滨海沙地不同树种人工林生物量及凋落物碳氮养分归还

基于福州市滨海后沿沙地上营造的人工林的调查,以9年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、纹荚相思(Acacia aulacocarpa)3种主要人工林为对象,采用Monsi分层切割法(乔木层)和样方收获法(草本层、凋落物层)获取这3种人工林的生物量,研究其生物量分配格局及凋落物碳氮养分归还。结果表明,尾巨桉乔木层地上部分生物量为49.950t·hm^-2,地下部分生物量为15.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.08%和18.98%;草本层生物量为0.698t·hm^-2(0.87%);凋落物层生物量为14.539t·hm^-2(18.07%)。木麻黄乔木层地上部分生物量为51.630t·hm^-2,地下部分为20.270t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的62.65%和24.60%;草本层生物量为0.017t·hm^-2(0.02%);凋落物层生物量为10.488t·hm^-2(12.73%)。纹荚相思乔木层地上部分生物量为51.130t·hm^-2,地下部分为13.760t·hm^-2,分别占生态系统总生物量的64.43%和17.34%;草本层生物量为0.093t·hm^-2(0.12%);凋落物层生物量为14.369t·hm^-2(18.11%)。3种人工林地上各器官生物量均表现为:树干>树枝>树皮>树叶。这3种人工林生态系统总生物量与乔木层生物量排序相同,表现为木麻黄(82.40t·hm^-2)>尾巨桉(80.46t·hm^-2)>纹荚相思(79.35t·hm^-2),且生物量分配格局均为乔木层>凋落物层>草本层。3种人工林的净生产力表现为木麻黄(16.21t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(14.00t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(12.51t·hm^-2·a^-1)。凋落物碳氮养分年总归还量表现为木麻黄(3.953t·hm^-2·a^-1)>尾巨桉(3.329t·hm^-2·a^-1)>纹荚相思(2.751t·hm^-2·a^-1)。     

Optimal forest rotation periods: integrating timber production and carbon sequestration benefits in Pinus tabulaeformis plantations on the Loess Plateau,P.R. China

Determining the optimal rotation period was a crucial component of forest sustainable management strategies, especially under climate change. This paper had two objectives: (1) to determine the economic benefits and optimal rotation periods for timber production when coupled to carbon sequestration, as predicted by time series prediction models for Pinus tabulaeformis plantations in China; and (2) to evaluate how different carbon prices and interest rates affected optimal rotation periods using the forest land expectation value. The results suggested that time series prediction models were valuable for estimating timber volumes and carbon sequestrations based on surveys of different-aged stands. Importantly, since integrating carbon sequestrations into timber production benefits did not increase optimal rotation periods, this should promote P. tabulaeformis plantation management. In the sensitivity analysis, a higher carbon price increased the profitability of carbon sequestration and timber production, but not optimal rotation periods, though they were reduced under higher interest rates. In conclusion, incorporating both timber production and carbon sequestration benefits would sharply increase forest-based revenues, while realizing the carbon sequestration potential of P. tabulaeformis plantations. This approach was clearly useful to the development of reforestation/afforestation projects trying to mitigate climate change and also provided a theoretical basis for sustainable forest management.     

豫东南沙地4种人工林土壤团聚体稳定性及有机碳分布研究

为探究林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳分布特性的影响,以豫东南沙地4种典型人工林(桂花、合欢、栾树和女贞)为研究对象,通过野外调查、取土壤样品和室内试验对土壤团聚体和有机碳进行测定、分析。结果表明,①4种林分类型下土壤大团聚体(>0.25mm)含量最高,占林地土壤总团聚体的69.63%%~97.30%,粒径0.25~0.15mm团聚体含量最低,且不同林分类型下各层土壤团聚体的质量分数呈现不同的差异。②表层(0~10cm)土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)均表现为栾树>合欢>桂花>女贞,分形维数(D)排序则与之相反,变化范围为2.515~1.653,栾树的土壤结构稳定性最强。③随土壤团聚体粒径的减小,4种林分土壤有机碳含量总体上呈现先升后降趋势,土壤剖面上也表现出随土层加深而下降。不同林分类型下,土壤有机碳含量差异性表现为合欢最高,栾树最低,变化范围分别为45.76~7.65和17.78~3.49g/kg。④回归分析表明,女贞林分下土壤大团聚体与有机碳含量相关性最强,土壤有机碳可解释17.5%土壤大团聚体含量的变化。研究得出该地区栾树林下土壤团聚体稳定性较强,合欢林下土壤有机碳含量最高。     

云南省思茅松林碳储量动态变化研究

依据云南省历次森林资源清查数据,采用云南省林业调查规划院建立的思茅松生物量与蓄积量模型和碳系数,计算各调查年份的生物量和碳储量,分析云南省39年来思茅松林碳储量、碳密度变化情况。结果表明,思茅松幼龄林碳储量变化趋势为稳中略升,碳密度变化趋势为稳步增大;中龄林碳储量急剧减少,碳密度略有降低;近熟林碳储量稳步增加,碳密度小幅提升;成熟林碳储量变化趋势为减少,碳密度变化趋势为增大;过熟林碳储量变化趋势为减少,碳密度变化趋势为增加。人工林碳储量总体变化趋势为增加,碳密度总体变化趋势为小幅增加;天然林碳储量总体变化趋势为下降,碳密度总体变化趋势为增加。思茅松龄组、起源等结构上的变化趋势有增有减、有升有降,但生物量和碳储量的总体变化趋势为减少,碳密度呈上升趋势。     

不同还田方式对玉米秸秆腐解及土壤养分含量的影响

通过土壤耕作和秸秆还田试验,以玉米秸秆为研究对象,探讨东北棕壤土区适宜的秸秆还田方式,为秸秆资源的高效利用提供理论依据。在辽宁沈阳设置连续两年（2014-2015年）的田间定位试验,采用尼龙网袋法研究免耕覆盖（NTS）、旋耕还田（RTS）和翻耕还田（PTS）3种秸秆还田方式下秸秆腐解率和碳氮磷钾养分释放率,分析秸秆还田方式对耕层土壤养分含量的影响。结果表明,RTS和PTS秸秆腐解速率均表现为前期快、后期慢,秸秆养分释放率均表现为钾 > 磷 > 碳 > 氮。NTS、RTS和PTS处理秸秆两年平均腐解率分别为38.8%、78.0%、65.9%,两年平均碳释放率分别为56.5%、78.8%、69.4%,氮释放率为16.7%、53.5%、38.8%,磷释放率为81.3%、92.5%、89.8%,钾释放率为92.0%、99.4%、98.9%。NTS处理秸秆腐解率及碳氮释放率与还田时间符合逻辑斯蒂曲线方程,RTS和PTS处理秸秆腐解率、碳氮释放率及3种还田方式秸秆磷钾释放率随还田时间变化符合米氏方程。秸秆还田有助于提高耕层土壤有机碳和全氮含量,RTS处理土壤全磷含量显著高于PTS处理（P<0.05）,与NTS处理全磷含量差异不显著,3种还田方式土壤全钾含量差异不显著。综合分析秸秆腐解和耕层土壤培肥效果,东北棕壤土区建议玉米秸秆还田方式为旋耕秸秆还田。     

广东省林业碳汇解析及提升潜力分析

森林经营在增强二氧化碳吸收方面具有重要作用,在全球气候变化背景下,本文阐述了《联 合国气候变化框架公约》中我国的履约目标,并评估了 2005 年和 2010 年广东省土地利用变化和林业领 域的固碳量。结果显示广东省 2005 年森林生物量生长碳吸收合计总量为 47.02×109 kg 二氧化碳当量,乔 木林固碳占总固碳量的 88.87%,采伐消耗温室气体排放 11.47×109 kg 二氧化碳当量,采伐消耗温室气 体排放二氧化碳当量占总排放量的 76.12%。2010 年固碳量增长 11.68%,采伐消耗温室气体排放增加了 19.85%。通过对比分析,探讨了广东省林业碳汇的提升潜力及方向。     

一种用水蒸气活化法制活性炭的立式活化炉设计

为了开发新型高效的水蒸气活化法制活性炭的活化设备,选择高铝耐火砖和耐高温、耐腐蚀的310S不锈钢为主要材料,设计一种机械自动匀速加料和出料的立式活化炉,在该活化炉的活化段四周设置冷炉预热用燃气烧嘴,在活化炉中安装多层活化圆盘和刮料耙叶,在活化圆盘上设置环形蒸汽管,并在蒸汽管上均匀开设小孔,使水蒸气与炭料均匀接触,利用活化炉的高温预热水蒸气,确保水蒸气与炭料的活化反应均匀高效。该活化炉具有占地面积小、自动连续加料和出料、活化产量较高的优点。     

森林经营单位级碳储量动态变化研究——以广西热林中心为例

中国林业科学研究院热带林业实验中心从2008年开始进行人工林近自然经营,为了评价经营效果对森林固碳能力的影响,以热林中心2011年、2013年、2015年对238块系统抽样样地数据为基础,采用现有的生物量方程和碳转换系数乔木林碳储量进行估算。结果表明,乔木林碳储量由2011年的605826.95t增加到2015年的721847.04t,年平均增加29005.02t,碳密度由2011年的35.94t·hm^-2增加到2015年的42.34t·hm^-2,但仍小于全国和世界的平均数。针叶林碳储量高于阔叶林,由2011年的413753.07t增加至2015年的479611.05t,年均增加16464.50t,栎类的增长幅度最大,年均增长率64.00%,碳储量最大的树种是马尾松,占总碳储量的62.92%。证明近自然经营能够有效促进森林固碳能力。     

畜禽粪便与秸秆厌氧-好氧发酵气肥联产碳氮元素变化研究

传统沼气工程的气肥联产工艺中,厌氧发酵产气与好氧发酵产肥互相独立,产气和产肥周期均较长、有机肥品质差,影响工程的高效运行。为缩短发酵周期、提高产气效率和有机肥品质,该研究将猪粪、鸡粪和秸秆混合进行15和30 d的干法厌氧发酵,将得到的沼渣添加秸秆辅料混合,分别设置65%和70%的发酵物料初始含水率进行15 d的高温好氧发酵,对比分析了不同厌氧-好氧发酵组合对产气和产肥的影响。结果表明:厌氧发酵阶段,混合物料的日产气率自发酵开始后逐渐上升,并在第8天达到最高峰,至第15天降至峰值的50%以下,此时累积产气量达到30 d发酵周期的71%,平均容积产气率达到1.91 m~3/(m~3?d),比发酵30 d平均容积产气率高41.5%。好氧发酵阶段,各处理组碳元素含量持续下降,氮元素含量先下降后增加,所得发酵产物均达到腐熟标准。采用15 d厌氧发酵所获得的沼渣进行好氧发酵,所得发酵产物的电导率、腐殖化程度和发芽指数均优于采用30 d厌氧发酵所获得的沼渣进行好氧发酵所得的发酵产物,同时总有机碳和总氮含量也较其分别提高了6.0%～21.7%和3.0%～10.2%,不同好氧发酵物料初始含水率对发酵产物的品质影响较不明显。因此,采用厌氧、好氧发酵周期均为15 d的组合,可缩短发酵周期、大幅提高产气效率和发酵产物的碳氮营养元素含量,有利于提高沼气工程运行效率和经济效益。     

膨润土褐铁矿改性白云石催化松木棒气化工艺优化

针对白云石催化剂在生物质催化气化过程中易碎、易产生积碳失活问题,为提高其催化活性、抗积碳和再生性能,采用固定床下吸式气化炉试验系统,以Fe-Dol-Ben(膨润土/褐铁矿改性白云石)为催化剂,松木屑废料经成型为棒状颗粒为原料,进行高温水蒸气催化气化试验。研究气化温度(700～1000℃)、铁含量(质量分数为5%～20%)以及催化剂使用次数(1～4)等因素对松木棒催化气化性能及催化剂表面积碳影响。试验结果表明,水蒸气和松木棒的质量比(气料比)为1,催化剂的铁质量分数为15%,气化温度为900℃时气化气中氢气的体积分数达到最大值58.38%,Fe-Dol-Ben催化剂积碳量随气化温度升高逐渐减小,试验区间内1 000℃时达到最小值,较700℃减少了80%。气化气中氢气的体积分数随铁含量增加呈先增加后降低的趋势,积碳量呈先降低后增加,在铁质量分数为15%催化效果较好。Fe-Dol-Ben催化剂较相同条件下分别用膨润土及改性前白云石催化时积碳量分别减少了80.6%和53.6%。对催化剂进行再生再利用试验表明,使用后的Fe-Dol-Ben催化剂进行700℃煅烧再生后,其晶相与催化前基本相同,将其多次再生循环利用,随着使用次数的增加气化气中氢气的体积分数逐渐降低,催化剂的积碳量逐渐增大,使用4次并用于催化气化时氢气的体积分数仍接近50%,保持较好催化效果。综合气化效果、积碳量及经济性因素,Fe-Dol-Ben铁质量分数为15%,气化温度选取900℃为较理想工况。该研究可为改性白云石Fe-Dol-Ben催化剂的研制及生物质高温水蒸汽催化气化技术提供参考。