表层地球系统界面过程与土壤圈演化研究 被引量：2

1

作者 滕辉 余光辉 +6 位作者 陈春梅 郝丽萍 张坚超 朱翔宇 孙富生 王钺博 刘丛强 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期35-51,共17页

土壤圈是表层地球系统中大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用的产物,在地球表层系统演变中起着关键作用。本文回顾了控制土壤形成和演化的界面过程,强调了它们复杂的相互作用和反馈机制。土壤圈的形成和演化受物理和化学风化过程、气-... 土壤圈是表层地球系统中大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互作用的产物,在地球表层系统演变中起着关键作用。本文回顾了控制土壤形成和演化的界面过程,强调了它们复杂的相互作用和反馈机制。土壤圈的形成和演化受物理和化学风化过程、气-水-岩异质反应以及生物有机质-矿物相互作用的协同影响。这些过程在不同的地理、气候和生物条件下有所不同,导致土壤的异质性和组分多样性。本文将界面过程分为两大类:无机圈之间的相互作用和生物与无机圈之间的相互作用。无机圈之间的相互作用包括空气和水对岩石的改造、热交换、风蚀、水-岩反应和成岩作用。这些过程对母质的物理分解和化学转变至关重要。生物与无机圈之间的相互作用包括光合作用、呼吸作用和微生物降解有机物的有机碳输入和输出,以及生物转化,其中涉及生物矿物营养素的释放和矿物-有机质聚集体的形成。本文探讨了土壤圈与生物圈的关系,强调了土壤与生态系统之间的物质和能量交换及其对生态系统的支撑作用。此外,本文还讨论了土壤在生态系统服务中的作用,如生产力、生物多样性维护和气候调节。最后,本文强调了多时间和多空间尺度研究的重要性,以了解地表过程对土壤圈演化的影响,并确定未来的研究热点。总体而言,本文详细概述了驱动土壤形成和演化的界面过程,强调了它们在维持生态平衡、支持人类活动和应对全球环境挑战方面的重要性。 展开更多

关键词 地球系统科学 土壤圈 界面过程 圈层相互作用 人类世

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微生物电极界面过程与计量学研究现状

2

作者 刘俊希 岳学海 +3 位作者 谭浩 刘冰洁 刘鸿 殷逢俊 《环境化学》 北大核心 2025年第6期2054-2067,共14页

微生物电极是一个从胞内代谢到电极表面的复杂过程,其本质是电活性微生物与电极之间的物质、能量和电子传输,目前针对这三者关系的研究较匮乏,没有揭示微生物、基质、电量之间转化的计量学关系,厘清微生物电极过程计量学关系对微生物电... 微生物电极是一个从胞内代谢到电极表面的复杂过程,其本质是电活性微生物与电极之间的物质、能量和电子传输,目前针对这三者关系的研究较匮乏,没有揭示微生物、基质、电量之间转化的计量学关系,厘清微生物电极过程计量学关系对微生物电化学的理论研究和技术应用有重要意义.本文综述了胞内代谢、跨膜运输、胞外电子传递和溶液界面传质等微生物电极界面过程的研究现状,介绍了微生物电极界面过程的表征与分析方法,分析了微生物电极计量学基本概念与关系,论述了库伦效率在计量学关系研究中的价值及面临的问题,最后展望了微生物电极计量学关系的应用价值及未来研究方向. 展开更多

关键词 微生物电化学系统 电活性微生物 界面过程 电子 质子 计量学.

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场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与展望 被引量：21

3

作者 滕应 骆永明 +1 位作者 沈仁芳 赵其国 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1333-1340,共8页

近年来,中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出,已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此,开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制... 近年来,中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出,已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此,开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制研究,对于认知场地污染成因与治理修复具有重要的科学意义。系统分析了国内外场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与发展趋势,指出了目前该研究领域中存在的科学与技术问题,提出了我国场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控原理的研究思路与重点方向,以推动我国场地土壤和地下水环境科学理论与技术的发展。 展开更多

关键词 场地土壤 地下水 污染物 多介质 界面过程 调控原理

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MODS耦合关系的界面过程及其特征 被引量：7

4

作者 王让会 张慧芝 +2 位作者 赵振勇 黄俊芳 孙洪波 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2004年第3期388-392,共5页

干旱区山地—绿洲—荒漠系统 (MODS)的耦合关系 ,通过系统之间以及要素之间界面的过程表现出来。系统界面上物质、能量与信息的分布特点、变化特征、作用方式与相互关系 ,直接制约着MODS的结构与功能。干旱区一定土地利用与覆盖变化条件... 干旱区山地—绿洲—荒漠系统 (MODS)的耦合关系 ,通过系统之间以及要素之间界面的过程表现出来。系统界面上物质、能量与信息的分布特点、变化特征、作用方式与相互关系 ,直接制约着MODS的结构与功能。干旱区一定土地利用与覆盖变化条件下 ,SPAC中水分的变化与水热耦合关系 ,成为MODS时空特征与过程模拟研究的重要方向。山地 -绿洲系统界面的特征 ,绿洲 -荒漠过渡带的生态过程以及MODS综合体的界面过程 ,都离不开水分、土壤、空气等介质 ,而水是干旱区自然环境综合体中最活跃的因素 ,是自然界物质循环和能量转化以及信息传递的主要媒介。研究系统耦合及其界面过程对于生态系统的综合调控具有重要理论价值。 展开更多

关键词 MODS 耦合关系 界面过程 SPAC LUCC

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乳山湾邻近海域有机碳的分布与底界面过程 被引量：4

5

作者 臧家业 赵晨英 +4 位作者 刘军 谢琳萍 王以斌 张爱军 冉祥滨 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2017年第3期1089-1102,共14页

根据2009年和2014年夏季在乳山湾口及邻近海域的综合调查结果,分析了该海域夏季有机碳的时空分布、底界面过程与影响因素.结果表明,2009年夏季乳山湾近海水体溶解有机碳(DOC)含量介于0.70~3.19mg/L之间,平均值为1.80mg/L;DOC的平均值在... 根据2009年和2014年夏季在乳山湾口及邻近海域的综合调查结果,分析了该海域夏季有机碳的时空分布、底界面过程与影响因素.结果表明,2009年夏季乳山湾近海水体溶解有机碳(DOC)含量介于0.70~3.19mg/L之间,平均值为1.80mg/L;DOC的平均值在8月最高,7月与9月次之,6月最低;2014年8月份DOC的变化范围为1.79~15.2mg/L,高于2009年同期水平,颗粒有机碳(POC)的变化范围为0.04~1.33mg/L;水体有机碳的分布受陆源输入、海洋初级生产以及潮汐的显著影响.研究区域夏季颗粒有机碳(POC)的沉降通量为(25±0.8)g/m^2,约占初级生产固碳量的66%;沉积物上层(0~4cm)间隙水中DOC的浓度是沉积物上覆水的8~9倍,DOC在沉积物—水界面存在向上覆水释放的现象;乳山湾湾口DOC交换通量为14.4–97g/(m^2·a),占水体存量的1.1%~13.4%.人类活动一定程度上影响了乳山湾及其近海有机碳的构成与循环收支过程,是区域环境变化的重要驱动因子之一.有超过50%的有机碳会随潮流输送到外海,显示潮流在有机碳输送中巨大作用;沉积物-水界面DOC的交换会影响底界面有机碳的收支与循环过程,有机碳的收支表明研究海域底界面有机碳的降解所产生的溶解有机碳是水体DOC的重要来源,最终保存在沉积物中的碳其埋藏量约占初级生产的13%;相对较低的溶解氧水平可能会增加DOC的交换通量,影响碳在陆架边缘海的埋藏. 展开更多

关键词 乳山湾 有机碳 通量 初级生产 底界面过程

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湖泊沉积物营养盐的赋存形态及其界面过程研究进展 被引量：3

6

作者 向速林 《贵州农业科学》 CAS 北大核心 2011年第9期204-208,共5页

湖泊沉积物是氮、磷等营养盐的重要储存库,是水域生态系统物质与能量循环的重要环节,同时亦是上覆水体营养盐的重要来源,对湖泊水体富营养化具有重要的贡献。研究湖泊沉积物营养盐的赋存形态及其界面过程,对掌握氮、磷营养盐在沉积物与... 湖泊沉积物是氮、磷等营养盐的重要储存库,是水域生态系统物质与能量循环的重要环节,同时亦是上覆水体营养盐的重要来源,对湖泊水体富营养化具有重要的贡献。研究湖泊沉积物营养盐的赋存形态及其界面过程,对掌握氮、磷营养盐在沉积物与水界面的迁移转化规律,以及揭示湖泊富营养化问题的本质具有重要的意义。综述了当前国内外湖泊沉积物氮、磷营养盐的赋存形态及其界面过程的研究现状及其主要研究的发展趋势。 展开更多

关键词 沉积物 营养盐 赋存形态 界面过程

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北极海气界面过程数值模拟的敏感性试验研究

7

作者 李响 吴辉碇 +2 位作者 杨清华 隋翠娟 李琰 《极地研究》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期234-240,共7页

采用Colorado州立大学ARCSCM(Arctic Single-Column Model)极地柱模式,对北极表面能量平衡和低层大气结构进行模拟试验,并将模拟结果与SHEBA资料进行对比分析。对模式中的云物理过程参数化以及辐射参数化方案进行了敏感性分析,研究不同... 采用Colorado州立大学ARCSCM(Arctic Single-Column Model)极地柱模式,对北极表面能量平衡和低层大气结构进行模拟试验,并将模拟结果与SHEBA资料进行对比分析。对模式中的云物理过程参数化以及辐射参数化方案进行了敏感性分析,研究不同的参数化方案对北极地区海气界面过程数值模拟的影响。研究结果表明,ARCSCM模式能够模拟北极表面辐射与能量平衡的物理过程,而对于不同的参数化方案其模拟的结果有很大的差异。 展开更多

关键词 海气界面过程 ARCSCM 模式敏感性试验 北极地区

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铊在水-沉积物界面过程的研究进展 被引量：3

8

作者 赵悦鑫 程方 +2 位作者 门彬 何怡 王东升 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2047-2054,共8页

铊(Tl)是世界上公认的13种优先控制的金属污染物之一.金属冶炼以及煤炭燃烧等工业活动是Tl污染物进入环境介质的主要原因.本文分别介绍了Tl在水环境中的分布特征和赋存形态,及矿(岩)石、天然有机物、水生生物对Tl的赋存形态和归趋的影响... 铊(Tl)是世界上公认的13种优先控制的金属污染物之一.金属冶炼以及煤炭燃烧等工业活动是Tl污染物进入环境介质的主要原因.本文分别介绍了Tl在水环境中的分布特征和赋存形态,及矿(岩)石、天然有机物、水生生物对Tl的赋存形态和归趋的影响,分析了当前Tl污染界面化学研究的重点和难点,为今后研究Tl的水-沉积物界面过程提供参考. 展开更多

关键词 铊 水环境 赋存形态 分布 迁移 界面过程

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红层软岩软化的界面过程及其动力学模型 被引量：16

9

作者 周翠英 黄思宇 +1 位作者 刘镇 陆仪启 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3189-3196,3206,共9页

红层软岩灾变和界面上的水-岩相互作用密切相关,研究界面过程对于揭示其灾变机制具有重要的意义。目前针对红层软岩软化的研究主要是宏观唯象特征的研究,红层软岩软化界面过程的研究处于探索和起步阶段,仍需要进一步地完善。针对这一问... 红层软岩灾变和界面上的水-岩相互作用密切相关,研究界面过程对于揭示其灾变机制具有重要的意义。目前针对红层软岩软化的研究主要是宏观唯象特征的研究,红层软岩软化界面过程的研究处于探索和起步阶段,仍需要进一步地完善。针对这一问题,通过分析红层软岩软化界面过程的特征,水-岩界面上的软岩颗粒不断溶解,水在软岩中扩散,形成新的水-岩界面,基于此建立软岩系统标准熵对软岩软化进行表征,发现软岩系统标准熵值随着时间的变化规律与软岩软化崩解具有一致性;同时,利用菲克扩散定律构建软岩软化界面过程的动力学模型,很好地描述水-岩界面的生成规律;最后在红层软岩的DEM-CFD(离散元-计算流体力学耦合)模型中,软岩软化过程颗粒连接断裂代表水-岩界面的生成,对比界面过程动力学模型,取得较好的拟合结果。该研究结果对软岩软化界面过程的探索具有一定的意义。 展开更多

关键词 红层软岩 软化 界面过程 动力学模型 DEM-CFD

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温度示踪界面水文过程研究进展及发展趋势 被引量：2

10

作者 董林垚 唐文坚 +1 位作者 陈建耀 何敏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第4期21-26,33,共7页

界面水文过程涉及不同圈层间物质循环与能量交换,是区域资源-生态-环境保护的关键环节。温度示踪工具具有成本低、易操作、无污染等优点,能够有效示踪水文过程,但界面能量交换机理复杂、影响因素多,温度示踪界面水文过程是研究的重难点... 界面水文过程涉及不同圈层间物质循环与能量交换,是区域资源-生态-环境保护的关键环节。温度示踪工具具有成本低、易操作、无污染等优点,能够有效示踪水文过程,但界面能量交换机理复杂、影响因素多,温度示踪界面水文过程是研究的重难点。综述了降水—土壤水—地下水、地表水—地下水和地下水—海水界面水文过程的水热运移机理、温度示踪方法和应用案例,提出今后研究发展趋势:研究应充分考虑温度示踪界面水文过程的尺度效应;温度示踪方法计算结果具有一定不确定性,需多手段进行验证;引入新型温度监测技术,解决界面能量变化的大范围、长时间精准监测是提高示踪结果准确度的有效手段;构建适用于不同尺度、不同类型的多维水热运移模型是今后研究的重点方向。 展开更多

关键词 温度示踪 界面水文过程 研究进展 复杂环境 发展趋势

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基于量子力学的基础土壤学核心知识体系重建的若干思考:必要性及理论与方法基础

11

作者 李航 刘新敏 +2 位作者 田锐 李睿 唐颖 《土壤学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页

著名土壤物理学家Gardner认为,目前的土壤学知识过于碎片化,因而需要构建一套系统化的土壤学知识体系;澳大利亚学者Churchman指出,新的土壤学知识体系必须打破土壤学各分支学科边界。本文系统分析了土壤学核心知识体系重建的必要性及理... 著名土壤物理学家Gardner认为,目前的土壤学知识过于碎片化,因而需要构建一套系统化的土壤学知识体系;澳大利亚学者Churchman指出,新的土壤学知识体系必须打破土壤学各分支学科边界。本文系统分析了土壤学核心知识体系重建的必要性及理论与方法基础。由于现有的土壤学基石是经典原子轨道理论,而新的研究发现土壤电场强烈地改变了土壤原子轨道,所以新的土壤学大厦应在这新的基石上重建。本文指出,土壤“电场-原子”相互作用的量子力学描述可以成为构建基础土壤学核心知识体系的理论基础,而对静电力、长程范德华力、渗透力、亲水力和疏水力五个“宏观物理量”的定量描述可以打破土壤学各分支学科边界,进而从整体上去研究土壤。本文认为,基于土壤“电场–原子”相互作用的量子力学并借助于五个“宏观物理量”可以实现对土壤“基质过程”、“界面过程”和“孔隙过程”的系统性描述。由于土壤中物理、化学和生物学过程可以归结为土壤“基质过程”、“界面过程”和“孔隙过程”在不同尺度上的关联与耦合,所以,基于本文提出的理论和方法有望构建新的基础土壤学核心知识体系。 展开更多

关键词 静电力 长程范德华力 渗透压 基质过程 界面过程 孔隙过程

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风化过程中矿物表面微生物附着现象及意义 被引量：20

12

作者 陆现彩 屠博文 +6 位作者 朱婷婷 李娟 王朝华 周跃飞 赵兴青 陆建军 王汝成 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期21-28,共8页

微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系。微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率。本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微生物附着导... 微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系。微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率。本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微生物附着导致的矿物表观风化速率的上升和表面侵蚀现象,初步分析了微生物在矿物表面附着的驱动力和影响因素,强调了微生物-矿物作用界面研究的重要性,认为有必要开展分子生物学、表面矿物学和微生态学的跨学科研究,以在分子层次上揭示矿物微生物风化的微观机制,更准确地评估微生物风化的地球化学意义,有助于提高对局部环境问题的调控和修复能力。 展开更多

关键词 微生物风化 表面附着 界面过程 环境

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夏季珠江口外近海沉积物/水界面营养盐的交换通量 被引量：20

13

作者 张德荣 陈繁荣 +2 位作者 杨永强 张凌 吕莹 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期53-60,共8页

基于2002年夏季(7月)对珠江口外近海的生态环境调查,获取了该海域沉积物间隙水的营养盐剖面资料,估算了沉积物/水界面的营养盐交换通量,并且与实验测定的沉积物/水界面交换通量进行了对比。结果表明,沉积有机质在厌氧环境下降解大大提... 基于2002年夏季(7月)对珠江口外近海的生态环境调查,获取了该海域沉积物间隙水的营养盐剖面资料,估算了沉积物/水界面的营养盐交换通量,并且与实验测定的沉积物/水界面交换通量进行了对比。结果表明,沉积有机质在厌氧环境下降解大大提高了间隙水中的铵盐、磷酸盐和硅酸盐含量,导致这些营养盐总体上从沉积物内部向沉积物/水界面转移。但在该界面附近,铵盐被不同程度地硝化,所形成的硝酸盐又被不同程度地反硝化;磷酸盐和硅酸盐交换通量则受到自生矿物沉淀与溶解、吸附与解吸作用的影响,因此营养盐的净交换通量是各种物理、化学和生物作用的综合结果。模拟实验研究显示,该海区NH4+、NO3-、NO2-、PO43-和SiO44-的沉积物/水界面交换通量分别为-0.197—1.93、-0.558—0.178、-0.064—-0.009、-0.079—0.126和-6.89—7.00 mmol.(m2.d)-1。根据营养盐剖面资料计算的交换通量不仅很小,交换通量方向也往往与实验结果不符。 展开更多

关键词 沉积物间隙水 营养盐剖面 界面过程 交换通量 珠江口近海

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渤海沉积物-海水界面附近磷与硅的生物地球化学循环模式 被引量：22

14

作者 宋金明 罗延馨 李鹏程 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2000年第12期30-32,共3页

现场模拟了渤海沉积物 海水界面磷、硅的交换通量 ,在此基础上提出了渤海磷、硅的生物地球化学循环模式 ,渤海的磷、硅主要来源于河流的输入和沉积物向海水的扩散提供 ,输出则是主要通过向黄海输送。计算结果表明 ,渤海每年沉积物向海... 现场模拟了渤海沉积物 海水界面磷、硅的交换通量 ,在此基础上提出了渤海磷、硅的生物地球化学循环模式 ,渤海的磷、硅主要来源于河流的输入和沉积物向海水的扩散提供 ,输出则是主要通过向黄海输送。计算结果表明 ,渤海每年沉积物向海水提供的磷、硅分别为10.2×106 和190.6×106 kg,分别占渤海磷、硅循环总量的86.4 %和31.7 %。说明沉积物 海水界面过程在渤海磷、硅循环中所起的作用是巨大的。 展开更多

关键词 沉积物-海水界面过程 磷与硅的生物地球化学循环模式 渤海

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重大科技项目合作结构界面分类探析 被引量：7

15

作者 杜元伟 段万春 孙永河 《现代管理科学》 CSSCI 2011年第1期30-32,共3页

为解决现有研究对于重大科技项目中合作行为管理具有片面性的问题,基于合作结构界面对重大科技项目中可能存在的资源配置问题进行了分类探析,具体的说,从项目投入产出方面可以划分为人才、资金、实物、技术四类结构界面,从项目组织结构... 为解决现有研究对于重大科技项目中合作行为管理具有片面性的问题,基于合作结构界面对重大科技项目中可能存在的资源配置问题进行了分类探析,具体的说,从项目投入产出方面可以划分为人才、资金、实物、技术四类结构界面,从项目组织结构方面可以划分为项目负责人、课题组长、课题团队、其他辅助者四类结构界面,从项目管理过程方面可以划分为项目范围管理、时间管理、质量管理、成本管理、风险管理、沟通管理六类结构界面。 展开更多

关键词 重大科技项目 合作结构界面 投入产出界面 组织结构界面 管理过程界面

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矿物对溶解性有机质及其不同组分的吸附作用 被引量：4

16

作者 凌婉婷 高彦征 +1 位作者 徐建明 汪海珍 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期710-713,共4页

关键词 溶解性有机质 土壤 矿物 吸附 界面过程

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辽西易旱区典型小流域农业非点源污染形成的规律 被引量：13

17

作者 张水龙 庄季屏 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期81-84,共4页

以土壤水文界面过程理论为基础 ,研究土壤与其它环境介质之间的物质交换 ,尤其是土壤中的农业化学物质跨介质转换造成的非点源污染现象。以典型农业小流域为例 ,借助于模型 ,分析了辽西易旱区农业非点源污染形成的规律。着重分析了降雨... 以土壤水文界面过程理论为基础 ,研究土壤与其它环境介质之间的物质交换 ,尤其是土壤中的农业化学物质跨介质转换造成的非点源污染现象。以典型农业小流域为例 ,借助于模型 ,分析了辽西易旱区农业非点源污染形成的规律。着重分析了降雨—地表径流—土壤三者之间的相互作用 ,以及土壤水与地下水的相互作用。该研究对防治农业非点源污染具有重要的理论和实践意义。 展开更多

关键词 土壤水文界面过程 农业非点源污染 小流域 水土流失

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电化学原位红外光谱的方法和研究进展 被引量：2

18

作者 姜艳霞 李广 +3 位作者 叶进裕 李君涛 周志有 孙世刚 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期191-207,共17页

研究电化学体系多相界面的精细结构和电化学过程对于发展电化学基础理论、认识电催化反应机理和界面过程,以及指导高效电催化剂的可控构筑具有重要意义.传统电化学方法不具备分子识别能力,局限于对复杂电化学体系的宏观和唯像研究.电化... 研究电化学体系多相界面的精细结构和电化学过程对于发展电化学基础理论、认识电催化反应机理和界面过程,以及指导高效电催化剂的可控构筑具有重要意义.传统电化学方法不具备分子识别能力,局限于对复杂电化学体系的宏观和唯像研究.电化学原位红外光谱将电化学调制和红外光谱方法相结合,利用红外光谱的指纹特征和表面选律实现对电化学反应过程中反应物种的成键方式和浓度变化的特异性识别,获取电极表界面的物理结构和化学变化特征,以及对参与电化学反应的各种物质的实时、定性和定量检测,为研究电化学反应过程和机理,建立电极材料的结构与性能的构效关系,提供分子水平的信息.本文以本课题组的工作为主,从理论和实验两个方面综述外反射电化学原位红外光谱的基础与研究进展.首先介绍电化学原位红外光谱的原理、方法及其新技术,重点综述电化学原位红外光谱在燃料电池、锂离子电池等能量转化与储存领域中的研究进展,最后展望电化学原位红外光谱方法的应用和发展方向. 展开更多

关键词 电化学原位红外光谱 方法 应用 表界面过程 电催化剂 反应机理

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黄土高原土壤水分-有机碳-微生物耦合作用研究进展 被引量：16

19

作者 杨阳 刘良旭 +5 位作者 张萍萍 吴凡 周媛媛 宋怡 王云强 安韶山 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1714-1725,共12页

黄土高原植被恢复后土壤水分、有机碳和微生物群落发生了非同步性演变。土壤微生物是各种生命活动的载体,在土壤水-碳耦合过程中参与了一系列的氧化与还原反应,因此,土壤微生物在水-碳耦合关键过程中起着重要的调节作用,三者存在着密切... 黄土高原植被恢复后土壤水分、有机碳和微生物群落发生了非同步性演变。土壤微生物是各种生命活动的载体,在土壤水-碳耦合过程中参与了一系列的氧化与还原反应,因此,土壤微生物在水-碳耦合关键过程中起着重要的调节作用,三者存在着密切的耦合关系。尽管关于植被恢复后土壤水分和有机碳变化的研究已开展较多,但是由于土壤微生物活动和群落结构复杂性和易变性,这给土壤微生物介导的水-碳耦合研究带来了相当大的困难。迄今为止,黄土高原植被恢复后土壤水、碳、微生物三者之间的耦合关系缺乏总体性的融合,大多数研究只能假设各个生物化学过程是相对独立的,对土壤水、碳、微生物耦合的认知仍存在局限性。由此,首先对黄土高原植被恢复进程、土壤水分过程和有机碳变化分别进行了综述,结合已有的理论和证据进一步概括了黄土高原土壤有机碳、微生物群落对降水格局的响应。最后整合植被、土壤和微生物界面等关键生态过程,总结了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合界面过程,采用HYDRUS-2D模型(水文过程模型)和ORCHIDEE模型(生态系统碳模型),并融入土壤微生物种群生长动态,基于稳定碳、水同位素技术和DNA探针技术,初步构建了黄土高原土壤水-碳-微生物耦合模型框架,有利于实现土壤水、碳、微生物各界面调控过程的准确模拟与精确刻画,为黄土高原植被恢复过程中生态环境的可持续发展及其对气候变化的应对模式提供科学理论支撑。 展开更多

关键词 黄土高原 水碳耦合 微生物群落 界面过程 模型模拟

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长期施肥下红壤中类芬顿反应及其对碳储存的影响 被引量：5

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作者 杨柳 孙富生 +4 位作者 王韬略 余光辉 王伯仁 冉炜 沈其荣 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1128-1139,共12页

以祁阳红壤长期定位试验站的施用有机肥和化肥的土壤为研究对象,结合不同孔径(1000μm、20μm和0.45μm)的原位微宇宙培养试验,通过高效液相色谱、高通量测序、同步辐射红外显微成像和X射线光电子能谱等技术手段研究了长期施肥处理对红... 以祁阳红壤长期定位试验站的施用有机肥和化肥的土壤为研究对象,结合不同孔径(1000μm、20μm和0.45μm)的原位微宇宙培养试验,通过高效液相色谱、高通量测序、同步辐射红外显微成像和X射线光电子能谱等技术手段研究了长期施肥处理对红壤中类芬顿反应的调控能力及其对红壤有机碳储存的影响。结果表明,长期施用化肥的红壤中H2O2、HO?及Fe(II)含量均显著高于长期施用有机肥。根系分泌物和微生物的参与也能够调控H2O2、HO^*和Fe(II)含量,且H2O2和HO^*含量呈线性关系。长期施用有机肥的红壤具有很好的H2O2缓冲性能,而长期施用化肥的红壤可能由于发生了退化(如土壤有机质含量低),H2O2缓冲性能较差。长期施用有机肥的红壤中微生物丰富度和多样性指数均显著高于长期施用化肥的红壤。植物根系和微生物的进入对长期施用有机肥的红壤中细菌群落结构影响较小,而对长期施用化肥的红壤中细菌群落结构影响较大。长期施用有机肥的细菌群落影响了土壤pH、可溶性有机碳、可溶性Fe和CO2释放;而长期施用化肥的细菌群落可能通过产生H2O2和还原态Fe(II)引发了土壤中的芬顿反应。根-土界面上黏土矿物(3619cm^-1)、脂肪碳(2914cm^-1)、羧酸碳(1725cm^-1)、羟基碳(1135cm^-1)的分布模式有较大差异,其中根系的出现增加了根-土界面上Fe(II)比例。综上,本文提出了有效增加亚热带红壤土壤有机碳的概念模型。 展开更多

关键词 土壤固碳 同步辐射 微生物群落 界面过程 类芬顿反应 自由基反应

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