不同热解温度对生物质炭化学性质的影响

本实验以杉木(Cunninghamia lanceolata)和木荷(Schima superba)的凋落物为研究材料,选择不同热解温度(250、350、450、550、650和750℃)分别制备生物质炭,研究不同热解温度以及不同材料对生物质炭化学性质的影响。结果表明,生物质炭的含碳量、C/N比和灰分随热解温度的升高而呈增加趋势,但可溶性碳含量和挥发性物质则随温度的升高而呈现下降的变化。2种材料制备的生物质炭的pH值介于5.96~11.93之间。回归分析发现,2种类型生物质炭,挥发性物质与热解温度呈现了极显著的线性关系(p0.01)。统计分析表明,在相同温度条件下,由杉木和木荷凋落物制备的生物质炭,其灰分、含碳量以及挥发性物质,差异并不显著;但含氮量、C/N比和可溶性碳含量,差异则达到了显著水平(p0.05)。     

Soil Organic Carbon,Black Carbon,and Enzyme Activity Under Long- Term Fertilization

The present study aims to understand the effects of long-term fertilization on soil organic carbon （SOC）, black carbon （BC）, enzyme activity, and the relationships among these parameters. Paddy field was continuously fertilized over 30 yr with nine different fertilizer treatments including N, P, K, NP, NK, NPK, 2NPK （two-fold NPK）, NPK＋manure （NPKM）, and CK （no fertilization）, N, 90 kg urea-N ha^-1 yr^-1; P, 45 kg triple superphosphate-P205 ha^-1 yr^-1; K, 75 kg potassium chloride-K20 ha^-1 yr^-1; and pig manure, 22 500 kg ha^-1 yr^-1. Soil samples were collected and determined for SOC, BC content, and enzyme activity. The results showed that the SOC in the NPKM treatment was significantly higher than those in the K, P, and CK treatments. The lowest SOC content was found in the CK treatment. SOC content was similar in the N, NP, NK, NPK, 2NPK, and NPKM treatments. There was no significant difference in BC content among different treatments. The BC-to-SOC ratios （BC/SOC） ranged from 0.50 to 0.63, suggesting that BC might originate from the same source. Regarding enzyme activity, NPK treatment had higher urease activity than NPKM treatment. The urease activity of NPKM treatment was significantly higher than that of 2NPK, NP, N, P, K, CK, and NPKM treatment which produced higher activities of acid phosphatase, catalase, and invertase than all other treatments. Our results indicated that long-term fertilization did not significantly affect BC content. Concurrent application of manure and mineral fertilizers increased SOC content and significantly enhanced soil enzyme activities. Correlation analysis showed that catalase activity was significantly associated with invertase activity, but SOC, BC, and enzyme activity levels were not significantly correlated with one another. No significant correlations were observed between BC and soil enzymes. It is unknown whether soil enzymes play a role in the decomposition of BC.     

土壤中黑碳对农药敌草隆的吸附-解吸迟滞行为研究

采用批处理振荡法和连续稀释法分别测定了敌草隆在人工添加黑碳土壤和自然形成的不同有机质和黑碳含量的土壤中的吸附一解吸行为。吸附结果表明，人工添加黑碳的土壤对敌草隆的吸附强度和吸附容量以及吸附等温线的非线性均随土壤黑碳添加浓度的增加而逐步增大；自然土壤的吸附容量和吸附强度随土壤总有机质含量增加而增加，但吸附等温线的非线性则与土壤中黑碳对有机质的相对含量有关，黑碳比例越高，等温线非线性越大。解吸实验结果表明，无论是人工添加黑碳的土壤还是自然土壤，对敌草隆的解吸迟滞作用均随土壤黑碳含量增高而愈明显。     

黄土高原子午岭油松林管理方式对黑碳和颗粒有机碳积累的影响

对黄土高原子午岭油松林不同管理方式下土壤的黑碳(BC)、有机碳(POC)和活性有机碳(LOC)的空间分布和积累进行了研究.结果表明,各种管理方式的油松林其POC、LOC和BC由表层至下层均呈显著的降低规律性.各种管理方式油松林0～10cm土层以BC>POC>LOC,10～20 cm土层中,天然油松林和粗放管理型油松林B...     

城市土壤有机碳和黑碳的含量特征与来源分析

由于城市化过程中人为活动的深刻影响，城市土壤的一些性质被强烈地改变。城市土壤有机质由于来源的多样性和受到不同程度人为活动的影响，其组成和分布特征表现出异质性和多样性。本研究以南京市为对象，研究了功能区之间土壤有机碳和黑碳含量的差异。与郊区土壤相比，城市土壤的有机碳含量普遍较高。通过对有机碳组成的分析发现其中稳定的黑碳含量较郊区土壤明显偏高，且在不同功能区之间呈现差异性，体现了人为影响过程和污染来源的差别。同时发现路边绿化带土壤正受到来自交通环境的强烈影响，其有机碳和黑碳含量与其他功能区存在显著差异。不同功能区之间因人为影响的差异，土壤中黑碳含量与有机碳含量的比值表现出明显的不同，可以指示黑碳的可能来源。城市土壤环境中黑碳可能构成了总有机碳中的很大部分，这与自然土壤有明显的差别。     

乌鲁木齐冬季大气中黑碳气溶胶污染特征

利用乌鲁木齐大气成分站观测的黑碳（BC）气溶胶质量浓度、主要污染物浓度以及相关气象资料,对该地区冬季BC类气溶胶的日变化、小时变化及影响因子进行分析。结果表明： 乌鲁木齐冬季BC质量浓度平均为6.55 μg/m³,日较差较大,与API、PM₁₀、PM_2.5、PM_1.0、NO_x的日变化具有较好的相关性;BC质量浓度的小时变化具有明显的双峰特征,这与机动车排放污染、居民活动和冬季采暖燃煤等相关联; BC质量浓度出现频率主要在2～9 μg/m³,占所有观测的60%; 乌鲁木齐冬季BC质量浓度明显高于国外某些城市,与国内同类大城市的观测结果比较,其浓度相对较低;冬季从北、西北方向过来的气团易造成BC高污染;风速大于1.0 m/s时,BC质量浓度开始下降,下降幅度接近50％,当风速超过2 m/s时,风速与BC质量浓度之间没有明显相关性;工作日BC质量浓度略高于周末,周末BC质量浓度曲线比工作日推迟1 h左右。     

贵州省云台山喀斯特森林土壤性状特征研究

以贵州省云台山森林土壤为研究对象,在保证采样点具有典型性和代表性的基础上,采集混合样和土壤剖面(0～60 cm)样品,并对样品土壤性状特征及颗粒态有机碳和黑碳分布特征进行研究.结果表明,次生林地和草地土壤具有较高的水源涵养和水土保持功能;自然林地土壤的平均非毛管孔隙度最大;土壤毛管持水量变化为自然林地＞草地＞次生林地＞耕地.土壤有机质表现为自然林地＞耕地＞草地＞次生林地;不同林下土壤平均碱解氮含量表现为耕地＞自然林地＞草地＞次生林地;速效磷的含量表现为耕地＞草地＞次生林地＞自然林地.土壤中颗粒态有机碳含量及其占总有机碳的比值随剖面深度的增加而下降,其中颗粒态有机碳占总有机碳的比例耕地土壤明显低于林地土壤.     

长白山典型森林土壤黑碳含量及不同组分中的分布特征

[目的]通过实地采样对黑碳进行量化研究。[方法]利用相对密度分组方法探讨了长白山典型森林土壤黑碳含量及在不同有机碳组分中的分布特征。[结果]表明:黑碳(BC)含量在表层(A₁₁)、亚表层(A₁₂)分别为6.39~16.55 g·kg^-1、1.44~6.16 g·kg^-1,随土壤深度的增加而显著下降(p﹤0.01)。在A₁₁、A₁₂层中,轻组有机碳(LFOC)平均含量分别为66.66 g·kg^-1、6.65 g·kg^-1,轻组黑碳(LFBC)平均含量分别为5.63 g·kg^-1、1.21 g·kg^-1,同时,LFBC/LFOC在A₁₂层(10.02%~34.89%)显著高于A₁₁层(6.99%~14.45%)(p﹤0.01);A₁₁、A₁₂层重组有机碳(HFOC)平均含量分别为49.16 g·kg^-1、36.55 g·kg^-1,重组黑碳(HFBC)平均含量分别为2.69 g·kg^-1、1.44 g·kg^-1,HFBC/HFOC在A₁₁层(3.36%~8.08%)和A₁₂层(3.21%~7.58%)之间没有显著差异(p>0.05)。另外,土壤中LFBC/LFOC显著高于HFBC/HFOC(p﹤0.01),LFBC/BC显著高于HFBC/BC(p﹤0.01)。[结论]长白山典型森林土壤中黑碳的含量、比例均较高;土壤表层(A₁₁)有机碳、黑碳含量及各组分有机碳、黑碳含量均高于亚表层(A₁₂),均随着土层加深而显著降低;轻组、重组有机碳中均含有一定比例的黑碳,黑碳主要分布在轻组分中;轻组、重组有机碳与组分中黑碳均显著相关,轻组中相关系数大于重组。     

侵蚀—沉积连续地形中土壤碳库的空间分异

侵蚀和再沉积过程可导致土壤碳库在空间上重新分布,但至今对这一过程中不同碳库的迁移和再分布特点还了解不多.在浙江省亚热带地区选择了由严重侵蚀区-轻微侵蚀区-坡脚堆积区-坡底堆积区组成的侵蚀-沉积系列连续地形,分别采集了4个代表性土壤剖面,研究了不同地形部位土壤碳库的分异特征,探讨了侵蚀-再沉积过程中各种碳库的转归.结果表明,土壤有机总碳及各组分碳均是:严重侵蚀区<轻微侵蚀区<坡脚堆积区<坡底堆积区.侵蚀区土壤总有机碳自上而下明显下降,而堆积区土壤有机碳库分布较深,垂直变化相对平缓.黑碳极易随地表径流发生迁移,呈由高处逐渐向低处明显富集的趋势.堆积区为连续地形中的碳汇.     

土壤中黑碳的表面化学性质及其变化研究

    为了解进入土壤的黑碳性质的长期变化,采用物理和化学方法研究不同形成时间土壤黑碳的理化性质.研究初步表明,随着黑碳进入土壤后保存时间的延长,黑碳的C含量逐渐下降,而O和H含量则有逐渐增加的趋势;同时,黑碳的CEC增加,比表面积下降,含氧官能团增加,正电荷逐渐消失,而负电荷明显增加,增强了对土壤养分离子的吸持能力.黑碳的以上变化可能与其在土壤环境中发生生物与非生物氧化反应或与黑碳表面吸附非黑碳有机物质有关.土壤环境中黑碳的这些变化可对土壤碳的地球化学循环和土壤的生物化学性质产生影响.