杉木生物質(zhì)炭特性及其對土壤碳穩(wěn)定性影響的研究
發(fā)布時間:2021-07-18 16:43
隨著全球氣溫變暖的持續(xù)加劇,碳減排已經(jīng)成為全球科學人士和各國政府共同關(guān)注熱點問題,由于生物質(zhì)炭具有高度的富碳性和良好的穩(wěn)定性,因此,將生物質(zhì)炭與還林相結(jié)合,理論上可以作為一種有效的碳捕捉和儲存技術(shù)。杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國南方重要的速生用材樹種,在林木采伐和生產(chǎn)利用的過程中會產(chǎn)生大量的林業(yè)廢棄物,理論上,通過高溫熱解技術(shù)將杉木廢棄物炭化還林,可以在實現(xiàn)林業(yè)資源化利用的同時,以期實現(xiàn)林業(yè)固碳減排。杉木生物質(zhì)炭對其人工林土壤碳穩(wěn)定性的影響直接決定了杉木生物炭炭化還林的碳減排潛力。有鑒于此,本研究以杉木采伐剩余物制備產(chǎn)生的生物質(zhì)炭為研究對象,借助元素測定、傅里葉紅外光譜、掃描電鏡、Boehm滴定,磷脂脂肪酸等先進方法,分析杉木不同器官在不同熱解條件下對生物質(zhì)炭的理化特征,通過建立數(shù)學模型預測評價生物質(zhì)炭的穩(wěn)定性和固碳潛力,探討生物質(zhì)炭自身的穩(wěn)定性影響機制;同時,通過測定杉木生物炭添加之后土壤CO2礦化、各碳氮組分以及微生物群落結(jié)構(gòu)和酶活性來探索生物質(zhì)炭作為一種特殊的外源碳物質(zhì)在進入土壤后對土壤有機碳礦化的影響方向以及內(nèi)在的關(guān)聯(lián)和影響機制;研究在不同性質(zhì)杉木...
【文章來源】:福建農(nóng)林大學福建省
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-3杉木不同器官生物質(zhì)炭、秸稈生物質(zhì)炭和毛竹生物質(zhì)炭的pH??Fig.2-3?pH?of?the?biochars?under?different?pyrolysis?temperatures??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同原料制備的生物炭形貌結(jié)構(gòu)及表面特性研究[J]. 王彤彤,王曉琳,任志勝,鄭紀勇. 環(huán)境科學與技術(shù). 2017(01)
[2]杉木多代連栽對林地土壤肥力的影響闡釋[J]. 梁朝群. 南方農(nóng)業(yè). 2016(30)
[3]生物炭主要類型、理化性質(zhì)及其研究展望[J]. 袁帥,趙立欣,孟海波,沈玉君. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2016(05)
[4]生物炭的制備及其性能研究[J]. 林珈羽,童仕唐. 環(huán)境科學與技術(shù). 2015(12)
[5]改變碳輸入對亞熱帶人工林土壤微生物生物量和群落組成的影響[J]. 萬曉華,黃志群,何宗明,余再鵬,王民煌,劉瑞強,鄭璐嘉. 生態(tài)學報. 2016(12)
[6]湖南會同3個林齡杉木人工林土壤碳、氮、磷化學計量特征[J]. 曹娟,閆文德,項文化,諶小勇,雷丕鋒. 林業(yè)科學. 2015(07)
[7]熱解溫度對污泥生物炭穩(wěn)定性及養(yǎng)分淋溶特性影響[J]. 魯濤,袁浩然,王亞琢,呼和濤力,陳勇. 化工學報. 2015(07)
[8]炭化溫度對沙蒿生物炭形貌特征和化學性質(zhì)的影響[J]. 侯建偉,索全義,梁桓,韓雪琦,劉長濤. 土壤. 2014(05)
[9]添加生物質(zhì)黑炭對紅壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J]. 葉麗麗,王翠紅,周虎,彭新華. 土壤. 2012(01)
[10]生物炭研究進展及其研究方向[J]. 謝祖彬,劉琦,許燕萍,朱春悟. 土壤. 2011(06)
博士論文
[1]不同生物質(zhì)原料和制備溫度對生物炭物理化學特征的影響[D]. 韋思業(yè).中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所) 2017
[2]氣候變化背景下生物炭對農(nóng)田土壤環(huán)境過程影響的研究[D]. 王道源.東華大學 2015
[3]不同發(fā)育階段杉木人工林養(yǎng)分內(nèi)循環(huán)與周轉(zhuǎn)利用效率的研究[D]. 周麗麗.福建農(nóng)林大學 2014
[4]土壤中黑炭的積累、分布特征及其穩(wěn)定性的模擬研究[D]. 劉兆云.浙江大學 2013
[5]蘆竹生物炭對農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的影響[D]. 鄭浩.中國海洋大學 2013
碩士論文
[1]杉木凋落物及其生物炭對土壤CO2排放、微生物和酶活性的影響[D]. 雷海迪.福建師范大學 2016
[2]兩類生物炭的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性比較[D]. 陳靜文.昆明理工大學 2014
[3]施用生物炭對杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)的影響研究[D]. 孟李群.福建農(nóng)林大學 2014
[4]生物質(zhì)炭施用對土壤CO2釋放和碳截留影響的研究[D]. 金素素.陜西科技大學 2013
[5]不同氮磷肥水平下土壤有機碳的礦化特征[D]. 胡媛媛.河南農(nóng)業(yè)大學 2011
本文編號:3289963
【文章來源】:福建農(nóng)林大學福建省
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-3杉木不同器官生物質(zhì)炭、秸稈生物質(zhì)炭和毛竹生物質(zhì)炭的pH??Fig.2-3?pH?of?the?biochars?under?different?pyrolysis?temperatures??
?70〇r??熱解溫度??圖2-5杉木不同器官生物質(zhì)炭、秸稈生物質(zhì)炭和毛竹生物質(zhì)炭的無機氮含量??Fig.2-5?inorganic?N?content?from?different?biochars.??相比之下,杉木樹葉和秸桿的生物質(zhì)炭N的有效性更高。但是,盡管生物質(zhì)??炭中總N的含量大約在1300mg/kg?21100mg/kg,無機氮的含量占比卻很低,這??說明,生物質(zhì)炭自身的N的有效性較低。即使是300°C的樹葉生物質(zhì)炭其無機氮??含量僅有80.5mg/kg,占總N含量的0.38%。0^等[1191也發(fā)現(xiàn),盡管利用園藝修??剪物和禽類養(yǎng)殖廢棄物制備產(chǎn)生的生物質(zhì)炭總氮含量分別達到了?1.7g/kg和??20.0g/kg,但是無機氮含量卻低于2mg/kg,幾乎微乎其微。??24??
?700*C??熱解溫度(°C)??圖2-4生物質(zhì)炭中溶解性有機碳含量??Fig.2-4?Concentration?of?dissolved?organic?carbon?in?the?biochars??一■一樹枝??90-|?樹干??.?丁?一?▲一樹皮??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??熱解溫度??圖2-5杉木不同器官生物質(zhì)炭、秸稈生物質(zhì)炭和毛竹生物質(zhì)炭的無機氮含量??Fig.2-5?inorganic?N?content?from?different?biochars.??相比之下,杉木樹葉和秸桿的生物質(zhì)炭N的有效性更高。但是,盡管生物質(zhì)??炭中總N的含量大約在1300mg/kg?21100mg/kg,無機氮的含量占比卻很低,這??說明,生物質(zhì)炭自身的N的有效性較低。即使是300°C的樹葉生物質(zhì)炭其無機氮??含量僅有80.5mg/kg,占總N含量的0.38%。0^等[1191也發(fā)現(xiàn),盡管利用園藝修??剪物和禽類養(yǎng)殖廢棄物制備產(chǎn)生的生物質(zhì)炭總氮含量分別達到了?1.7g/kg和??20.0g/kg,但是無機氮含量卻低于2mg/kg,幾乎微乎其微。??24??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不同原料制備的生物炭形貌結(jié)構(gòu)及表面特性研究[J]. 王彤彤,王曉琳,任志勝,鄭紀勇. 環(huán)境科學與技術(shù). 2017(01)
[2]杉木多代連栽對林地土壤肥力的影響闡釋[J]. 梁朝群. 南方農(nóng)業(yè). 2016(30)
[3]生物炭主要類型、理化性質(zhì)及其研究展望[J]. 袁帥,趙立欣,孟海波,沈玉君. 植物營養(yǎng)與肥料學報. 2016(05)
[4]生物炭的制備及其性能研究[J]. 林珈羽,童仕唐. 環(huán)境科學與技術(shù). 2015(12)
[5]改變碳輸入對亞熱帶人工林土壤微生物生物量和群落組成的影響[J]. 萬曉華,黃志群,何宗明,余再鵬,王民煌,劉瑞強,鄭璐嘉. 生態(tài)學報. 2016(12)
[6]湖南會同3個林齡杉木人工林土壤碳、氮、磷化學計量特征[J]. 曹娟,閆文德,項文化,諶小勇,雷丕鋒. 林業(yè)科學. 2015(07)
[7]熱解溫度對污泥生物炭穩(wěn)定性及養(yǎng)分淋溶特性影響[J]. 魯濤,袁浩然,王亞琢,呼和濤力,陳勇. 化工學報. 2015(07)
[8]炭化溫度對沙蒿生物炭形貌特征和化學性質(zhì)的影響[J]. 侯建偉,索全義,梁桓,韓雪琦,劉長濤. 土壤. 2014(05)
[9]添加生物質(zhì)黑炭對紅壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響[J]. 葉麗麗,王翠紅,周虎,彭新華. 土壤. 2012(01)
[10]生物炭研究進展及其研究方向[J]. 謝祖彬,劉琦,許燕萍,朱春悟. 土壤. 2011(06)
博士論文
[1]不同生物質(zhì)原料和制備溫度對生物炭物理化學特征的影響[D]. 韋思業(yè).中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所) 2017
[2]氣候變化背景下生物炭對農(nóng)田土壤環(huán)境過程影響的研究[D]. 王道源.東華大學 2015
[3]不同發(fā)育階段杉木人工林養(yǎng)分內(nèi)循環(huán)與周轉(zhuǎn)利用效率的研究[D]. 周麗麗.福建農(nóng)林大學 2014
[4]土壤中黑炭的積累、分布特征及其穩(wěn)定性的模擬研究[D]. 劉兆云.浙江大學 2013
[5]蘆竹生物炭對農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的影響[D]. 鄭浩.中國海洋大學 2013
碩士論文
[1]杉木凋落物及其生物炭對土壤CO2排放、微生物和酶活性的影響[D]. 雷海迪.福建師范大學 2016
[2]兩類生物炭的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性比較[D]. 陳靜文.昆明理工大學 2014
[3]施用生物炭對杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)的影響研究[D]. 孟李群.福建農(nóng)林大學 2014
[4]生物質(zhì)炭施用對土壤CO2釋放和碳截留影響的研究[D]. 金素素.陜西科技大學 2013
[5]不同氮磷肥水平下土壤有機碳的礦化特征[D]. 胡媛媛.河南農(nóng)業(yè)大學 2011
本文編號:3289963
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