降水和土壤温度等等。大多数研究都认为,免耕方式下CO2和CH4的释放有所降低,N2O的释放会加强,但这种结果并不是不变的,它会随着影响因素的变化而变化,有时甚至出现相反的结果。因此,免耕方式下,温室气体的排放情况是由不同免耕地区的环境条件决定的,只有结合当地实际情况才能对温室气体的排放做出正确的评价。最后指出了目前研究的不足,并对今后的研究提出了展望。 相似文献