柏兆海
- 作品数：61 被引量：216H指数：11
- 供职机构：中国科学院遗传与发育生物学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院“百人计划”河北省杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程轻工技术与工程经济管理更多>>
- 京津冀农牧业氮素环境排放特征和脆弱风险评价
- 2024年
- 为满足人们日益增长的食物需求,农牧系统发展迅速,进而导致源于农牧生产系统的氮素损失增加,给生态环境和人体健康带来巨大威胁,因此农牧系统精准优化调控具有重要意义。农牧系统氮素损失风险评价则是系统精准优化调控的重要前提。鉴于此,本文利用NUFER-county模型对京津冀地区农牧业氮素环境排放进行估算,并根据《河北省现代农业发展“十三五”规划》划定的京津冀5个农业生态功能区,结合文献综述,确定不同地区不同形态氮素损失风险阈值,并划定该地区氮素损失风险脆弱区,从而实现根据区域功能分区进行区域尺度不同形态氮素损失风险的精准划定。本研究发现,京津冀地区农牧系统总氮损失约为157.001万吨,单位面积氮素损失量为221.64 kg·hm^(-2),氮素损失风险总体较高,所有区域均存在风险。就空间分布来看,氮素损失较为严重的地区为山前平原高产区、生态涵养山区和都市高值农业区,且不同形态氮素损失拥有相似的空间变异规律,主要与当地的农业生产强度、化肥施用量和畜禽养殖量有关。此外,京津冀地区整体来看,氨挥发损失风险较高,硝酸盐损失风险相对较低。基于以上内容,未来可以针对京津冀不同农业生态功能区的氮素损失风险区进行分区分步优化,积极推广应用农牧业氮素分区精准管理调控措施,降低并尽可能消除农牧业导致的氮素损失风险,这对于该地区农牧业未来的绿色可持续发展具有重要意义。
- 杨颂祺张楠楠柏兆海王选马林
- 关键词：农业生态区
- 河北省畜禽粪污全链条氨气和甲烷减排技术模式的生命周期分析
- 2024年
- 目前畜禽养殖粪污流动过程中存在氨气和甲烷排放严重的问题。本文针对传统技术模式(S1:常规清粪技术、氧化塘静置处理、表层施用还田)和全链条氨气和甲烷减排优化处理技术模式(S2:圈舍表面酸化技术、分层供气反应器堆肥处理、深层/注射施用),从全生命周期的角度进行环境代价和经济成本的比较和分析。结果显示:圈舍酸化(圈舍阶段)、多层供气反应器堆肥处理(储存/处理阶段)和注射施用(施用阶段)技术的应用可分别降低相应环节环境代价的17.40%、40.00%和79.30%;整体来看,全链条优化处理技术模式的环境代价比传统模式减少40.40%。传统技术模式处理粪便的直接成本投入为70.00￥·t^(-1),优化处理技术模式的直接成本投入与传统技术模式相比增加了31.00￥·t^(-1)。由于氨气减排可带来一定的社会经济效益,全链条优化处理技术模式处理畜禽粪污可实现51.52￥·t^(-1)的社会经济收益。最终,利用畜禽粪污“圈舍—储存/处理—施用”全链条优化处理技术模式处理畜禽粪便可比传统技术模式节省20.52￥·t^(-1)。如果该模式在河北省所有养殖场推广,以河北省2019年1.40亿t的畜禽粪污产生量计算,可实现年28.70亿元的经济效益。
- 王宏戈张陆王选柏兆海马林
- 关键词：氨气减排技术
- 一种黑水虻微波干燥方法
- 本发明公开了一种黑水虻微波干燥方法，依据温度反馈自动调节微波功率的干燥模式与过程中搅拌相结合，使物料表面温度越接近设置温度时，微波功率可自动减小，避免使物料出现过热现象。此外，在物料中的水分降至一定程度时，开启搅拌模式，...
- 王选吴晓菲马林柏兆海袁增伟
- 北京“土壤-饲料-奶牛”系统氮磷流动及环境损失时空特征被引量：7
- 2017年
- 分析大城市郊区"土壤-饲料-奶牛"养殖体系养分流动和环境排放特征是合理控制养殖规模、促进农牧结合、保护生态环境和保障畜禽产品供应等政策制定的基础。本研究选取北京市郊区28个规模化奶牛农场,调研包括饲料来源和投入、奶牛生产和粪尿管理以及产品输出情况。结合公开发表的文献数据和北京市统计数据,利用NUFER-animal模型对1980—2013年北京市规模化奶牛农场"土壤-饲料-奶牛"生产系统养分流动特征、利用效率和环境损失的时空变化进行了定量化分析。结果表明,1980—2013年,奶牛个体尺度(仅包括泌乳牛)氮利用效率从14.9%增加到21.2%,磷利用效率从13.8%增加到27.3%;群体尺度(包括犊牛、育成牛、青年牛、泌乳牛和干乳牛)氮利用效率从14.5%增加到18.2%,磷利用效率从15.8%增加到24.9%;系统尺度(土壤-饲料-奶牛)氮利用效率从11.3%增加到15.8%,磷利用效率从13.3%增加到22.3%。北京市奶牛养殖个体尺度、群体尺度和系统尺度氮利用效率在1985年前减少;而1985年后逐渐增加。个体尺度、群体尺度和系统尺度磷利用效率均不断增加。系统尺度氮总损失从1980年的1 516 t增加到2013年的16 973 t;磷总损失从114 t增加到1 763 t。生产1 kg氮磷产品造成的氮和磷损失均表现出不断减少的趋势。北京市"土壤-饲料-奶牛"生产系统氮磷流动特征发生了很大变化,养分利用效率和总环境损失不断增加。产生这一变化的原因是养殖数量的增加、养殖模式从传统向集约化转变和环保管理措施的完善。因此,调整奶牛养殖从数量型向质量型转变以及提高喂养技术和粪尿管理水平等是提高都市奶牛养殖可持续发展的必要措施。
- 魏莎柏兆海吴迪梅江荣风夏立江马林
- 关键词：养分利用效率氮损失
- 中国北方农田氮磷淋溶损失污染与防控机制被引量：11
- 2021年
- 突破厚包气带农田根层氮磷淋溶与地下水污染复杂定量关系和阻控机理是国际研究难点。本文系统梳理了重点研发专项"农田氮磷淋溶损失污染与防控机制"项目取得的主要进展,项目包括以下4方面研究内容:1)北方主要农区农田根层氮磷淋溶时空规律;2)根层-深层包气带氮磷淋溶机制和主控因子;3)黑土、潮土和褐土氮磷淋溶阻控机制及其效果;4)典型农区氮磷淋溶风险与区域消减途径。主要科学发现包括:1)受土地利用类型、地下水埋深、包气带岩性、水文地质条件等综合因素的影响,黑土区、潮土区和褐土区根层氮磷淋溶规律与地下水硝酸盐超标率体现出空间不一致和较大差异性。黑土区虽然根层淋溶较小,然而受地形地貌影响,地下水水质对淋溶响应更强烈,应该进一步研究黑土区地下水水质对淋溶的响应机制。华北潮土区和褐土区厚包气带具有明显氮阻控能力,应该进一步加强厚包气带对氮磷淋溶减排机理与途径研究。2)基于长期施肥定位试验和12 m深观测井对包气带农田土壤氮盈余累积特征和淋失规律的研究发现,华北平原区的环境安全施氮量约为200kg(N)·hm-2·a-1,超过环境安全阈值的多投入氮肥中有51%淋失到1m根层以下,不合理灌溉、强降水、大孔隙和裂隙是造成土壤硝酸盐淋溶的主要因素,对包气带累积硝态氮的淋失作用可影响至6m以下土层。3)利用深层取样和生物学方法结合,对厚包气带0~10.5m原位土壤微生物的反硝化活性和微生物区系组成的研究结果表明,表层土壤是微生物进行反硝化的主要场所,深层土壤中反硝化作用显著减弱,"碳饥饿"是限制底层土壤反硝化微生物丰度与活性的关键因素;室内培养试验证实添加碳源可有效激活土壤微生物的反硝化活性,为"根层截氮包气带脱氮"的淋溶阻控机理找到了突破口。4)利用黑土、潮土和褐土区氮磷�
- 马林王洪媛王洪媛胡克林梁超梁超杜连凤郭胜利柏兆海李晓欣李晓欣王仕琴
- 关键词：包气带地下水硝酸盐污染
- “农田氮磷淋溶损失污染与防控机制研究”项目正式启动被引量：5
- 2016年
- 集约化农田通过投入大量化肥和灌溉提高作物产量,过量的化肥养分通过淋溶损失到地下水,对地下水环境产生巨大影响。这种高强度的人为干预,形成了集约化农业特有的根层？深层包气带？地下水系统。我国农业主产区集约化程度和污染负荷居全球之首,对环境影响为全球典型。我国地下水污染日益严重,80%监测点地下水为Ⅳ和Ⅴ类,与农田淋溶相关的＂三氮＂（氨氮、亚硝态氮、硝态氮）是最主要的污染源。
- 马林柏兆海胡春胜
- 关键词：淋溶损失防控机制农田集约化农业氮磷亚硝态氮
- 基于养分损失脆弱区的氮磷淋溶分区消减策略被引量：6
- 2021年
- 农业面源污染研究多聚焦于田块尺度,缺少对区域尺度氮磷损失风险和消减途径的探索。因此,本研究提出在区域尺度依据养分损失风险制定管理策略,以期在现有技术条件下充分发挥减排措施潜力、全面提升面源污染区域阻控效力。本文利用水质监测数据、文献数据、地理要素空间数据和基于NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型模拟的养分损失结果,划定了我国养分损失脆弱区;在此基础上,按照我国农业生态区划和养分损失脆弱区级别确定了各区养分管控程度,并结合各区自然和社会经济条件选取可行、高效的养分管理技术,形成了我国氮磷淋溶区域消减策略和技术列单;最后通过模型再次评估了分区氮磷消减策略的效果。结果表明:养分损失脆弱区和潜在脆弱区覆盖了全国耕地面积的52%,广泛分布于主要农产品产区,呈现显著的空间聚集特征;分区养分管理可以消减51%的潜在脆弱区面积,消减潜力较大的区域集中在东北、长江中下游和西南地区;氮淋溶强度超过22.6 kg·hm^−2的区域覆盖耕地面积3.1×10^7 hm^2,通过实施基于养分损失脆弱区的分区氮磷消减措施,氮淋溶超标区内耕地面积减少至1.9×107 hm^2,消减比例约为40%。上述养分损失脆弱性区划和区域氮磷消减草案可为农业绿色发展和面源污染控制提供科学依据。
- 金欣鹏柏兆海马林
- 关键词：农业面源污染农业生态区
- 一种果园肥水沟灌装置及其使用方法
- 本发明涉及肥水处理装置技术领域，提出了一种果园肥水沟灌装置及其使用方法，包括肥水供给单元，还包括肥水下渗单元及覆盖在肥水下渗单元上的盖板，肥水下渗单元借助肥水输送单元与肥水供给单元连通，盖板与肥水下渗单元形成密封空间，肥...
- 董文旭王选柏兆海马林胡春胜
- 文献传递
- 中国硝酸盐脆弱区划分与面源污染阻控被引量：16
- 2018年
- 近年来,我国由农业源引发的水体污染愈发严重,这不仅对生态环境造成了影响,同时也让人类赖以生存的饮用水安全受到威胁。因此,如何有效阻控农业面源污染,保护水资源和生态安全意义重大。欧美等国家通过划分硝酸盐和磷污染风险区,以此为依据制定了相关区域法案政策,实施重点区域面源污染阻控和水污染防治,获得了很好的面源污染消减效果。因此,本文分析了欧美等国家通过划分硝酸盐脆弱区制定区域养分管理法案法规,消减水体硝酸盐面源污染风险的经验;阐述了我国硝酸盐脆弱区初步划分的结果,提出了我国针对硝酸盐脆弱区的农业面源污染区域阻控的建议,旨在为我国农业绿色发展和绿色生态环境构建提供科学依据。
- 马林卢洁赵浩柏兆海胡春胜
- 关键词：面源污染养分管理
- 智能堆肥反应器系统以及堆肥反应器
- 本发明公开了一种智能堆肥反应器系统，包括反应器罐体、用于监测罐体内温度的温度监测部、真空泵、用于监测罐体内氧气浓度的氧浓度监测部、气体冷凝部、加热保温部和PLC控制部；反应器罐体的底部设置有第一通气口且顶部设置有第二通气...
- 王选马林柏兆海
- 文献传递
