杉木生物质炭特性及其对土壤碳稳定性影响的研究
发布时间：2021-07-18 16:43
随着全球气温变暖的持续加剧,碳减排已经成为全球科学人士和各国政府共同关注热点问题,由于生物质炭具有高度的富碳性和良好的稳定性,因此,将生物质炭与还林相结合,理论上可以作为一种有效的碳捕捉和储存技术。杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国南方重要的速生用材树种,在林木采伐和生产利用的过程中会产生大量的林业废弃物,理论上,通过高温热解技术将杉木废弃物炭化还林,可以在实现林业资源化利用的同时,以期实现林业固碳减排。杉木生物质炭对其人工林土壤碳稳定性的影响直接决定了杉木生物炭炭化还林的碳减排潜力。有鉴于此,本研究以杉木采伐剩余物制备产生的生物质炭为研究对象,借助元素测定、傅里叶红外光谱、扫描电镜、Boehm滴定,磷脂脂肪酸等先进方法,分析杉木不同器官在不同热解条件下对生物质炭的理化特征,通过建立数学模型预测评价生物质炭的稳定性和固碳潜力,探讨生物质炭自身的稳定性影响机制;同时,通过测定杉木生物炭添加之后土壤CO2矿化、各碳氮组分以及微生物群落结构和酶活性来探索生物质炭作为一种特殊的外源碳物质在进入土壤后对土壤有机碳矿化的影响方向以及内在的关联和影响机制;研究在不同性质杉木...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－３杉木不同器官生物质炭、秸秆生物质炭和毛竹生物质炭的ｐＨ??Ｆｉｇ．２－３?ｐＨ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??
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?７００＊Ｃ??热解温度（°Ｃ）??图２－４生物质炭中溶解性有机碳含量??Ｆｉｇ．２－４?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒｓ??一■一树枝??９０－｜?树干??．?丁?一?▲一树皮??ｓｏ－??■?丄?卞、＾丨－ｉ－‘竹??７〇；?ｒ??Ｉ?６０－?，?±??Ｉ?■?／??ｍ５０＂?／?ｔ??§３〇；?——！??２０－?Ｉ??｜?Ｔ－＾??原料?３０ＣＴＣ?５０〇ｒ?７０〇ｒ??热解温度??图２－５杉木不同器官生物质炭、秸秆生物质炭和毛竹生物质炭的无机氮含量??Ｆｉｇ．２－５?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?Ｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｆｒｏｍ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｂｉｏｃｈａｒｓ．??相比之下，杉木树叶和秸杆的生物质炭Ｎ的有效性更高。但是，尽管生物质??炭中总Ｎ的含量大约在１３００ｍｇ／ｋｇ？２１１００ｍｇ／ｋｇ，无机氮的含量占比却很低，这??说明，生物质炭自身的Ｎ的有效性较低。即使是３００°Ｃ的树叶生物质炭其无机氮??含量仅有８０．５ｍｇ／ｋｇ，占总Ｎ含量的０．３８％。０＾等［１１９１也发现，尽管利用园艺修??剪物和禽类养殖废弃物制备产生的生物质炭总氮含量分别达到了?１．７ｇ／ｋｇ和??２０．０ｇ／ｋｇ，但是无机氮含量却低于２ｍｇ／ｋｇ，几乎微乎其微。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同原料制备的生物炭形貌结构及表面特性研究[J]. 王彤彤,王晓琳,任志胜,郑纪勇. 环境科学与技术. 2017(01)
[2]杉木多代连栽对林地土壤肥力的影响阐释[J]. 梁朝群. 南方农业. 2016(30)
[3]生物炭主要类型、理化性质及其研究展望[J]. 袁帅,赵立欣,孟海波,沈玉君. 植物营养与肥料学报. 2016(05)
[4]生物炭的制备及其性能研究[J]. 林珈羽,童仕唐. 环境科学与技术. 2015(12)
[5]改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响[J]. 万晓华,黄志群,何宗明,余再鹏,王民煌,刘瑞强,郑璐嘉. 生态学报. 2016(12)
[6]湖南会同3个林龄杉木人工林土壤碳、氮、磷化学计量特征[J]. 曹娟,闫文德,项文化,谌小勇,雷丕锋. 林业科学. 2015(07)
[7]热解温度对污泥生物炭稳定性及养分淋溶特性影响[J]. 鲁涛,袁浩然,王亚琢,呼和涛力,陈勇. 化工学报. 2015(07)
[8]炭化温度对沙蒿生物炭形貌特征和化学性质的影响[J]. 侯建伟,索全义,梁桓,韩雪琦,刘长涛. 土壤. 2014(05)
[9]添加生物质黑炭对红壤结构稳定性的影响[J]. 叶丽丽,王翠红,周虎,彭新华. 土壤. 2012(01)
[10]生物炭研究进展及其研究方向[J]. 谢祖彬,刘琦,许燕萍,朱春悟. 土壤. 2011(06)
博士论文
[1]不同生物质原料和制备温度对生物炭物理化学特征的影响[D]. 韦思业.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
[2]气候变化背景下生物炭对农田土壤环境过程影响的研究[D]. 王道源.东华大学 2015
[3]不同发育阶段杉木人工林养分内循环与周转利用效率的研究[D]. 周丽丽.福建农林大学 2014
[4]土壤中黑炭的积累、分布特征及其稳定性的模拟研究[D]. 刘兆云.浙江大学 2013
[5]芦竹生物炭对农业土壤环境的影响[D]. 郑浩.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]杉木凋落物及其生物炭对土壤CO2排放、微生物和酶活性的影响[D]. 雷海迪.福建师范大学 2016
[2]两类生物炭的热稳定性和化学稳定性比较[D]. 陈静文.昆明理工大学 2014
[3]施用生物炭对杉木人工林生态系统的影响研究[D]. 孟李群.福建农林大学 2014
[4]生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留影响的研究[D]. 金素素.陕西科技大学 2013
[5]不同氮磷肥水平下土壤有机碳的矿化特征[D]. 胡媛媛.河南农业大学 2011
本文编号：3289963
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－３杉木不同器官生物质炭、秸秆生物质炭和毛竹生物质炭的ｐＨ??Ｆｉｇ．２－３?ｐＨ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??
?７０〇ｒ??热解温度??图２－５杉木不同器官生物质炭、秸秆生物质炭和毛竹生物质炭的无机氮含量??Ｆｉｇ．２－５?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?Ｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｆｒｏｍ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｂｉｏｃｈａｒｓ．??相比之下，杉木树叶和秸杆的生物质炭Ｎ的有效性更高。但是，尽管生物质??炭中总Ｎ的含量大约在１３００ｍｇ／ｋｇ？２１１００ｍｇ／ｋｇ，无机氮的含量占比却很低，这??说明，生物质炭自身的Ｎ的有效性较低。即使是３００°Ｃ的树叶生物质炭其无机氮??含量仅有８０．５ｍｇ／ｋｇ，占总Ｎ含量的０．３８％。０＾等［１１９１也发现，尽管利用园艺修??剪物和禽类养殖废弃物制备产生的生物质炭总氮含量分别达到了?１．７ｇ／ｋｇ和??２０．０ｇ／ｋｇ，但是无机氮含量却低于２ｍｇ／ｋｇ，几乎微乎其微。??２４??
?７００＊Ｃ??热解温度（°Ｃ）??图２－４生物质炭中溶解性有机碳含量??Ｆｉｇ．２－４?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｃａｒｂｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｂｉｏｃｈａｒｓ??一■一树枝??９０－｜?树干??．?丁?一?▲一树皮??ｓｏ－??■?丄?卞、＾丨－ｉ－‘竹??７〇；?ｒ??Ｉ?６０－?，?±??Ｉ?■?／??ｍ５０＂?／?ｔ??§３〇；?——！??２０－?Ｉ??｜?Ｔ－＾??原料?３０ＣＴＣ?５０〇ｒ?７０〇ｒ??热解温度??图２－５杉木不同器官生物质炭、秸秆生物质炭和毛竹生物质炭的无机氮含量??Ｆｉｇ．２－５?ｉｎｏｒｇａｎｉｃ?Ｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｆｒｏｍ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｂｉｏｃｈａｒｓ．??相比之下，杉木树叶和秸杆的生物质炭Ｎ的有效性更高。但是，尽管生物质??炭中总Ｎ的含量大约在１３００ｍｇ／ｋｇ？２１１００ｍｇ／ｋｇ，无机氮的含量占比却很低，这??说明，生物质炭自身的Ｎ的有效性较低。即使是３００°Ｃ的树叶生物质炭其无机氮??含量仅有８０．５ｍｇ／ｋｇ，占总Ｎ含量的０．３８％。０＾等［１１９１也发现，尽管利用园艺修??剪物和禽类养殖废弃物制备产生的生物质炭总氮含量分别达到了?１．７ｇ／ｋｇ和??２０．０ｇ／ｋｇ，但是无机氮含量却低于２ｍｇ／ｋｇ，几乎微乎其微。??２４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同原料制备的生物炭形貌结构及表面特性研究[J]. 王彤彤,王晓琳,任志胜,郑纪勇. 环境科学与技术. 2017(01)
[2]杉木多代连栽对林地土壤肥力的影响阐释[J]. 梁朝群. 南方农业. 2016(30)
[3]生物炭主要类型、理化性质及其研究展望[J]. 袁帅,赵立欣,孟海波,沈玉君. 植物营养与肥料学报. 2016(05)
[4]生物炭的制备及其性能研究[J]. 林珈羽,童仕唐. 环境科学与技术. 2015(12)
[5]改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响[J]. 万晓华,黄志群,何宗明,余再鹏,王民煌,刘瑞强,郑璐嘉. 生态学报. 2016(12)
[6]湖南会同3个林龄杉木人工林土壤碳、氮、磷化学计量特征[J]. 曹娟,闫文德,项文化,谌小勇,雷丕锋. 林业科学. 2015(07)
[7]热解温度对污泥生物炭稳定性及养分淋溶特性影响[J]. 鲁涛,袁浩然,王亚琢,呼和涛力,陈勇. 化工学报. 2015(07)
[8]炭化温度对沙蒿生物炭形貌特征和化学性质的影响[J]. 侯建伟,索全义,梁桓,韩雪琦,刘长涛. 土壤. 2014(05)
[9]添加生物质黑炭对红壤结构稳定性的影响[J]. 叶丽丽,王翠红,周虎,彭新华. 土壤. 2012(01)
[10]生物炭研究进展及其研究方向[J]. 谢祖彬,刘琦,许燕萍,朱春悟. 土壤. 2011(06)
博士论文
[1]不同生物质原料和制备温度对生物炭物理化学特征的影响[D]. 韦思业.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2017
[2]气候变化背景下生物炭对农田土壤环境过程影响的研究[D]. 王道源.东华大学 2015
[3]不同发育阶段杉木人工林养分内循环与周转利用效率的研究[D]. 周丽丽.福建农林大学 2014
[4]土壤中黑炭的积累、分布特征及其稳定性的模拟研究[D]. 刘兆云.浙江大学 2013
[5]芦竹生物炭对农业土壤环境的影响[D]. 郑浩.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]杉木凋落物及其生物炭对土壤CO2排放、微生物和酶活性的影响[D]. 雷海迪.福建师范大学 2016
[2]两类生物炭的热稳定性和化学稳定性比较[D]. 陈静文.昆明理工大学 2014
[3]施用生物炭对杉木人工林生态系统的影响研究[D]. 孟李群.福建农林大学 2014
[4]生物质炭施用对土壤CO2释放和碳截留影响的研究[D]. 金素素.陕西科技大学 2013
[5]不同氮磷肥水平下土壤有机碳的矿化特征[D]. 胡媛媛.河南农业大学 2011
本文编号：3289963
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