施用玉米秸秆生物质炭对水稻土黑碳数量和结构特征的影响

通过研究玉米秸秆生物质炭施用对土壤黑碳(BC)数量和结构的影响规律,比较施用生物质炭后不同年限间的差异,为阐明土壤BC在土壤固碳上的作用提供理论依据。选择化学氧化修改法进行土壤BC的提取,采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳(SOC)含量,采用元素组成和红外光谱分析对土壤BC进行结构表征。研究结果表明:与对照(未施用玉米秸秆生物质炭)相比,施用玉米秸秆生物质炭后3年间各年土壤BC的含量分别增加177.0%、304.3%和434.2%,土壤BC占SOC的比例分别增加40.2%、143.5%和167.3%,说明玉米秸秆生物质炭有助于表层土壤BC长期稳定的积累,且随时间的延长而增加;与对照相比,施用玉米秸秆生物质炭后表层土壤BC的碳元素含量增加,缩合度和芳香性增加,氧化度和脂族性降低,且随玉米秸秆生物质炭施用年限的延长表现得更加明显。长期施用玉米秸秆生物质炭后使土壤BC的结构向着芳香性增加的方向发展,稳定性增强,因而对于土壤固碳是有利的。     

稻草田间焚烧黑碳与生物质炭中的不稳定碳含量及组分特征

为探讨不同类型黑碳和生物质炭中的不稳定碳含量及组分特征,以稻草田间堆烧和散烧残留黑碳和实验室内250,350,450,550,650℃下制备的生物质炭为研究对象,分析了水提取碳、重铬酸钾氧化碳和微生物矿化碳3种形式的不稳定碳含量,并对水提取物的红外光谱特征进行研究。水提取碳是指黑碳和生物质炭样品加纯水振荡8h并过0.45μm滤膜后的溶解态总碳;重铬酸钾氧化碳是指样品在55℃下被0.1mol/L K2Cr2O7∶2mol/L H2SO4(1∶1,v∶v)溶液氧化60h所去除的有机碳;微生物矿化碳是指样品加接种液培养一定时间后的累积矿化量。结果表明,黑碳和生物质炭中均含有一定量的水提取碳(3.01~16.52mg/g)、重铬酸钾氧化碳(10.28~94.62mg/g)和矿化碳(1.76~4.08mg/g)。水提取碳和重铬酸钾氧化碳在低温制备生物质炭中的含量总体上大于高温制备生物质炭和田间焚烧残留黑碳中的含量。重铬酸钾氧化碳与另2种不稳定碳之间均存在显著的正相关关系。3种黑碳和生物质炭在81d培养期内的累积矿化量与水提取碳含量在同一数量级;黑碳和生物质炭水提取物成分受制备温度的影响,主要官能团有羟基、羰基、醛基和羧酸根等,没有发现难降解的芳香成分,表明水提取碳是易于被微生物利用的组分。研究认为,高温制备生物质炭中的不稳定碳含量较低,适于固碳减排方面的应用;而低温制备的生物质炭有相对较高的不稳定碳含量,可能更适于保肥增产方面的应用。     

改性纳米黑碳对棕壤有效态Cu、酶活性和微生物呼吸的影响

研究了添加改性纳米黑碳(MBC)对棕壤中有效态Cu、呼吸强度和酶活性影响。结果表明,添加MBC降低了棕壤p H和有效态Cu含量,且随着MBC施入量的增加,土壤有效态Cu含量逐渐降低;MBC的施入,提高了土壤脲酶活性,对过氧化氢酶活性有较弱的抑制作用,对土壤呼吸作用的影响是先增强后减弱,培养后期,呼吸强度与对照无显著性差异。相关性分析表明,过氧化氢酶活性与有效态Cu含量之间有极显著正相关关系,与黑碳施入量之间有极显著负相关关系,土壤有效态Cu含量与MBC施入量之间有极显著负相关关系,说明MBC对棕壤中Cu有较好的钝化效果,增加了土壤脲酶活性和土壤呼吸作用,在Cu污染土壤修复中具有一定的应用前景。     

黑碳添加对土壤有机碳矿化的影响

通过室内培养试验,向土壤中分别添加不同温度制备的黑碳,热解温度分别为350℃(T350)、600℃(T600)和850℃(T850),研究了黑碳添加对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,不同温度条件制备的黑碳在15℃和25℃培养条件下,土壤CO2释放速率总的趋势是前期分解速率快,后期缓慢。在整个培养过程中(112天),随着培养时间的延长,土壤CO2释放速率下降趋势逐渐降低,CO2释放速率相对值的大小随着培养温度的的升高而增大。在不同温度培养条件下,添加黑碳后土壤CO2-C累计量均是T350>T600>T850,T350土壤CO2-C累计量最高分别为415.26 mg/kg和733.82 mg/kg。添加不同黑碳后,土壤有机碳矿化增加率存在极显著差异(p<0.01),表明不同温度制备的黑碳对土壤有机碳矿化的影响显著。     

黑碳不同添加量对土壤有机碳矿化的影响

[目的]探讨黑碳不同添加量对土壤有机碳矿化的影响。[方法]将350℃下制备的黑碳分别以0％（BCO）、1％（BCl）、2％（BC2）、3％（BC3）、4％（BC4）和5％（BC5）6个不同用量添加到土壤中,恒温25℃培养56d。[结果]在整个培养过程中,土壤CO：释放速率和土壤gO：-C累积释放量均表现为BC5〉BC4〉BC3〉BC2〉BCl。培养至56d,BC分解率介于0．24％～2．12％。[结论]黑碳对维持土壤碳库平衡具有重要的作用。．     

七波段黑碳气溶胶监测仪的设计与实现

为了实现黑碳气溶胶的实时测量与远程监控,提出了一种七波段黑碳气溶胶监测仪的设计与实现方法。利用电荷数字模数转换芯片DDC101实现信号的采集,使用触摸屏提供人机交互界面,提供网络远程监控与历史数据导出功能。结果表明,系统可以满足黑碳气溶胶长期连续监测实际应用需求,后续数据分析处理方便。     

森林土壤黑碳:功能、储量和测定方法

土壤黑碳化学性质稳定,不易分解,在长期时间尺度上具有重要的固碳作用.由于每年都有大面积的天然森林火灾和人为用火的发生,在全球森林生态系统中,形成了大量的土壤黑碳.相对于大气、农业土壤黑碳研究,森林土壤黑碳的研究工作起步晚,个案研究数据较少,影响着我们在区域和全球尺度上对森林碳汇功能的准确评价,也影响着对森林土壤黑碳生态功能的了解.在综述相关文献的基础上,本文介绍了目前世界上森林土壤黑碳的主要研究结果,研究方法以及在我国的研究现状,以便促进我国森林土壤黑碳领域工作的深入开展.     

4000年以来鲁北平原典型剖面古火重建及人类活动

针对山东常徐村(CX)沉积物剖面进行野外采样，分析测定黑碳、磁化率、烧失量、地球化学元素等古环境指标，试图探讨生物质燃烧与人类活动、气候之间的相互作用机制，结果表明。1)4000～2800a BP.时期，气候从温湿向温凉偏干转变，局地野火偶尔发生。其中距今3500～3000年黑碳出现明显的峰值，这可能是因为商周时期当地人类生产生活诱发生物质燃烧事件所产生的黑碳颗粒，经过流水侵蚀作用和再堆积过程，致使黑碳浓度明显增加，气候和植被是野火发生与蔓延的限制因素。2)2800～2000a BP.时期，气候向暖干趋势转变，野火频率明显上升，这可能与春秋战国时期古人类大面积的土地利用有关。野火发生与人类活动及生产方式密切相关，但植被仍是影响野火发生的先决条件。3)2000～500a BP.时期，气候变得冷干，野火频率处于较低水平且趋于稳定，这可能是因为人类生产达到稳定阶段，土地已开垦殆尽，同时灌溉农业建立，气候是野火事件的主控因素。4)500a BP.以来，气候进一步干旱，广泛的生物质燃烧，尤其是近300a BP.进入快速增加阶段，这是清朝以来气候干旱化，加之人口急剧增加，人类焚林开荒等活动加剧所致...     

皆伐火烧对杉木人工林土壤有机碳和黑碳的影响

黑碳(B lack Carbon,BC)是生物质或化石燃料不完全燃烧所形成的一类特殊产物,普遍分布于大气、土壤、冰雪和水以及沉积物中[1~3]。研究表明,BC是土壤惰性碳库的重要组成部分,在土壤碳循环中占有十分重要的地位[4,5]。目前,国内外对大气气溶胶、海洋沉积物和雪冰中的BC研究已有大量报道[6,7],但对土壤BC的研究较少,特别是国内在这一方面的研究报道还不多见[2,8,9]。皆伐火烧是人工林经营的重要措施,对人工林土壤碳库具有重要影响[10~13],但目前的研究结论尚存在争议[10~15]。本研究旨在探讨杉木人工林土壤有机碳(SOC)和BC对皆伐火烧的响应,以期为正确评价皆伐火烧对人     

火烧对大兴安岭樟子松天然林土壤有机碳组分的影响

以大兴安岭轻度火烧迹地为研究对象,通过对比研究,探讨火烧对樟子松天然林土壤有机碳组分的影响。结果表明:轻度火烧改变了樟子松天然林土壤有机碳的组成和含量。轻度火烧使樟子松天然林0—5cm土层土壤有机碳、易氧化碳和颗粒有机碳含量分别下降了8.52g/kg,1.36g/kg和5.85g/kg;5—10cm土层分别下降了4.78g/kg,0.19g/kg和2.98g/kg,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。轻度火烧使樟子松天然林表层土壤黑碳含量显著增加,0—5cm土层黑碳含量较对照样地增加了9.95g/kg,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。火烧迹地0—5cm和5—10cm土层BC/SOC分别增加了25.4%和6.12%,ROC/SOC分别减小了1.49%和0.65%,与对照样地差异达到显著水平(P0.05)。轻度火烧对樟子松天然林土壤POC/SOC影响不大。回归分析表明,火烧迹地和对照样地土壤有机碳各组分与有机碳之间都呈极显著的线性关系(P0.01)。