生物分布（精选10篇）
生物分布 篇1
油气微生物勘探(MPOG)是地表油气藏评价的一个重要分支,其主要研究对象为近地表土壤层中的微生物异常与地下深部油气藏的关系。在现代油气藏的评价中,MPOG技术是能为初期勘探提供廉价有效,能预测有利勘探区块,并以此来降低勘探风险的一种方法。而在成熟的开发区中,这项技术能在地震勘探中查明地质构造划分各种含烃级别,并指示油、气、水的分布位置为油气藏的开发服务[1,2]。
经过50多年的努力勘探,我国发现了大量的油气田。然而,随着勘探的深入发展,剩余的油气资源分布较为分散,小规模的油气藏也多为非构造油气藏,进而增加了探查的困难和勘探的成本。因此,应用油气微生物勘探(MPOG)技术,来预测非常规油气藏和深层油气藏,来确定含油级别和油气分布,指示油气藏的位置,对于提高我国的油气勘探和开发技术都具有重要的意义[3,4,5,6,7,8,9,10,11]。
1 研究区基本地质概况
泽口斜坡区位于潜江凹陷东部地区的砂岩尖灭带上,地层由西向东逐渐抬高,砂岩沿抬高方向尖灭。该区近邻蚌湖-王场生油中心,是形成岩性油藏的有利地区,研究区面积约为60km2(图1)。
泽口斜坡区覆盖蒋家湾断块圈闭群。圈闭群位于东部斜坡带东南端,由8个断块组成。西北向的竹根滩断层与东北向的7条四级断层切割形成了多个断块,自西北到东南依次排列在竹根滩断层的西南侧,地层向北东、正东方向抬升,倾角为17°。该区位于三角洲前缘亚相区,物源主要来自北边的汉水,属于水下分流河道沉积,砂体较为发育,具备良好的成藏条件。
2 微生物勘探方法及样品的采集
在野外测量中,采用了美国ARMIN Etrex Venture卫星定位仪进行严格定点,并使用专用取样器在地下深度为0.6m处进行采样,每个样品重约为500g。工区位于湖北省潜江市境内,构造属于江汉盆地潜江凹陷东部斜坡带。根据含油气目标评价层次分为2类:
(1)区带评价区。研究区边缘方里网坐标点如下:
D(左):19678200,3375365。
测网密度:东西300m×南北300m。样品数量:683组。
(2)目标评价区。针对蒋家湾断块圈闭群断块较小,采取局部加密,加密区面积19.0km2。
研究区边缘方里网坐标点如下:
测网密度:东西300m×南北150m。样品数量:215组。
整个研究区样品设计为898组,实际完成采集990组,为实验的准确性提供了充分的保障。
3 微生物勘探成果及油气异常分析
为了评价研究区内微生物的异常,采用了一套对土壤中烃氧化菌(也包括甲烷氧化菌)的评价指标———MU值。通过对研究区内所取土样进行实验分析,得出微生物异常的分析结果。根据油气微生物勘探的各种数据,并结合研究区内地表类型、地面的高度、地形地貌、样品的pH值、湿度、岩性等资料,分析得出该研究区微生物异常值的特征为:
(1)油异常值的大小:研究区内微生物油异常值的变化范围为14.51～54.05MU,平均值为22.64MU(不含研究区外的16个样品,以下同)。
(2)油异常值频率的分布:为了更好地了解研究区内微生物油异常值的整体特征,对潜江凹陷研究区内微生物油异常值和样品数进行了分析和统计(图2和表1)。从表1中可以看出:其微生物油异常值>25.00MU的样品数共有205个,占总样品数约21.0%;油异常值在20.00～25.00MU之间的样品总数为438个,约占总样品数的45.0%;而属于背景值区的样品数(异常值<20.00MU)为331个,占样品总数的34.0%。
因此,从微生物油异常值频率分布来看(表1)研究区内具有一定的含油潜力(即油异常值>25.00MU)。
4 石油微生物异常区分级评价
根据潜江凹陷泽口斜坡区油气微生物勘探成果,不难看出,研究区内部有8个微生物异常区(表2,图3)。而后,根据研究区内部特点,并结合以往的实践经验及已建立的一整套油气微生物异常区域的分级评价体系,对研究区进行分级评价。
从表2中可知,在研究区内,有A、B两个微生物异常区为较好评价区块。表2中的异常区域的分级排序是相对于单一异常区而言的,而在每一异常区域内,仅从微生物的角度来看,应优先在异常值较强烈的区域内进行勘探。也就是说,在同一异常区域内,异常值>35.00MU处为重点勘探区,异常值>30.00MU处为次要勘探区,异常值>25.00MU处为可供勘探区。在建议评价井时,可结合已有的部署原则对重点勘探区域进行优先勘探。
5 结论
油气微生物的评价成果反映了油气藏平面的分布规律,对于多套储层则反映其叠加效应。仅从油气微生物异常值的分布规律来看,分析得出以下认识:
(1)研究区内油异常区主要呈NW向断续条带状展布,强度不高,自北向南减弱,气异常强度较弱,属于背景值。表明工区有一定油资源,但无独立天然气藏。
(2)研究区内未见同心多级差高异常区,反映了研究区没有含油气的构造圈闭,主要由汉水物源形成的水下分流河道、河口砂坝、前缘席状砂等构成含油岩性圈闭,且油层较薄,油异常不高。
(3)研究区北部油异常较高,方向不同,存在西部物源河道砂体,可能与黄场油田连为一体,应重视汉江下部的勘探和研究。
(4)勘探覆盖了研究区外的潜5构造,未发现油气异常显示,表明潜5构造未充注油气。
(5)勘探加密覆盖了蒋家湾断块圈闭群,其油气异常显示与断块圈闭并不吻合,反映以岩性控制为主,局部受断层影响。
参考文献
[1]Baum M,Bleschert K H,W agner M.Application of surface prospect-ing methods in the Dutch North Sea[J].Petroleum Geoscience,1997,(3):171-181.
[2]袁志华,许晨,王明.港西构造西端油气微生物勘探研究[J].复杂油气藏,2011,4(2):35-38.
[3]赵政璋,吴国干,胡素云,等.全球油气勘探新进展[J].石油学报,2005,26(6):119-126.
[4]袁志华,张敏.镇泾油田红河105-1057井区微生物异常与含油气性关系[J].地质学刊,2012,36(1):92-98.
[5]梅博文,袁志华,王修垣.油气微生物勘探法[J].中国石油勘探,2002,7(3):156-161.
[6]袁志华,赖晓明.微生物勘探技术在呼和地区生物气勘探中的应用[J].石油天然气学报,2012,34(5):35-38.
[7]袁志华,黄余金,汪晓萌.镇泾油田红河26-37井区微生物勘探研究[J].石油地质与工程,2011,25(6):29-31.
[8]苗成浩,袁志华.大庆宋芳屯油田石油微生物勘探[J].断块油气田,2010,17(6):722-725.
[9]李勇梅,袁志华.阳信洼陷石油微生物勘探研究[J].特种油气藏,2009,16(5):44-47.
[10]袁志华,许晨.松辽盆地西部杜75块油气微生物勘探研究[J].特种油气藏,2012,19(1):47-50.
[11]袁志华,罗沙.港西构造西端歧78-港104井区油气微生物勘探[J].内江科技,2010,31(5):32-33.
生物分布 篇2
莲都区大洋路学校 陈建秋
在第1课的学习活动中，学生分组、分区域对校园生物进行了初步的调查，六上校园生物分布图教学反思。这节课，我安排每个组的组长代表发言，按“我们组调查的是什么区域，我们共发现了几种植物，分别是……，我们组共发现了几种动物，分别是……”的格式进行汇报，其他同学边听边记录在自己的作业本上，制作一张校园生物分布图，教学反思《六上校园生物分布图教学反思》。
教师用书这样提示，“交流汇集我们的调查结果”这样一个活动，不仅能让学生了解到校园生物的种类，认识校园生物的多样性，还能让学生经历和体验一种科学研究的方法。同时提供给学生校园平面图，填充形成校园生物分布图，再利用分布图交流和展示研究成果，这些活动对我们的学生来说还是第一次，提高了学生的处理信息与表达交流的能力，从而提升学生的科学素养。
凭借精心收集的大量珍稀动植物图片，学生是看的津津有味，但我自己的感觉不怎么好。在汇报发现的校园生物时，学生往往来不及记录，我只好让每个组长都复述一次，才使大家完成校园生物分布图的制作，再让学生根据要求进行了校园动植物的汇总统计。这个活动用了不少时间，但感觉学生并没有什么太大的感触，纯粹是为了完成作业，统计出来的结果也比较杂乱。至于后面看到的珍稀动植物图片和分布，对学生来说是很遥远和陌生的事，根本就没有什么触动，也自然无法体验什么科学研究的方法。
生物分布 篇3
摘 要： 本文主要介绍了Excel中的FDIST函数和FINV函数在F分布中的概率和临界值的计算，方便学生或其他人员利用Excel直接获得其概率或临界值，从F分布的概率计算上来看，Excel统计分析功能略胜于SAS和SPSS。
关键词： Excel 生物统计学 F分布 FDIST函数 FINV函数
1.引言
《生物统计学》是研究数据资料的收集、整理、分析、解释的一门科学[1]，也是畜牧、兽医、农学、微生物、医学等领域不可缺少的统计工具，越来越多的数据分析离不开生物统计学的原理。《生物统计学》中的上机实习是提高学生动手能力和解决问题能力的重要环节，我们在本次的教学改革与实践中已经把二项分布、正态分布、普哇松分布、F分布等的概率计算纳入《生物统计学》的实践教学中，一方面可以让学生针对不同数据清楚其分布类型，针对不同的分布类型选用不同的Excel函数模块，另一方面通过不同分布的概率计算，可以说是将课本上所学的知识很好地应用于实践数据分析。本文主要介绍的是Excel中FDIST和FINV函数在F分布中的具体应用情况及注意事项。
2. F分布
如果X，Y随机变量都服从卡方分布，即有X～x2（m），Y～x2（n），且相互独立，则有F=X/m/Y/n，F服从自由度为m（第一自由度）和n（第二自由度）的F分布，记为F～F（m，n）[1]。F分布主要用于方差分析的F检验，即对多组数据资料的均值是否有差异的一种检验，适合于连续性资料。从图1的F分布图可以看出，F分布是非对称分布，其分布曲线受两个自由度的影响，即df1，df2。
3.Excel在F分布的应用
（1）F分布的概率计算
例1.如果F分布的第一自由度（df1）为2，第二自由度（df2）为4，临界值等于18时，F分布的右尾概率是多少？Excel中选定空格—插入fx函数统计FDIST，在其对话框中从上依次输入18，2，4，具体见图2，其概率为0.01。
（2）F分布的临界值计算
例2.如果F分布的第一自由度（df）为3，第二自由度（df）为10，右尾概率为0.05，F分布的临界值？Excel中选定空格—插入fx函数统计FINV，在其对话框中从上依次输入0.05，3，10，具体见图3。
4.结语
随着计算机技术的发展，已经有更多的软件应用于《生物统计学》，如Excel[2]，SAS[3]，SPSS[4]-[6]等，对二项分布、正态分布、普哇松分布、F分布等常用分布的概率计算来说，Excel就显得简单多了。虽然《生物统计学》书后面的附录中一般提供F分布的临界值表，但是也有其局限性，即当自由度>30时书本上就查找不到其临界值了。本文主要介绍了Excel中FDIST函数和FINV函数在F分布的概率计算和临界值计算，方便学生或其他人员利用Excel直接获得其概率或临界值。
参考文献：
[1]张勤.生物统计学.北京：中国农业大学出版社，2009.
[2]王香萍，王文凯，李俊凯，等.EXCEL中关于生物统计中两组平均数的应用方法及探讨.考试周刊，2011，6：180-181.
[3]黄中文，张丹.生物统计与SAS教学中大学生自主学习能力的培养.新乡学院学报（社会科学版），2013，27（5）：140-142.
[4]白俊艳，徐廷生，张小辉.《生物统计附试验设计》上机实验改革与实践.教育教学论坛，2015，18：247-248.
[5]白俊艳，贾小平，张小辉，等.生物统计学课程改革与实践.畜牧与饲料科学，2013，34（10）：57-58.
生物分布 篇4
现阶段国际油价持续走高,世界石油资源短缺和生态环境保护已经成为本世纪人类面临的主要问题。因此,寻找新燃料,加快替代能源的开发与使用显得尤为重要。生物柴油(菜籽油、棉籽油、花生油、豆油等动植物甲基脂)因具有硫含量低、含氧量高、十六烷值高、可再生性等特点而成为良好的车用替代燃料。在常规排放中,柴油机排放微粒由3部分组成[1]:固体碳(solid carbon,SOL)或干碳烟(dry soot,DS)、可溶性有机物 (soluble organic fraction,SOF)和硫酸盐(sulfate),其中,DS主要由球粒状的碳粒及其凝聚体组成;SOF是总馏分的未燃HC,来源于未燃燃油和未燃机油;硫酸盐是燃油中含有的S燃烧生成的SO2被进一步氧化生成SO3,并与水和金属离子结合生成。实际上,不同粒度的微粒具有极不相同的组成。对微粒组分的深入研究,一方面有助于探讨微粒的形成机理,另一方面对于柴油机后处理装置的开发具有重要意义。
1 试验方法及装置
1.1 试验方法
试验采用热解质量分析法(TGA)对微粒组分进行分析以确定挥发性物质(VOF)在微粒中所占比例,VOF包括SOF和硫酸盐。TGA是美国国家环保局推荐的方法之一,利用热天平在一定的温度升高率下加热,使试样中的有机物发生分解、氧化、蒸发及升华等一系列的质量变化,通过样品的质量损失率,得到微粒中可溶性有机物的百分含量。此方法的特点是需用时间短,测量准确,但仪器昂贵,对采样滤纸的要求较高[2]。本文所用的设备为瑞士Mettler Toledo公司TGA/SDTA85 1e型热重分析仪,精度为1 μg。升温程序从50 ℃开始,以40 ℃/min升至650 ℃,保持10 min。对于生物柴油,由于其成分中不含硫元素,故而排放微粒中的硫酸盐几乎为零,因此生物柴油的VOF含量可近似作为SOF含量。文献[3]研究表明:450 ℃能确保挥发性物质完全挥发,而碳粒的燃烧温度区域为500～700 ℃,因此以450 ℃为临界点计算VOF在微粒中的相对含量。
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式中,MT为50～450 ℃阶段的质量损失;MTotal为整个试验过程中的质量损失。
1.2 样品采样
试验用发动机为4ck柴油机,主要参数如表1所示。测功机为申克HT350动态测功机,采样装置为芬兰DEKATI公司的电子低压撞击仪(ELPI),可将排气微粒按照不同粒径进行收集。采样系统如图1所示。
1.3 燃料
试验中,分别燃用市售10#柴油(D)和两种生物柴油(以大豆为原料的B100-1和以油脚为原料的B100-2)。
1.4 采样滤纸的准备
一般情况下,空白滤纸的一部分杂质在试验过程中会随着温度的升高而挥发,从而影响测量精度。并且常用于微粒重量分析的涂覆聚四氟乙烯滤膜仅能在250 ℃以下使用,因此本文在TGA分析中利用玻璃纤维滤膜采集微粒,采集前在马福炉中将空白滤膜在400 ℃下灼烧4 h以减少杂质对试验的影响。灼烧后的滤纸质量变化率在0.1 %以内,满足试验要求。将灼烧后的滤纸放在干燥器中,留待试验用。
1.5 采样系统
采样系统为两级稀释采样,可避免排气中水分的凝结、微粒的凝聚以及挥发性物质的过饱和成核等现象的发生。该系统采用两个串联的射流式稀释器,总稀释比约为64。其中,初级稀释器对通过的排气进行稀释并同步加热,保持温度为200 ℃;次级稀释器与初级稀释器串接,保持常温,排气经过次级稀释器再次稀释后进入ELPI。在初级稀释器的入口处通有经过干燥的压缩空气。在试验中分别测量了排气在稀释前后的CO2浓度,并据此计算稀释比。
1.6 电子低压撞击仪(ELPI)
ELPI主要包括单极荷电器、多级冲击器和多通道静电计。排气以10 L/min的流量进入ELPI,使微粒带上电荷,然后进入多级冲击器,利用微粒的惯性按空气动力学直径(与微粒具有相同沉降速度的单位密度的球体直径)将微粒分成12级,粒径范围为0.03～10 μm。由于ELPI每级冲击板采样质量不能超过1 mg,而且柴油机排放微粒粒径主要在1 μm以下,若对12级采样均进行组分分析则误差较大,因此主要对<1 μm的微粒分3级(0.030≤d≤0.100 μm、0.100
2 试验结果与分析
2.1 柴油排放微粒热重分析
图2为燃用柴油时发动机外特性微粒热重分析结果。其中,A代表滤纸质量损失率,Dr代表滤纸质量损失速率。从图2可看出,在整个加温过程中(50～650 ℃),滤纸损失的总质量为0.423 mg,其中在50～450 ℃,滤纸损失的质量为0.190 mg,占损失总质量的44.917 %;在450～525 ℃,A变化趋于平坦,Dr趋于0,说明在此区间微粒未发生热重反应,当温度高于525 ℃,质量损失0.233 mg,占损失总质量的55.083 %,这个阶段可以认为碳粒挥发阶段。由此可知,燃用柴油时SOF含量为44.917 %。
2.2 生物柴油排放微粒热重分析
图3为燃用B100-1时发动机外特性微粒热重分析结果。从图3可看出,在整个加温过程中,滤纸损失的总质量为0.756 mg,其中50～450 ℃,滤纸损失的质量为0.535 mg,占损失总质量的70.767 %;在450～525 ℃微粒未发生热重反应,当温度高于525 ℃,质量损失0.221 mg,占损失总质量的29.233 %,这个阶段可以认为碳粒挥发阶段。由此可知,燃用B100-1时SOF含量为70.767 %。
图4为燃用B100-2时发动机外特性微粒热重分析结果。从图4可看出,在整个加温过程中,滤纸损失的总质量为0.354 mg,其中50～450 ℃滤纸损失的质量为0.232 mg,占损失总质量的65.537 %;在450～525 ℃微粒未发生热重反应;当温度高于525 ℃时,质量损失0.122 mg,占损失总质量的34.463 %,这个阶段可以认为碳粒挥发阶段。由此可知,燃用B100-2时SOF含量为65.537 %。
从图2～图4可看出,柴油机燃用两种生物柴油后,总排气微粒中VOF质量百分比从44.917 %分别上升到70.767 %和65.537 %,这与文献[2,3]研究结果一致,B100的SOF质量百分比与VOF几乎一样[4],也证实了本文的假设。生物柴油排放微粒中含有较高的VOF,主要是因为其排气中含有较多的来自于未燃燃料的高沸点HC,这些物质易于凝结成核形成微粒,增加了VOF含量。由不同原料制成的生物柴油其排放微粒中VOF的含量差别较小。
2.3 基于粒径分布的微粒热重分析
发动机燃烧生物柴油(B100-2)后,按照微粒粒径不同热重分析结果,如图5所示。根据图5可得到燃烧生物柴油不同粒径微粒的组成成分,如表2所示。根据图5可得到燃烧生物柴油不同粒径微粒的组成成分,如表2所示。
图6为燃烧柴油不同粒径微粒热重分析结果。根据图6可得到微粒的组成成分,如表3所示。
生物柴油与柴油排放微粒中VOF相对含量的对比如图7所示。尺寸分布研究表明:柴油机燃用生物柴油,排气中不同粒径微粒的VOF含量均高于柴油;两种燃料的VOF质量百分比随粒径变化规律基本相同。当粒径<0.255 μm时,超细微粒(d<0.100 μm)均具有较高的VOF质量百分比,分别为72.575 %和56.160 %。纳米级微粒多由挥发性物质成核凝结而成,而且较小的凝聚碳粒能吸附更多的VOF,因此超细微粒的VOF相对含量较高;而0.255
3 结论
(1) 生物柴油与柴油的VOF质量百分比随粒径变化规律基本相同,超细微粒(d<0.100 μm)中的
VOF含量均高于其他粒径范围。
(2) 柴油机燃用生物柴油后,总微粒中VOF质量百分比从44.917
%上升到70.767 %,排气中不同粒径微粒的VOF含量均高于柴油,在0.100
摘要：使用电子低压撞击仪(ELPI)分级粒径采集了柴油机的排气微粒,应用热重分析(TGA)方法研究了发动机燃用柴油和两种生物柴油时,排气微粒中挥发性物质(VOF)的含量。研究结果表明:燃用生物柴油,排气微粒VOF含量高于纯柴油,排气中小粒径微粒的VOF质量百分比均高于柴油,与总微粒的排放规律相同;超细微粒(d<0.100μm)具有较高的VOF质量百分比。柴油机燃用生物柴油后,总微粒中VOF质量百分比从44.917%上升到70.767%,在0.100μm<d≤0.255μm粒径段,VOF增幅较大,表明生物柴油微粒在此粒径段具有较强的吸附能力。
关键词：内燃机,生物柴油,柴油机,热重法,挥发性物质
参考文献
[1]蒋德明,陈长佑,杨嘉林,等.高等车用内燃机原理(上)[M].西安:西安交通大学出版社,2006.
[2]Lapuerta M,Ballesteros R,Fernanddez J R.Thermogravi met-ric analysis of diesel particulate matter[J].Measurement Sci-ence and Technology,2007,18:650-658.
[3]Sharp C A,Howell S A,Jobe J.The effect of biodiesel fuelson transient emissions from modern diesel engines,part ii:un-regulated emissions and chemical characterization[C]//SAE2000-01-1968,2000.
生物分布 篇5
1.下列关于细菌和真菌的生活条件的叙述中，错误的是：
A.细菌和真菌在任何条件下都能生存;
B.细菌和真菌的生存需要一定的水分;
C.细菌和真菌的生存需要适宜的温度及丰富的有机物;
D.有的细菌和真菌在生活中不需要氧。答〔〕
2.某同学发现家里储存的橘子长毛了，而且是青绿色的。他根据学过的知识，判断该“毛”属于：
A.霉菌;B.大肠杆菌;C.乳酸菌;D.金黄色葡萄球菌。答〔〕
3.下列都属于真菌的一组是：
①大肠杆菌②木耳③乳酸菌④酵母菌⑤灵芝⑥曲霉⑦螺旋菌⑧青霉
A.①②③④;B.①③⑤⑦;C.②④⑥⑧;D.⑤⑥⑦⑧。答〔〕
4.在检测不同环境中的细菌和真菌的`探究活动中，对培养基的叙述不正确的是：
A.培养基中应含有细菌和真菌生长所必须的营养物质;
B.培养基最好采用固体培养基，这样有利于观察;
C.培养基在接种前应进行高温灭菌处理;
D.接种后的培养基应再次进行灭菌处理。答〔〕
5.用无菌棉棒擦取桌面，再在培养基上轻轻涂抹，这是细菌和真菌培养方法中的哪一步骤?
生物分布 篇6
目前,我国的主要能源来自化石燃料煤炭、石油和天然气等。随着社会对能源需求的日益增长,主要能源化石燃料迅速地减少,给我国的能源消费和能源安全带来了重大隐患。我国幅员辽阔,农林生物质资源来源广泛、数量巨大,为生物质能开发利用提供了丰富的原料。农林生物质能有很高的开发潜力,是未来能源利用的重要途径。我国农林生物质资源的分布和农林生物质资源总量及农林生物质资源可利用量的统计与实际利用量有较大的差距,使农林生物质能的科学规划和有效利用缺乏科学的指导。本文通过现有的统计资料,分析探讨了我国农林生物质资源的分布特点和利用潜力,从而为我国生物质能开发利用提供了理论参考。
1 我国农林生物质资源的构成
我国农林生物质资源丰富、数量巨大,较常见的有秸秆、稻壳、薪材、锯末和甘蔗渣等。据统计,我国农作物秸秆可收集量约为4.5亿t/年,折合标准煤1.8亿t;稻壳5 000万t,折合标准煤2 000万t;林业加工过程产生的木质废弃物约2 400万m3,折合标准煤150万t;各种天然薪材的合理提供量为1.4亿t,折合标准煤0.74亿t。2003年,我国农林生物质资源可获得量的当量值为28 400/万tce,占生物质资源总量的95%,如表1所示[1]。
1.1 农业生物质资源
我国是农业生产大国,农业生物质资源丰富。每年的农业生产废弃物的产量约为6.5亿t,到2010年产量可达7.3亿t,可产生12EJ的能量。农业生物质资源主要包括农作物秸秆和农产品加工废弃物。农作物秸秆是我国广大农村地区传统的生活用能,其中水稻、玉米和小麦秸秆占到84.3%;农产品加工废弃物有稻壳、玉米芯、花生壳和甘蔗渣等。1999年,我国各地区主要农业生物质可利用量的合计总量达5.6亿t。列前10位的地区是[2]山东、河南、河北、江苏、黑龙江、吉林、四川、湖北、安徽和内蒙古。其中,秸秆类生物质的主要流向为15%还田,24%饲用,2.3%用于工业,近60%用于薪柴或露地燃烧。因此,我国农业生物质资源具有巨大的应用潜力。
1.2 林业生物质资源
我国现有森林面积为1.75亿hm2,其蓄积量为124.56亿m3。2002年,全国造林面积为777.10 hm2,比上一年增长56.8%。我国陆地林木生物质资源总量在180亿t以上,可用于生产生物质能源的主要是薪炭林、林业废弃物和平茬灌木等。林业生物质能资源在我国农村能源中占有重要地位。2002年,我国农村消耗的林业生物质能资源约1.66亿tce,占农村能源总消费量的21.2 %。在丘陵、山区和林区等区域,农民50%以上的生活用能依靠林业资源。1999年,我国林业生物质产量列前10位的地区是[2]:黑龙江、内蒙古、四川、云南、吉林、江西、湖南、广西、广东和山西。另外,我国有宜林荒山荒地约4 692.71万hm2,可以开发种植高产能源植物。
2 我国农林生物质资源的分布
我国是农业生产大国,主要农业生物质资源农作物秸秆的分布格局与农作物种植的分布相一致。我国作物秸秆主要分布在东部地区,包括华北平原和东北平原的省市是我国农作物秸秆的主要分布区[3]。河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江和江苏等粮食主产区为秸秆产出的主要省区。单位国土面积秸秆资源量高的省份依次为山东、河南、江苏、安徽、河北、上海、吉林等省,见图1所示[4]。
农产品加工业副产品主要包括稻壳、玉米芯、甘蔗渣等,多来源于粮食加工厂、食品加工厂、制糖厂和酿酒厂等,数量巨大、产地相对集中、易于收集处理。其中,稻壳主要产于东北地区、湖南、四川、江苏和湖北等省;玉米芯主要产于东北地区和河北、河南、山东与四川等省;甘蔗渣主要产于广东、广西、福建、云南和四川等省区,见图2所示[4]。
我国林业生物质资源的主要类型有森林中成熟或过熟林的采伐剩余物、死木清理以及近成熟林的抚育修枝和中龄林的抚育间伐等。各种林地中需进行经济林的修剪、竹林的剩余物和四旁、散生、疏林的抚育修枝以及灌木林中的隔年轮平茬。根据第六次全国森林资源清查结果,东北及内蒙古林区、华北和中原地区、南方林区和华南热带地区是林业生物质资源集中分布的地区。
3 我国农林生物质的资源调查
我国每年产生的农林生物质资源数量、利用状况与发展趋势等没有准确的数据和记录。生物质资源量的多少只能根据作物种植面积和林地面积进行估算,没有估算的标准统计数据。量化的数据不准,导致我国农林生物质资源利用的盲目性。为此,必须对农林生物质的资源进行有效的调查。
以秸秆直燃发电为例,由于农林生物质资源具有密度小、体积大和热值低的特点,因此作为能源燃料使用时的消耗量很大。根据调查和研究发现,真正可以被秸秆直燃供热发电所利用的秸秆资源的可供量,比秸秆资源理论总量和地方统计数据少得多,而且秸秆直燃发电项目的秸秆资源总量、秸秆资源可供应量、收储运系统的运营模式、秸秆收储运成本费用、秸秆到厂价格及变化趋势等问题需进行深入的调查研究,才能保证秸秆直燃发电项目顺利、高效地实施。
农林生物质资源的调查方式和调查标准在项目实施过程中进行了总结。生物质资源调查需寻求地方政府的帮助,采用人口普查模式,编织调查网络,进行由下而上的统计,由上而下进行抽查,对各地的统计数据进行抽样检查,以保证统计数据的准确性和权威性。生物质资源调查标准制定应逐步完善,不同地区种植模式和地理条件的差异为制定资源调查标准带来了较多的困难。农林生物质资源调查对促进生物质资源的有效利用与决策提供了理论支持。
4 我国农林生物质资源的能源应用潜力分析
生物质资源的能源化利用经过20多年的研究开发和示范推广已取得很大的进展,技术水平有了较大提高。研究开发的产品主要是固化成型物、生物质液体产品(如乙醇、生物柴油、生物油与二甲醚等)和生物质气体产品(沼气或生物质气化产生的可燃气)。生物质气化和固化成型技术在产业化利用方面已经初具规模[5]。
目前,我国农林生物质资源的能源化利用的方向为[6]:秸秆气化装置和燃气净化技术研究;移动式秸秆干燥粮食工艺及成套设备的研究;秸秆和林木质直接燃烧供热系统技术的研究;纤维素原料生产燃料乙醇技术的研究;生物质热解液化制备燃料油、间接液化生产合成柴油和副产物综合利用技术的研究;高效沼气和发电工程系统的研究;组装式沼气发酵装置及配套设备和工艺技术的研究;有机垃圾混合燃烧发电技术;城市垃圾填埋场沼气发电技术;生物质致密成型燃料压缩技术等。
以生物质发电为例,秸秆直燃发电的关键在于燃料的制备和储存,大规模的秸秆直燃发电需要的原料较多,在原料的收集和运输上存在相当的困难,必须探索中国特色的秸秆直燃发电燃料采集之路。生物质气化发电的应用和推广发展较快。中利院广州能源研究在江苏兴化建成了装机容量为6MW的生物质气化及余热利用联合发电系统,其日处理生物质120t,气化效率最高达78%,燃气机组发电效率为29.8%,系统的发电效率27.8%。垃圾焚烧是当前世界各国采用的城市垃圾处理技术之一,既可以回收热能,又不占用土地。国内建立了焚烧发电的示范工程,深圳、乐山和徐州等城市已建设了垃圾焚烧场,日处理垃圾150～300t,北京、沈阳、广州、晋江、上海和昆明等大型城市也相继兴建了较大规模的垃圾焚烧发电厂,其日处理能力均达1 000t以上。
5 结束语
目前,我国的许多地区开发农林生物质资源具有较强的资源优势,已基本具备了生物质能源产业发展的宏观条件。在我国广大的农村地区,利用当地的资源优势,建设小型分布式生物质能源项目,有利于农民生活水平的提高、生态农业的持续发展以及农业生态环境的保护。
参考文献
[1]佚名.中日生物质论坛[EB/OL].[2005-11-10].ht-tp://chinacses.org/CN/lter.html.
[2]Liao Cuiping,Yanyongjie,Wuchuangzhi,et al.Study on the distribution and quantity of biomass residues resource in Chi-na[J].Biomass and Bioenergy,2004,27:111-117.
[3]钟华平,岳燕珍,樊江文,等.中国作物秸秆资源及其利用[J].资源科学,2003,25(4):62-67.
[4]蒋剑春,应浩.中国林业生物质能源转化技术产业化趋势[J].林产化学与工业,2005,25(增刊):10-14.
生物分布 篇7
1试验地概况
试验地位于福建省尤溪县西城镇音头村57林班6大班4小班, 该区地处东经117°8′~118°6′, 北纬25°8′~26°4′, 属中亚热带季风性湿润气候, 海拔180~ 450 m, 年平均气温15.8 ℃~19.6 ℃, 年降水量1 400~ 1 800 mm, 无霜期231~297 d。土壤为山地红壤, 土层厚度>1 m, 腐殖质层中等, 坡度18°~25°。造林前地类为杉木采伐迹地, 造林时间2002年, 造林面积6 hm2, 初植密度为2 505株/hm2;造林后按照常规营林措施进行抚育管理。
2林分生物量调查测定方法
2.1乔木层生物量测定
2012年7月进行林分生物量调查。在林分上中下坡设置20 m×20 m标准地3个, 在标准地内进行每木检尺, 实测胸径、树高等指标。根据标准地的平均树高和胸径选取标准木1株, 采用“分层切割法” 将标准木以1 m作为一个区分段, 测定各区分段树干、树皮、枝、叶的生物量鲜重, 并抽取干材、树皮、根、 枝、叶样品, 在室内105 ℃下烘干至恒重, 测算干鲜重比[6,7]。将地下树根 (含树桩) 部分全部挖出, 称重, 并取样, 树干分段取圆盘, 在室内105 ℃下烘干至恒重, 测算干鲜重比。根据标准木地上部分和地下部分的生物量推算标准地乔木层生物量及单位面积乔木层生物量。
2.2灌木草本层生物量测定
在每个标准地内按对角线设置2 m×2 m的样方3个, 记载样方中的灌木草本的种类、高度和覆盖度, 砍倒后全部实测鲜重, 并在各样方中抽取样品, 在室内105 ℃下烘干至恒重, 测算干鲜重比。并推算标准地灌木草本层生物量及单位面积灌木草本层生物量[6,7]。
2.3凋落物层生物量测定
对灌木草本调查样方的凋落物进行收集, 测定凋落物的鲜重干重, 并推算标准地凋落物层生物量及单位面积凋落物层生物量。
试验数据采用DPS v7.55软件进行比较分析。
3结果与分析
3.1闽粤栲标准木生物量的垂直分布
经调查, 11年生闽粤栲平均胸径达12.7 cm, 平均树高达10.8 m, 平均枝下高4.4 m。从闽粤栲标准木地上部分生物量的垂直分布看, 树干最大, 干重达34.12 kg, 占总生物量的47.56%, 其次为树枝, 干重为18.45 kg, 占25.71% , 最小的为树叶, 干重仅为7.85 kg, 仅占10.94%;地上部分总生物量干重达60.42 kg, 占总生物量的84.21% 。 树根的生物量干重为20.09 kg, 占总生物量的15.79%。地上部分总生物量干重与地上部分总生物量干重比值为3∶1 (表1) 。试验调查数据经方差分析及显著性检验, 闽粤栲标准木地上部分生物量垂直分布的各项指标达极显著差异水平, 相关指标及分析检验结果见表2。
3.2闽粤栲林分不同层次的生物量分配
从整个林分来看, 乔木层生物量是林分生物量的主要部分, 为363.89 t/hm2, 占林分总生物量的84.66%;灌木草本层为29.67 t/hm2, 占林分总生物量的6.91%;凋落物层生物量超过了灌木草本层, 达36.12 t/hm2, 占林分总生物量的8.41%;生物量的高低顺序依次为乔木层>凋落物层>灌木草本层 (表3) 。试验调查数据经方差分析及显著性检验, 闽粤栲林分不同层次的生物量分配的各项指标达极显著差异水平, 相关指标及分析检验结果见表4。
4小结与讨论
1) 在闽粤栲标准木生物量的垂直分布上, 树干最大, 干重达34.12 kg, 占总生物量的47.56%, 树干占各器官生物量分配率的高低顺序依次为干部>枝部> 根部>叶部。在闽粤栲林分不同层次生物量的分配上, 以乔木层生物量最高, 达363.89 t/ hm2, 占林分总生物量的84.66%, 生物量的高低顺序依次为乔木层> 凋落物层>灌木草本层;枯落物层生物量超过了灌木草本层, 大量的枯枝落叶及其分解有利于林分土壤的改良及提高林分的地力条件。
注: F0.01 (3, 8) =7.59, **表示差异极显著
注： F0.01（2, 18）＝6.01，**表示差异极显著
2) 试验地11年生闽粤栲平均胸径达12.7 cm, 平均树高达10.8 m, 平均枝下高4.4 m。说明闽粤栲的林分生产力较高, 而且是喜光树种, 对立地条件要求不严, 萌芽力强, 初期生长快, 可以作为采伐迹地更新中营造用材林、薪炭林、食用菌原料林、水源涵养林等, 以更大限度地发挥其经济效益与生态效益[1－5]。
摘要：通过对11年生闽粤栲人工林生物量垂直分布特征的调查研究, 结果表明:标准木各器官的生物量以树干最大, 树叶最低, 各器官生物量高低顺序依次为干部 (47.56%) >枝部 (25.71%) >根部 (15.79%) >叶部 (10.94%) 。林分不同层次的生物量以乔木层最大, 达363.89 t/hm2, 其次为凋落物层, 达36.12 t/hm2, 灌木草本层较低, 为29.67 t/hm2;各层生物量分配率高低顺序依次为乔木层 (84.66%) >凋落物层 (8.41%) >灌木草本层 (6.91%) 。
关键词：闽粤栲,人工林,生物量
参考文献
[1]黄清麟, 李元红, 黄界水, 等.人促米槠、闽粤栲速生丰产林调查研究报告[J].福建林学院学报, 1992, 12 (1) :116-120.
[2]黄清麟, 李元红, 林雨平.闽粤栲萌芽林分结构及生产力的研究[J].福建林学院学报, 1997, 17 (2) :136-139.
[3]管大跃, 黄国泉.闽粤栲天然林生物量及预测模型研究[J].福建林业科技, 2000, 27 (2) :34-36.
[4]李少青.马尾松闽粤栲混交林生长与竞争效应[J].江西林业科技, 2007 (4) :13-15.
[5]雷先珠.宁化县闽粤栲造林效果分析[J].广东林业科技, 2009 (2) :64-68.
[6]冯仲科, 刘永霞.森林生物量测定精度分析[J].北京林业大学学报, 2005, 27 (S2) :108-111.
[7]陈硕芃, 王韶仲, 王政权, 等.密度结构对大青山红松人工林细根生物量与根长密度的影响[J].森林工程, 2013, 29 (4) :1-7.
生物分布 篇8
中国关于海岛潮间带生态调查研究已有不少工作[1,2,3,4,5,6], 而对江苏海岛潮间带生物的研究鲜见报道, 江苏北部海岛潮间带为江苏典型的岩礁相潮间带, 该研究通过对江苏北部海岛近岸岩相潮间带进行生态学调查, 拟弄清该区域岩相潮间带底栖动物生态群落的结构组成与生物多样性格局的时空变化, 为潮间带生态学研究积累科学资料, 同时为江苏海岛潮间带生物资源与海岸景观的开发、保护和可持续利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1调查站位与时间
2007年5月和10月春、秋2季对江苏北部海岛进行潮间带生物调查, 在处于内湾的东西连岛设置3条断面, 位于外海的车牛山岛、达山岛和平山岛3个岛屿的迎浪和背浪面各设置1条断面, 共计9条调查断面 (图1) , 每个断面按高潮区、中潮区和低潮区各设1个采样站位, 共计27个站位。
1.2调查与分析方法
按《海洋监测规范 (GB 17378.7-1998) 》[7]要求对潮间带生物进行调查取样, 采样时用GPS精确定位, 采样用0.01 m2定量框确定采样范围, 将框中样品全部铲取, 每站位取样4份, 采样面积为0.04 m2。在每站定量样品取样的同时, 在该站附近采集定性样品, 分别放入样品瓶中, 带回室内用70%酒精固定多毛动物, 用5%福尔马林固定其他样品, 内置标签, 并填写潮间带生物野外采样记录表, 样品带回实验室鉴定、称质量, 并换算成单位面积的生物量 (g·m-2) 和栖息密度 (ind·m-2) 。室内样品的称质量、计算和资料分析整理均按《海洋监测规范 (GB 17378.7-1998) 》规定的方法进行。
1.3优势种确定
采用相对优势度 (IRI) [8]作为研究潮间带生物在群落中所占的重要性。
IRI= (N+W) F×104
式中N为某一种的个数占总数的百分比, W为某一种的质量占总质量的百分比, F为某一种出现的站次数占调查总站次数的百分比。规定IRI大于1 000为优势种, 1 000～100为主要种。
1.4数据处理
计算潮间带生物种类多样性指数 (H′) 和丰富度 (d) 的研究运用以下公式[9,10]:
种类多样性指数undefined (i=1, 2, 3…, S)
式中S为样品中的种类总数, Pi为第i种的个体数 (ni) 与总个体数 (N) 的比值 (ni/N)
种类丰富度指数d= (S-1) /log2N
式中d为丰富度, S为样品中的种类总数, N为样品中的生物总个体数。
数据经计算机处理, 图件绘制主要采用DPS和Excel软件。
2 结果
2.1种类组成及其特征
2.1.1 总种类组成
江苏北部海岛共调查发现潮间带生物127种, 各类群中藻类居首位45种, 占总种类的35.43%;其次为软体类36种, 占28.35%;甲壳类居第三21种, 占16.54%;多毛类17种占13.39%;棘皮类4种占3.15%;鱼类2种占1.57%;腔肠类和纽形类均1种, 各占0.79% (表1) 。春季共调查发现潮间带生物75种, 其中藻类居首位31种, 其次为软体类21种, 甲壳类14种;秋季共调查发现84种, 比春季多9种, 软体类居首位26种, 藻类22种, 甲壳类14种。可见藻类、软体类及甲壳类是北部海岛潮间带生物主要组成类群。该调查区域分布的潮间带生物多为暖温带的种类, 主要藻类有鼠尾藻 (Sargassum thunbergii) 、刺松藻 (Codium fragile) 、粘膜藻 (Leathesia difformes) 、珊瑚藻 (Corallina officinalis) 、羽状凹顶藻 (Laurencia pinnatifida) 、剑叶蜈蚣藻 (Grateloupia okamurae) 和礁膜 (Monostroma) 等;软体类有厚壳贻贝 (Mytilus coruscus) 、褶牡蛎 (Alectryonella plicatula) 、疣荔枝螺 (Thais clavigera) 、短滨螺 (Littorina balteata) 、史氏背尖贝 (Notoacmea schrencki) 、嫁 (Cellana toreuma) 和单齿螺 (Monodonta labio) ;甲壳动物主要有肉球近方蟹 (Hemigrapsus sanguineus) 、白条地藤壶 (Chthamalus withersi) 等;多毛类为日本刺沙蚕 (Neanthes japonica) 。
2.1.2 不同区域种类组成特征
比较不同区域潮间带生物种类数发现, 外海3个岛屿共潮间带生物92种, 内湾56种, 外海6个断面中除车牛山岛背浪断面种类较少, 其余各断面种类数在31～43种之间。内湾中东连岛种类较高, 其余2个断面种类数均少于30种 (表2) 。外海的绝大多数断面潮间带生物种类数较内湾多, 其中藻类基本分布在外海岛屿潮间带, 外海3个岛屿由于离陆地较远, 岛上居民很少, 人为破坏较小, 而内湾的东连岛苏马湾和连岛海滨浴场已经被当地开发成一个旅游度假岛屿, 人类活动频繁, 对海岛潮间带生物破坏较大。内湾主要种类有褶牡蛎、短滨螺、疣荔枝螺、厚壳贻贝、中华近方蟹 (H.sinensis) 和白脊藤壶 (Balanus albicostatus) ;外海有厚壳贻贝、白条地藤壶、褶牡蛎、疣荔枝螺、史氏背尖贝、嫁、短滨螺、朝鲜花冠小月螺 (Lunellacoronata coreensis) 、单齿螺、绣凹螺 (Chlorostoma rustica) 、肉球近方蟹、日本刺沙蚕、鼠尾藻、粘膜藻、剑叶蜈蚣藻、珊瑚藻和刺松藻。
2.1.3 不同潮区种类组成特征
比较各潮区种类发现, 不同潮区种类组成有一定的差异, 中潮区>低潮区>高潮区。低潮区出现总的种类为82种, 中潮区出现84种, 高潮区出现37种 (表3) 。各潮区底栖生物类群组成和总类群组成相似。高潮区主要种类有白条地藤壶、短滨螺、厚壳贻贝和褶牡蛎;中潮区有厚壳贻贝、褶牡蛎、疣荔枝螺、白条地藤壶、史氏背尖贝、短滨螺、嫁、粘膜藻、鼠尾藻和剑叶蜈蚣藻等;低潮区有厚壳贻贝、褶牡蛎、疣荔枝螺、史氏背尖贝、鼠尾藻、珊瑚藻和粘膜藻等。
2.2生物量与密度的时空分布
2.2.1 总生物量和生物密度组成
江苏北部海岛潮间带生物2个季节平均总生物量4 150.42 g·m-2, 春季生物量3 579.58 g·m-2, 秋季高于春季为4 721.26 g·m-2。各类群中软体类生物量居首位3 400.59 g·m-2, 占81.93%;其次为甲壳类711.32 g·m-2, 占17.14%;藻类居第三28.12 g·m-2, 占0.68%;多毛类占0.20%;棘皮类, 腔肠类及纽形类各占0.03%, 0.02%及0.008% (表4) 。2个季节总平均生物密度17 641.94 ind·m-2, 春季16 623.70 ind·m-2, 秋季稍高为18 660.19 ind·m-2。各类群中甲壳类生物密度居首位13 568.91 ind·m-2, 占76.91%;软体类居第二3 960.50 ind·m-2, 占22.54%;多毛类居第三81.83 ind·m-2, 占0.46%;藻类占0.15%;棘皮类、腔肠类及纽形类各占0.01%、0.01%及0.001%。
2.2.2 不同区域分布特征
2个季节调查内湾潮间带平均生物量2 350.95 g·m-2, 内湾春季生物量986.78 g·m-2, 秋季3 715.11 g·m-2, 是春季的4倍。内湾各类群中软体类平均生物量最高为1 836.36 g·m-2。外海2个季节平均生物量5 020.15 g·m-2, 春季生物量4 875.97 g·m-2, 秋季5 224.33 g·m-2, 2个季节生物量相接近, 外海各类群中也是软体类平均生物量最高为4 487.82 g·m-2。2个季节内湾平均生物密度9 515.28 ind·m-2, 春季10 013.89 ind·m-2, 秋季9 016.67 ind·m-2, 2个季节内湾生物密度相接近。外海平均生物密度21 705.28 ind·m-2, 外海春季生物密度19 928.61 ind·m-2, 秋季23 481.94 ind·m-2, 2个季节生物密度接近。春、秋2季外海潮间带生物平均生物量和生物密度变动较小, 且各类别生物量和密度组成变动也较小, 表明外海潮间带生物生态系统比较稳定。
2.2.3 不同潮区分布特征
北部海岛潮间带生物的数量分布, 在各潮区之间也不尽相同, 各潮区平均生物量为低潮区>中潮区>高潮区, 低潮区生物量最高6 240.12 g·m-2, 春、秋季生物量分别为5 375.54和7 104.69 g·m-2, 其中软体类生物量最高为6 093.32 g·m-2, 主要为厚壳贻贝和褶牡蛎, 数量多;其次是中潮区4 438.87 g·m-2, 春、秋季生物量分别为3 660.41和5 217.33 g·m-2, 软体类生物量最高3 816.53 g·m-2;高潮区生物量为1 772.27 g·m-2, 春、秋季生物量分别为1 702.79和1 841.75 g·m-2, 甲壳类生物量最高为1 478.99 g·m-2, 主要是藤壶类, 数量较高。各潮区生物密度为高潮区>中潮区>低潮区, 高潮区生物密度最高为26 438.22 ind·m-2, 中潮区次之为16 833.50 ind·m-2, 低潮区最少为9 654.11 ind·m-2。
2.2.4 生物量和栖息密度平面分布
2个季节海岛潮间带底栖生物调查, 27个站位平均生物量51.13～16 854.75 g·m-2, 最高为达山岛迎浪断面低潮区, 最低为连岛海滨浴场断面低潮区。平均生物密度范围75.00～7 1975.00 ind·m-2, 最高为达山岛迎浪断面高潮区, 最低为连岛海滨浴场断面低潮区。春季生物量范围14.00～26 906.75 g·m-2, 最高为平山岛迎浪断面低潮区, 东连岛断面低潮区最少。秋季生物量范围76.00～16 848.75 g·m-2, 最高为达山岛迎浪断面低潮区, 连岛海滨浴场断面低潮区最少。春季生物密度范围75.00～117 975.00 ind·m-2, 最高为达山岛迎浪断面高潮区。秋季生物密度范围75.00～81 750.00 ind·m-2, 最高为达山岛背浪断面低潮区。
2.3多样性指数
9条断面潮间带底栖生物多样性指数 (H′) 范围0.60～2.28, 平均1.51, 最大为3号东连岛断面的2.28, 最低为6号达山岛背浪断面的0.60。内湾3条断面的H′相近。外海3个海岛各岛屿迎浪和背浪断面H′较接近。丰富度 (d) 范围0.84～2.38, 平均1.39, d最高为3号东连岛断面, 最低为4号车牛山岛背浪断面。均匀度 (J′) 范围0.15～0.50, 平均0.36。内湾3条断面的J′相近。外海3个海岛各岛屿迎浪和背浪断面J′较接近, 内湾高于外海断面 (表5) 。
2.4优势种
2.4.1 褶牡蛎
褶牡蛎分布广、数量大, 是群众采捕的主要对象。在调查区总的出现频率为77.78%, 在岩礁和石块上面均有附生。为广温广盐的贝类, 风浪较小, 有适量淡水注入的内湾最适合其生长。该次调查褶牡蛎平均生物量1 224.46 g·m-2, 秋季为1 723.66 g·m-2, 高于春季的725.27 g·m-2 (表6) 。
2.4.2 厚壳贻贝
厚壳贻贝栖息于内湾浅海及近岸的岩石礁底, 通常在低潮线附近至水深2 m左右分布较密, 以足丝附着于岩石上。该次调查厚壳贻贝平均生物量2 066.79 g·m-2, 秋季生物量2 211.52 g·m-2, 春季1 922.05 g·m-2 (表6) 。
2.4.3 白条地藤壶
白条地藤壶为热带或亚热带的特有种, 主要分布在岩石礁底高潮区。该次调查白条地藤壶平均生物量637.51 g·m-2, 秋季生物量629.90 g·m-2, 春季645.11 g·m-2 (表6) 。
2.4.4 藻类
江苏北部海岛潮间带的海藻共有45种, 主要分布于前三岛 (平山岛、达山岛和车牛山岛的合称) 岩石岸潮间带的低潮区和中潮区下部的水沼中, 平均生物量达28.12 g·m-2。
3 讨论
共发现江苏北部海岛潮间带底栖生物127种, 各类群中藻类居首位45种, 软体类36种, 甲壳类21种, 多毛类17种, 棘皮类4种, 鱼类2种, 腔肠类和纽形类均1种。同为江苏北部海岛潮间带20世纪90年代调查结果显示[11], 岩礁滩潮间带调查共获199种生物, 各类群藻类61种, 软体类第二53种, 甲壳类35种, 多毛类24种, 腔肠类6种, 棘皮类4种。表明江苏北部海岛潮间带种类有一定减少, 北部海岛潮间带生物类群未变动, 主要种类为藻类、软体类及甲壳类。
与中国其他海区同样进行潮间带所有底栖生物调查研究报道相比, 江苏北部海岛潮间带底栖生物种类数多于青岛岩礁相潮间带 (74种) [5], 少于舟山潮间带 (275种) [12]、宁波海岛潮间带 (281种) [4]、泉州湾潮间带 (324种) [13]和大亚湾湾潮间带 (316种) [14], 符合随纬度减小或靠近外海, 生物种数增加的规律。
物种数量水平分布随地点不同出现一定差异, 不同区域的种类数依次是外海 (92种) >内湾 (56种) 。物种数量垂直分布受制于潮汐和海浪强弱, 物种数量的分布特征为中潮区 (84种) >低潮区 (82种) >高潮区 (37种) 。岩相潮间带底栖生物不同季节的物种数为秋季 (84种) >春季 (75种) 。
生物分布 篇9
关键词：内燃机,柴油机,生物柴油,稳态工况,颗粒粒径分布
0 概述
随着世界性石油危机和环境污染的日益加剧,开展车用替代燃料的研究具有极其重大的意义。柴油机较好的燃油经济性可以很好地节约能源,但是其颗粒排放对人体健康危害影响很大[1]。目前,排放法规仅对柴油机排放颗粒物的质量进行了限制,没有关于颗粒物粒径的规定。国内外研究者对柴油机颗粒物粒径分布、毒性及影响因素进行了大量研究[2,3,4,5,6,7,8,9,10]。
本文通过建立发动机排放颗粒物稀释采样系统,用EEPS3090粒径仪对柴油机燃用不同掺混体积比的麻疯树油制生物柴油在外特性、标定转速及最大转矩转速下的排放颗粒数浓度粒径分布特性、颗粒数及几何平均直径的变化规律进行了研究。
1 试验测试系统及燃料特性
1.1 颗粒采样系统
本文的采样系统主要由部分流稀释取样系统和颗粒分析仪组成,主要设备包括379020型旋转盘稀释器、空气流量计和EEPS3090粒径仪,图1为颗粒物测试系统示意图。
1.2 试验用发动机
试验用发动机为电控高压共轨涡轮增压直喷发动机,其主要技术参数如表1所示。
1.3 试验用燃料
本文试验研究中使用的燃料有两种:石化柴油和麻疯树油制生物柴油。生物柴油与石化柴油以不同的体积比混合组成生物柴油混合燃料:纯石化柴油和纯生物柴油分别记为JBD0和JBD100,生物柴油体积比为5%、10%、20%、50%的混合燃料分别记为JBD5、JBD10、JBD20、JBD50。各种燃料的主要理化特性如表2所示。
1.4 试验方案
针对生物柴油不同掺混比例对排气颗粒物粒径分布的影响进行了试验。发动机工况为外特性工况,转速从1200~3200r/min,每隔400r/min取1个点,共6个工况点;标定转速3200r/min和最大转矩转速2000r/min负荷特性,负荷分别为10%、25%、50%、75%和100%。为了更加真实地模拟排气在实际环境中的稀释过程,选取稀释比为500,初级稀释温度为80℃。为了得到较为精确的结果,对每一工况点进行3组采样,每组采样1min,然后取平均值。
2 结果分析
2.1 颗粒数浓度粒径分布
图2为发动机燃用不同配比生物柴油在全负荷时颗粒粒径分布随转速的变化。由图2可知,随着生物柴油混合比例的增加,核态颗粒峰值数量先增加后减少,JBD50的峰值数量最多;JBD20和JBD100的峰值粒径基本保持不变,但峰的宽度明显变宽。核态颗粒数量增加的主要原因是生物柴油密度和黏度均比石化柴油大,在相同燃油喷射压力下燃油的雾化效果较差,未燃碳氢增多。除了在2400、2800和3200r/min JBD0和JBD5均未检测到核态颗粒峰值外,其他转速下各种燃料的颗粒粒径数浓度均呈双峰对数正态分布,核态颗粒的数量峰值比聚集态的高2个数量级,但JBD50和JBD100的2个峰值随着转速的升高逐渐接近,标定工况下两者处于同一数量级。这主要是因为转速升高缩短了燃烧持续期,大量碳烟粒子来不及氧化,从而使聚集态的颗粒数量增加。当生物柴油的掺混比例大于20%时,各转速下颗粒数量峰值均出现在核态区域,这说明加入较高比例的生物柴油可以大幅增加核态颗粒的数量。随着转速的增加,各种燃料的核态和聚集态峰值没有明显的变化规律,但各种燃料核态峰值的最大值出现在1200r/min处,聚集态峰值的最大值出现在3200r/min处。
图3为最大转矩转速2000r/min时颗粒粒径数浓度分布随负荷的变化。由图3可知,燃用生物柴油后核态颗粒的数量有所增加。生物柴油掺混比例大于20%的混合燃料在所有负荷下的颗粒都呈核态和聚集态的双峰分布,而JBD0和JBD5燃料仅在高于75%负荷工况下才出现核态颗粒峰值。聚集态颗粒的峰值粒径随生物柴油比例的增加而减小,聚集态颗粒的数量峰值随负荷增加先增加后减少,在25%负荷工况下达到最高,这与烟度测量结果一致。JBD50和JBD100燃料的核态颗粒数量峰值和聚集态颗粒数量峰值随负荷增加先接近然后逐渐远离,低负荷下两者处于同一数量级,而高负荷时核态峰值比聚集态峰值高2个数量级左右。
图4为标定转速3200r/min时颗粒数浓度粒径分布随负荷的变化。在10%~75%负荷下,JBD0、JBD5、JBD10、JBD20燃料的颗粒粒径数浓度呈双峰对数正态分布;25%~75%负荷下,JBD50和JBD100燃料的颗粒数浓度粒径分布呈仅有1个核态峰值(峰值粒径10~25nm)的单峰分布。随着负荷增大,所有燃料的核态数量峰值均先增大后减小,在50%负荷时达到最大。相同负荷下,随着生物柴油掺混比的增加,核态数量峰值升高,峰的宽度增大。JBD0、JBD5、JBD10燃料的聚集态峰值粒径随负荷变化无明显变化,都在50nm左右,同一种燃料的峰值数值数量最大,75%负荷时的聚集态峰值数量最小;相同负荷下,峰值数量随生物柴油掺混比的增加而减少。
2.2 颗粒数的影响
图5为全负荷时总颗粒数、核态颗粒数和聚集态颗粒数随转速的变化。由图5可以看出,随着生物柴油掺混比例的增加,总颗粒数和核态颗粒数均呈先上升后下降的趋势,JBD50的总颗粒数最高。生物柴油掺混比例越高,核态颗粒数在总颗粒数中所占份额越大,JBD0占68.3%,而JBD100则占96.7%。1200~2000r/min的中低转速下,各种燃料的核态颗粒数在总颗粒数中所占的比重均在90%以上,聚集态颗粒数量较低,且各种燃料之间差别不大。这是因为转速较低,燃烧持续期较长,碳烟颗粒氧化的较充分。2400~3200r/min的中高转速下,聚集态颗粒数量比低转速下大幅度增加,且转速越高聚集态颗粒的数量越多。随着生物柴油掺混比例
的增加,聚集态颗粒数量减少。这是因为生物柴油中含氧,可增加燃烧中的供氧量,而且生物柴油中基本不含芳烃。
图6为发动机燃用不同配比生物柴油在最大转矩转速2000r/min时的总颗粒数、核态颗粒数和聚
集态颗粒数随负荷的变化。各种燃料的核态颗粒数在总颗粒中所占的比重随负荷升高先减小后增加,在25%负荷时各种燃料的核态颗粒所占比重最小,相同负荷下,生物柴油掺比越高,核态颗粒数所占比例也越高。整个负荷特性下,JBD0的核态颗粒平均
占总颗粒数的62.8%,JBD100的核态颗粒占95.3%。这可能是因为生物柴油的黏度较高,密度较大,从而影响了雾化效果,使燃烧不充分,产生大量未燃碳氢。各种燃料的聚集态颗粒数随负荷升高先增加后减少,在25%负荷时达到最高,全负荷时聚集态颗粒数量比25%负荷时减少了1个数量级,这可能是因为改进喷油规律改善燃烧、合理组织燃烧以减少碳烟排放量,而且缸内温度升高有利于碳烟的氧化。相同负荷下,生物柴油比例增加,则聚集态颗粒数量减少。
图7为发动机燃用不同配比生物柴油在标定转速3200r/min时的总颗粒数、核态颗粒数和聚集态颗粒数随负荷的变化。各种燃料的核态颗粒数量随负荷升高先增加后减少,在50%负荷时达到最大值。相同负荷下,总体上核态颗粒数量在总数量中所占比重随生物柴油掺混比例的增加而增加。整个负荷特性下,JBD0的核态颗粒平均占总颗粒数的57.5%,JBD100的核态颗粒占93.4%。与2000r/min负荷特性相比,各种燃料的总颗粒数中核态颗粒所占比重有所减少,高速下聚集态颗粒数增加对核态颗粒的生成具有抑制作用。聚集态颗粒数量随负荷增大先减少后增加,在50%~75%负荷时降到最低。相同负荷下,与核态颗粒数量的变化规律相反,生物柴油掺混比越大聚集态颗粒数量越少。
2.3 几何平均直径Dg的影响
表3为全负荷时发动机燃用不同配比生物柴油的几何平均粒径Dg随转速的变化。Dg在中低转速几乎不变,转速高于2400r/min时,Dg随转速升高而增加。1200~2000r/min相同转速下,随生物柴油掺比的增加Dg基本稳定,2400~3200r/min时,随掺混比的增加Dg逐渐变小。JBD100的Dg在整个转速范围内的变化幅度较小,在13~16nm之间。
表4和表5分别为最大转矩转速和标定转速负荷特性下的几何平均粒径Dg。整个负荷特性下对Dg取平均值发现,生物柴油比例越高Dg越小。2000r/min负荷特性下,JBD0的平均Dg为34.9nm,JBD100的平均Dg为14.1nm;3200r/min负荷特性下两种燃料的Dg分别为39.3nm和19.8nm。这说明生物柴油可以显著降低颗粒的几何平均粒径。各种燃料在标定转速负荷特性下的平均Dg均高于最大转矩转速时。这是由于高转速时燃烧持续期较短,燃烧生成的碳烟粒子氧化时间缩短,使最终排出机外的颗粒粒径较大。
3 结论
(1) 生物柴油掺混比大于20%时,所有负荷的颗粒均呈包含核态和聚集态的双峰对数正态分布。随生物柴油掺混比例的提高,核态峰的宽度变宽,峰值先增大再减小,聚集态峰值减小。标定转速、25%~75%负荷下,JBD50和JBD100的颗粒分布呈仅含核态的单峰分布。负荷增大,各种燃料的核态峰值数量先增大后减小,在50%负荷达到最大。
(2) 外特性下,随生物柴油混合比的增加,核态颗粒数先增加后减少,混合比为50%时达到最大;聚集态颗粒数随生物柴油混合比的增加而减少。最大转矩转速下,负荷升高总颗粒数增加,核态颗粒数所占比重先减少后增加,聚集态颗粒数先增加后减少。标定转速下,随负荷的升高,各种燃料的总颗粒数和核态颗粒数先增加后减少,聚集态颗粒数则先减少后增加。
(3) 外特性中高转速下,随转速的增加,Dg变大,而生物柴油混合比增加导致Dg变小。最大转矩转速和标定转速负荷特性下,生物柴油混合比增加,Dg减小,各种燃料在标定转速负荷特性的Dg大于最大转矩转速的Dg。
参考文献
[1]Churg A,Brauer M.Human lung parenchyma retains PM2.5[J].Am J Respir Crit Care Med,1997,155(6):2109-2111.
[2]Kittelson D B.Engines and nano-particles:a riview[J].Jour-nal of Aerosol Science,1998,29(5/6):575-588.
[3]Abdul-Khalek I S.Influence of dilution conditions on diesel ex-haust nanoparticle emissions:experimental investigation andtheoretical assessment[D].Minnisota:Ph.D.Dissertation ofUniversity of Minnisota,1999.
[4]Mayer A,Czerwinski J,Wyser M,et al.Impact of RME/diesel blends on particle formation,particle filtration and PAHemissions[C]//SAE 2005-01-1728,2005.
[5]成晓北,黄荣华,陈德良.直喷式柴油机微粒排放尺寸分布特性的研究[C].武汉:中国内燃机学会2005年学术年会暨APC2005年学术年会论文集,2005.
[6]李新令,黄震,王嘉松,等.柴油机排气颗粒浓度和粒径分布特征试验研究[J].内燃机学报,2007,25(2):113-117.Li X L,Huang Z,Wang J S,et al.Investigation on concentra-tions and size distribution characteristic of particles from dieselengine[J].Transactions of CSICE,2007,25(2):113-117.
[7]李新令.发动机超细颗粒排放特性及其在排气稀释过程中变化研究[D].上海:上海交通大学,2007.
[8]陆小明.生物柴油发动机燃烧过程与PAHs排放特性研究[D].北京:北京理工大学,2006.
[9]陆小明,葛蕴珊,韩秀坤,等.生物柴油发动机颗粒排放物粒径及其分布试验研究[J].环境科学,2007,28(4):701-705.Lu X M,Ge Y S,Han X K,et al.Experimental study on par-ticle size distributions of an engine fueled with blends of biodie-sel[J].Environmental Science,2007,28(4):701-705.
生物分布 篇10
关键词：糖尿病患者,拔牙创区,微生物,分布情况,理论指导作用
糖尿性患者拔牙术后出现感染现象较为常见, 其主要的原因就在于拔牙创区细菌的存在。因此, 对糖尿病患者拔牙创区微生物分布进行研究对推动临床防治术后感染具有重要的促进作用。本次研究将在分析已有研究资料基础上提出具有实践性的解决措施, 以提高患者临床治疗效果, 推动相关工作进一步发展。
1糖尿病患者拔牙创区微生物分布研究现状分析
1.1微生物分 布已基本明确
根据目前现有的研究资料进行分析可知, 糖尿病患者拔牙创区微生物菌群主要是以革兰氏阳性链球菌 (33.9%) 以及革兰氏阴性厌氧菌 (14.8%) 为主, 患者术后感染现象的发生也主要与此二种菌群有着直接的关系[1]。链球菌由于具有厌氧性特征 , 因此在有氧或者无氧环境下均能生存, 在自然界中较为常见。糖尿病患者拔牙创区中链球菌分布最为广泛, 对拔牙术后感染现象的发生具有重要的影响。根据相关研究资料表明, 链球菌能够产生多种毒素以及酶, 对患者自身的血液细胞产生毒副作用, 患者在术后往往无法取得理想的临床治疗效果与其毒副作用密不可分。在实际临床治疗中需要对链球菌的存在进行重点关注, 采取切实有效的措施来降低链球菌造成的影响, 为患者提供优质的临床医疗服务。
1.2 1、2型糖尿性患者 拔牙创区微生物分 布没有明显区别
根据现有研究资料研究表明糖尿病患者拔牙创区微生物菌群分布状况与糖尿病患者类型并没有直接关系, 两型糖尿病患者微生物菌群分布基本一致。然而以目前现有技术还不能确定糖尿病患者具体分型对拔牙创区微生物菌群是否具有影响, 相关的研究工作还需要进一步深入展开。相信随着时代的不断发展, 二者之间关联性研究必将取得突破性进展, 为糖尿病患者拔牙创区微生物菌群分布临床研究提供更多的理论支持[2]。
2糖尿病患者拔牙创区微生物菌群存在的危害性分析
2.1影响了患者临床治疗效果
由于革兰氏阳性链球菌占据了微生物菌群的主体地位 , 同时链球菌在有氧无氧环境下均可以生存, 很大程度上加大了临床治疗的难度, 患者术后感染现象比较普遍, 严重影响了患者实际的临床治疗效果。同时链球菌防治工作在目前展开过程中并没有取得良好的效果, 也在很大程度上加剧了链球菌的影响范围及程度, 对患者临床治疗效果造成了严重的影响。
2.2毒素及酶 的存在对糖尿病患者生命体征损害较大
由于链球菌能够产生多种毒素以及酶, 比如溶血素的存在可以对多种血液细胞产生毒素, 继而影响患者的生命体征。糖尿性患者由于长期服用胰岛素类药物, 导致自身的免疫机能受到了较为严重的损害, 免疫能力的下降将会在很大程度上提升患者受到外界病菌感染的几率, 严重损害了患者的身体机能, 对患者下一步的治疗过做带来了较为严重的影响。目前相关菌群分布以及危害性的研究已经取得了比较瞩目的进展, 但是在实际应用还需要进一步加强改进, 以争取为患者提供优质的医疗服务。
3糖尿病患者术后拔牙创区感染的防治措施分析
3.1加强糖尿病患者临床卫生清 理工作
由于链球菌生存能力极强, 在有氧无氧环境下均可以生存, 同时繁殖能力以及危害性较大, 对糖尿病患者自身生命体征造成了较为严重的影响, 需要在实际临床护理中采取有效的措施来加强糖尿病患者卫生清理工作, 将患者衣物以及住院环境进行及时有效的清理, 以降低链球菌的繁殖速度, 为患者提供一个较为良好的治疗环境。患者术后隔离治疗工作也需要相应展开, 对使用的医疗器具进行及时的消毒处理, 防止交叉感染现象的发生, 从根本上降低以链球菌为主的微生物菌群造成的损害, 为患者身体健康做出应有的贡献[3]。
3.2选用合适敏感的抗生 素类药物
抗生素是防治糖尿病患者拔牙创区感染的主要应用手段, 在目前抗生素种类比较繁杂的基础上, 通过使用效果比较明显, 针对微生物菌群反应比较敏感的抗生素类药物能够有效的提高患者实际免疫能力以及治疗效果, 为患者临床治疗工作带来很大程度上的便利。
总结
综上所述, 糖尿病患者拔牙创区微生物群分布的研究工作取得了比较瞩目的成果, 对临床防治工作起到了重要的指导作用, 相信随着医学技术的不断进步、相应药品研发也将会取得理想的结果, 对防治糖尿病患者术后感染工作具有重要的促进作用。
参考文献
[1]舒仕强, 舒燕.拔牙创不同处理方式对其牙槽骨变化影响的比较[J].中国卫生产业, 2012 (29) :23.
[2]刘凤伟.牙周病与糖尿病相关性研究和护理[J].天津护理, 2011 (3) :12.