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1.1氣候變化對(duì)森林生產(chǎn)力的影響目前我國(guó)對(duì)于樹(shù)木的生長(zhǎng)狀況和生態(tài)功能的發(fā)揮水平都是通過(guò)森林生產(chǎn)力來(lái)衡量的,森林生態(tài)力作為一項(xiàng)重要的衡量指標(biāo),所以在對(duì)未來(lái)氣候變化對(duì)森林生產(chǎn)力的影響上通過(guò)建立生產(chǎn)力模型來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè),從模型預(yù)測(cè)可以看出,在氣候變化后,我國(guó)的森林生產(chǎn)力從東南向西北將會(huì)呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì),而且在氣候變化影響下,樹(shù)種變化也較大,其中會(huì)以興安落中松其增益為最大,其他一些則為次之。
1.2氣候變化對(duì)森林災(zāi)害的影響隨著氣候的不斷變暖,使水熱區(qū)域分布發(fā)生了較大的變化,溫度的升高,可以使植被的生長(zhǎng)季節(jié)得以延長(zhǎng),對(duì)森林生產(chǎn)力的提高具有積極的意義,但氣候的變化也會(huì)導(dǎo)致在春季時(shí)倒春寒嚴(yán)重,從而發(fā)生凍害的可能性要大;另外,氣溫的上升,也會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)量增大,容易發(fā)生旱災(zāi),而一旦出現(xiàn)旱情,則會(huì)導(dǎo)致森林火災(zāi)的系數(shù)上升,不利于森林防火。同時(shí)氣候的變化,會(huì)使降水的分配產(chǎn)生一定的變化,這樣在一些地方雪災(zāi)的發(fā)生機(jī)率則會(huì)提高。
2森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的反饋機(jī)制
森林生態(tài)系統(tǒng)能夠改變區(qū)域小氣候,減少地面長(zhǎng)波輻射對(duì)大氣的增溫效應(yīng)。更值得注意的是森林大量吸收大氣中的二氣化碳,成為巨大的碳匯,在全球碳循環(huán)與平衡中具有極為重要的作用,為減緩全球變暖、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)作出重要的貢獻(xiàn)。目前森林碳儲(chǔ)量約占全球植被碳儲(chǔ)量的86%以上。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)與碳蓄積在全球陸地碳循環(huán)和氣候變化研究中具有重要意義。森林生態(tài)系統(tǒng)與其他生態(tài)系統(tǒng)相比,其面積最大,生產(chǎn)力和生物量累積最高。森林在吸收碳的同時(shí)也釋放出碳,毀林是碳釋放的主要原因。我國(guó)森林覆蓋率從呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì),人工林面積居世界第一,森林的碳匯功能顯著增強(qiáng)。
2.1我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究起步較晚,與國(guó)外研究相比還存在差距,表現(xiàn)在野外試驗(yàn)有限、布點(diǎn)密度不足、數(shù)據(jù)積累時(shí)間短、多停留在靜態(tài)模型上。因此我國(guó)森林碳循環(huán)研究應(yīng)注意以下方面:一是模擬人為活動(dòng)的影響,一方面分析人為破壞森林生態(tài)系統(tǒng)的因素,另一方面分析人類(lèi)管理或復(fù)原森林生態(tài)系統(tǒng)的因素;二是充分考慮森林生態(tài)系統(tǒng)的代表性和特殊性,有規(guī)劃地增加野外觀測(cè)點(diǎn),利用地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和方法多尺度研究,為模型構(gòu)建和運(yùn)行提供工具和數(shù)據(jù);三是注重動(dòng)態(tài)模型發(fā)展,重視機(jī)理研究,碳循環(huán)模型與氣候模型相結(jié)合,研究氣候變化對(duì)碳循環(huán)的影響及森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的反饋機(jī)制,為我國(guó)制定溫室氣體排放政策提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
2.2森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、組成越豐富,則生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好,抗干擾能力越強(qiáng)。森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化有較強(qiáng)的自適應(yīng)性,能夠在一定變化范圍穩(wěn)定,對(duì)氣候變化有相對(duì)滯后的特點(diǎn)。然而氣候變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響不容忽視,掌握氣候變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響規(guī)律是合理保護(hù)、管理、恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵,所以應(yīng)該加快科研步伐,揭示未來(lái)氣候變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的直接和潛在影響;提前預(yù)防,保護(hù)瀕危物種,防止有害物種入侵;因地制宜,以恢復(fù)為主,建立和保護(hù)可以持續(xù)發(fā)展的森林生態(tài)系統(tǒng);掌握氣候變化對(duì)物候的擾動(dòng),加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害(雪災(zāi)、火災(zāi)、凍害、病蟲(chóng)害)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力,合理預(yù)防。
3結(jié)束語(yǔ)
一、引言
地球資源終會(huì)枯竭,也正日益枯竭,保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源已成為人們的共識(shí),也是維系社會(huì)可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)平衡的重要前提。工業(yè)生產(chǎn)中能源節(jié)約離不開(kāi)循環(huán)經(jīng)濟(jì),尤其是對(duì)于煤礦企業(yè)而言,循環(huán)經(jīng)濟(jì)建立在人和自然關(guān)系的調(diào)節(jié)基礎(chǔ)之上,將自然、生態(tài)、系統(tǒng)融入到生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)與可循環(huán)利用。可見(jiàn),循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一個(gè)閉環(huán),它將生產(chǎn)、環(huán)境、生態(tài)、系統(tǒng)很好的結(jié)合和融合,最終形成一種環(huán)形的流動(dòng)經(jīng)濟(jì)模式,促進(jìn)了資源的節(jié)約與循環(huán)利用,對(duì)于煤礦企業(yè)而言,循環(huán)經(jīng)濟(jì)的探索與發(fā)展,為煤礦企業(yè)今后更加健康科學(xué)、協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展提供了有益的啟示。
二、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要意義
保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)基本國(guó)策。山西省的煤炭工業(yè)在全國(guó)而言是非常典型的,一方面煤炭工業(yè)發(fā)展水平穩(wěn)步推進(jìn),煤礦安全生產(chǎn)穩(wěn)步提高,煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型步伐加快,另一方面也面臨著煤礦資源枯竭,煤礦市場(chǎng)萎縮,改造轉(zhuǎn)產(chǎn)與升級(jí)的壓力。特別是08年之后,受到國(guó)際金融危機(jī)的影響,煤炭市場(chǎng)需求急劇萎縮,煤炭?jī)r(jià)格大幅下跌,煤礦企業(yè)效益也出現(xiàn)了顯著的滑坡,整個(gè)煤炭產(chǎn)業(yè)都面臨著非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)。而探索煤礦企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,加快煤礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不失為解決煤礦發(fā)展困境的一個(gè)有力手段。按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思路,煤炭企業(yè)可以逐步走向科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、能耗污染少、資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):首先,循環(huán)經(jīng)濟(jì)是科學(xué)發(fā)展觀的發(fā)展要求??茖W(xué)發(fā)展觀就是要有全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)的發(fā)展,能夠促進(jìn)人和自然的和諧共生,實(shí)現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)環(huán)境(包括人、員工、環(huán)境、社會(huì))協(xié)調(diào)發(fā)展。其次,循環(huán)經(jīng)濟(jì)是煤炭企業(yè)發(fā)展的必由之路,也是煤炭企業(yè)多元化發(fā)展的必經(jīng)之路。多元化和循環(huán)經(jīng)濟(jì)能夠延伸煤礦的產(chǎn)業(yè)鏈,擴(kuò)大煤炭企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式,將企業(yè)的資源充分的利用起來(lái),甚至煤礦生產(chǎn)中的廢棄物都可以重新利用,成為煤礦經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn),同時(shí)也有利于煤礦橫向產(chǎn)業(yè)之間的相互支撐,形成交互市場(chǎng),降低企業(yè)開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。第三,循環(huán)經(jīng)濟(jì)是解決當(dāng)前經(jīng)濟(jì)困境的有效手段。煤礦發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),是一種轉(zhuǎn)“堵”為“疏”的做法,是擺脫了過(guò)去企業(yè)治污中從源頭到產(chǎn)品全過(guò)程投入的常規(guī)治理,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“為治理而治理”的思想,將生產(chǎn)廢物視為可利用的資源,挖掘相關(guān)的資源產(chǎn)業(yè),形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條,并創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重提升,破解企業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的難題,也找到了解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)問(wèn)題的根本出路,同時(shí)也可以極大的緩解煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的困境,實(shí)現(xiàn)雙贏甚至多贏。
三、煤礦企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的對(duì)策
煤礦企業(yè)要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),離不開(kāi)煤礦清潔生產(chǎn)與廢棄物綜合利用的轉(zhuǎn)化融合,使得煤礦生產(chǎn)的物質(zhì)資源能夠充分的循環(huán)利用。傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈為“自然資源―粗放型工業(yè)―產(chǎn)品―污染排放”,這是一種線性的經(jīng)濟(jì)模式,循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式產(chǎn)業(yè)鏈條為“自然資源―循環(huán)利用型工業(yè)―綠色產(chǎn)品―再生資源深加工業(yè)―綠色產(chǎn)品”,顯而易見(jiàn),這是一種可以循環(huán)的模式。推動(dòng)生產(chǎn)有傳統(tǒng)模式向低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)化是現(xiàn)代煤炭企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中要做好以下幾點(diǎn)。
第一,提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展的思想認(rèn)識(shí)
煤礦企業(yè)必須充分提高思想認(rèn)識(shí),尤其是煤礦企業(yè)管理層的認(rèn)識(shí)。從推動(dòng)煤礦科學(xué)發(fā)展、完成企業(yè)所承擔(dān)的社會(huì)“三大責(zé)任”方面著力,提升對(duì)煤礦發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)必要性的認(rèn)識(shí),真正認(rèn)識(shí)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)于轉(zhuǎn)變煤炭生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)思路,提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)于煤礦企業(yè)生存發(fā)展的重要意義和作用,調(diào)動(dòng)煤礦企業(yè)管理層特別是高層管理人員對(duì)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的認(rèn)識(shí),推動(dòng)煤礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)的落實(shí)和開(kāi)展。
第二,選準(zhǔn)煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的切入點(diǎn)
毋庸置疑,清潔生產(chǎn)也是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的不二手段。煤礦企業(yè)大力推行潔凈煤技術(shù),以煤礦主產(chǎn)品煤炭作為核心的產(chǎn)業(yè)鏈,圍繞原煤的精加工、深加工開(kāi)展生產(chǎn),既是煤炭企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)模式,也是發(fā)展其它縱深型產(chǎn)業(yè)鏈的前提和基礎(chǔ)。對(duì)于煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì),煤礦生產(chǎn)企業(yè)也不再是立足于傳統(tǒng)的原煤開(kāi)采與銷(xiāo)售層面上,隨著煤炭產(chǎn)業(yè)鏈條的衍伸,煤炭洗選、焦化等已逐漸成為礦山的支柱產(chǎn)業(yè),原煤在洗選過(guò)程中產(chǎn)生的矸石、煤泥等附屬物,焦炭生產(chǎn)形成的煤氣、焦油等副產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)再生的開(kāi)發(fā)挖掘必定能為循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更大空間;還有一些大型高效選煤技術(shù)、煤炭的液化技術(shù)、地下煤層氣開(kāi)發(fā)、高硫煤地面汽化等,這些煤炭的深加工以及潔凈煤技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展和突破;利用煤矸石等生產(chǎn)新型建筑材料,利用粉煤灰等生產(chǎn)水泥、肥料等轉(zhuǎn)化技術(shù);煤矸石、煤泥等低熱值燃料的充分利用以及發(fā)電技術(shù),這些新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展都可以在煤礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)中形成產(chǎn)業(yè)從而大顯身手。煤礦企業(yè)要結(jié)合自身的實(shí)際生產(chǎn)狀況,因地制宜選擇循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)更好更快發(fā)展。
關(guān)鍵詞:醇基燃料;新能源;熱值;國(guó)標(biāo)
一、前言
倪維斗院士在2009年中國(guó)新能源及可再生能源科技發(fā)展論壇上對(duì)新能源提出了新的觀點(diǎn)―相對(duì)于主力而言,能大幅度的節(jié)約資源~大幅度減排的能源或能源技術(shù)極為新能源。醇基燃料作為新型清潔能源不僅具有多渠道的合成途徑,同時(shí)氣循環(huán)再生利用對(duì)緩解全球變暖具有重要意義,應(yīng)用前景十分廣闊。1996年,國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒布了GB16663―1996《醇基液體燃料》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);1997年,國(guó)家農(nóng)業(yè)部頒布了NY311―1997《醇基民用燃料》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(已廢除),同時(shí)頒布了NY312-1997《醇基民用燃料用具》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的頒布對(duì)規(guī)范醇基燃料并促進(jìn)鈣行業(yè)的發(fā)展具有重大意義影響。下面就醇基燃料熱值問(wèn)題,發(fā)展中的瓶頸以及國(guó)標(biāo)的修訂給出自己的看法。
二、醇基燃料熱值分析研究
目前作為醇基燃料主要成分的甲醇大多是從煤化工產(chǎn)業(yè)鏈中獲得,考慮生產(chǎn)工藝的可行性和生產(chǎn)成本高低,廠家批發(fā)出產(chǎn)的多以甲醇為主。同事由于國(guó)家嚴(yán)禁使用糧食作物生產(chǎn)乙醇,用作工業(yè)用途的數(shù)量極少。因此,市場(chǎng)上銷(xiāo)售的醇基燃料主要成分多以粗甲醇為主。
基于此,為分析市面上流通的醇基燃料性質(zhì),從粗甲醇著手分析比較切合實(shí)際。
從表一看出,除了甲醇與水之外,其余各成分所占的體積分?jǐn)?shù)都很少,對(duì)粗甲醇熱值影響可以忽略不計(jì)。為了便于計(jì)算,我們假定粗甲醇
由純甲醇與水組成,其體積分?jǐn)?shù)分別為:純甲醇83%`水17%
由純甲醇和水的密度計(jì)算得到粗甲醇密度為:
根據(jù)以上數(shù)據(jù)對(duì)比GB16663-1996(見(jiàn)表2)中醇基液體燃料性能進(jìn)行分析:
(1)GB16663-1996中值表明了醇含量沒(méi)有描述醇基液體燃料的基本組成成分如主要成分是否是甲醇,其他醇類(lèi),烴類(lèi)以及水成分的比例是多少也沒(méi)有表明,成分概念模糊。
(2)從液體密度角度來(lái)分析熱值存在較大區(qū)別。GB16663-1996中密度為0.83 g/c m?的醇基液體(醇體積含量70%)燃料熱值為21MJ/,密度為0.85 g/c m3的醇基液體(醇體積含量70%)燃料值為16.75mj/kg,以此類(lèi)推,由于醇類(lèi),烴類(lèi)物質(zhì)相對(duì)密度低于水,醇含量越高(水含量越低)其密度越小,醇含量越低(水含量越高)密度越大,而醇基液體燃料熱值主要有、由醇類(lèi)物質(zhì)提供,所以醇基液體燃料密度越小其熱值越高,密度越大其熱值越低。
對(duì)比上述粗甲醇計(jì)算結(jié)果,粗甲醇((醇含量83%)密度為0.8272g/cm3與GB16663-1996中一級(jí)醇基燃料密度0.83g/cm3相當(dāng),但是粗甲醇16.68mj/kg的熱值卻與一級(jí)甲醇21mj/kg的熱值相差很遠(yuǎn)。并且如果醇含量更少的話,燃料熱值回更低。
對(duì)比GB16663-1996中二級(jí)醇基液體燃料分析,甲醇醇基燃料密度(0.8543g/cm3)與二級(jí)醇基液體燃料(0,。85g/cm3)相當(dāng),但是熱值(14.0675mj/kg)遠(yuǎn)低于16.75mj/kg.
基于以上計(jì)算分析,有理由認(rèn)為GB16663-1996的撰寫(xiě)者所描寫(xiě)的醇基液體燃料主要成分并非僅僅為甲醇,可能含有其他醇類(lèi)物質(zhì)以及烴類(lèi)物質(zhì),而這些成分在國(guó)標(biāo)中沒(méi)有明確說(shuō)明。國(guó)標(biāo)的制定應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)在市面上大量流通的醇基液體燃料作為樣本來(lái)研究制定,而GB16663-1996撰寫(xiě)者所描述的醇基液體燃料不符合現(xiàn)在市面上大量流通的醇基液體燃料實(shí)際情況,對(duì)醇含量,烴含量沒(méi)有給出詳盡論述,以至于對(duì)后續(xù)相關(guān)的燃料密度、燃料熱值的計(jì)算存在較大差異,因此該燃料國(guó)標(biāo)的參考性值得懷疑。
結(jié)合以上熱值的探討,我們通過(guò)密度法測(cè)算醇基燃料燃燒器的燃燒熱效率。
三、密度法
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:高密度天平(最小刻度0.1mg)、量杯(最小刻度1ml)
實(shí)驗(yàn)步驟(遵照量杯使用規(guī)則和天平使用規(guī)則):
1.將量杯置于天平上,稱(chēng)量筒重量,記下量杯質(zhì)量m1。
2.用醇基燃料反復(fù)清洗量筒3次以上,以保證量杯中沒(méi)有其他液體雜質(zhì)存在,以免
殘存的其他液體影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3.將醇基燃料液體倒入量杯中至整數(shù)刻度,遵照量筒使用規(guī)則讀取量杯中液體體積
刻度記為醇基液體燃料體積V。
4.將3中所述量杯置于天平上,測(cè)量量杯以及量杯中醇基液體燃料質(zhì)量,記下質(zhì)量M2。
5.根據(jù)密度公式計(jì)算醇基液體燃料為:
ρ醇基燃料=M2-M1/V
反復(fù)測(cè)量三次以上計(jì)算醇基燃料密度,并取平均值。
6.根據(jù)計(jì)算得到的醇基燃料密度計(jì)算醇基燃料中醇基燃料中純甲醇和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù):
{ ρ純甲醇? ω純甲醇+ρ水?ω水=ρ醇基燃料=>p甲醇ω水
ω純甲醇+ω水=1
7.根據(jù)計(jì)算得出的p甲醇ω水推算醇基液體燃料的熱值為:
Q醇基燃燒熱值=q純甲醇?ω純甲醇+q水?ω水
根據(jù)以上計(jì)算得出的醇基燃料熱值進(jìn)行灶具效率計(jì)算:
步驟:
1.灶具燃燒熱效率計(jì)算依據(jù)
依據(jù)灶具燃燒同樣同樣的水和同樣溫差所用的燃料用量,計(jì)算出各種情況下燃燒器的熱效率,同時(shí)也參考其所用的時(shí)間.
熱效率=(水吸收的熱量/燃料放出的熱量)×100%
2.實(shí)驗(yàn)理論依據(jù)
整個(gè)實(shí)驗(yàn)參考了“NY312-1997醇基民用燃料灶具”。
實(shí)驗(yàn)室條件:室溫應(yīng)為15-30℃,在每次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)防止外來(lái)熱源或冷空氣的影
響,室溫波動(dòng)度小于±5℃。通風(fēng)換氣良好。室內(nèi)一氧化碳和二氧化碳含量應(yīng)分別小于0.002%和0.2%。
水吸收的熱量按下式計(jì)算:
Q吸=M水×C水×(t終-t初)
式中:M水―水的質(zhì)量,
C水――水的比熱,4.18kj/kg?℃;
T初---水的初溫,℃
T終---水的終溫,℃
醇基燃料放出的熱量按下式計(jì)算:
Q放=M醇基燃料×Q醇基燃料
式中:M醇基燃料――消耗醇基燃料量,kg
Q醇基燃料――醇基液體燃燒的低熱值,kj/kg;
灶具熱效率按計(jì)算:
η醇基燃料=Q吸/Q放=M水×C水×(t×終-t始)/M醇基燃料×Q醇基燃料×100%
同樣條件下熱效率測(cè)定仿佛進(jìn)行三次,取平均值
參考文獻(xiàn):
【1】倪維斗。有關(guān)新能源發(fā)展的思考R .北京:2009年中國(guó)新能源及可再生能源科技發(fā)展論壇,中國(guó)能源學(xué)會(huì),2009
關(guān)鍵詞:氣候變暖;影響;農(nóng)業(yè);對(duì)策
自西方工業(yè)化以來(lái),世界人口在急劇地增長(zhǎng),人類(lèi)在日益強(qiáng)大的大規(guī)模生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,大量開(kāi)墾耕地、掠奪與毀壞森林資源,大量地燃燒化工原料,釋放了大量的溫室氣體,致使大氣成分發(fā)生變化,導(dǎo)致了全球氣候日趨變暖。據(jù)美國(guó)科學(xué)家(1979)估計(jì),如果大氣CO2濃度增加1倍,全球平均氣溫將增加1.5℃~4.5℃。進(jìn)一步研究指出,如果人類(lèi)繼續(xù)按照目前速度釋放溫室氣體,那么CO2的有效倍增將出現(xiàn)在2060年左右。如此之大的增溫幅度和速度,是我們這個(gè)星球近十萬(wàn)年來(lái)所沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)的,換言之,在未來(lái)的幾十年內(nèi),我們這個(gè)星球的氣溫將經(jīng)歷人類(lèi)歷史上前所未有的高點(diǎn)。
最新科學(xué)研究成果表明:近一百多年來(lái),全球平均氣溫經(jīng)歷了冷—暖—冷—暖兩次波動(dòng),總的看為上升趨勢(shì)。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,全球氣溫明顯上升。1981—1990年全球平均氣溫比一百年前上升了0.48℃(見(jiàn)下圖)。中國(guó)氣候變暖趨勢(shì)與全球的總趨勢(shì)基本一致。據(jù)中國(guó)氣象局的最新觀測(cè)結(jié)果顯示,中國(guó)近百年來(lái)(1908—2007年)地表平均氣溫升高了1.1℃,自1986年以來(lái)經(jīng)歷了21個(gè)暖冬,2007年是自1951年有系統(tǒng)氣象觀測(cè)以來(lái)最暖的一年。近三十年來(lái),中國(guó)沿海海表溫度上升了0.9℃,沿海海平面上升了90毫米。
全球氣候不斷增暖將改變各地的溫度場(chǎng),并影響大氣的運(yùn)行規(guī)律,各地蒸發(fā)量和降水量的時(shí)空分布亦隨之改變;增溫造成的海水、冰川融化和海水受熱膨脹還會(huì)使海平面上升。這一切都必將給人類(lèi)賴(lài)以生存的資源環(huán)境,包括水資源、能源、土地、森林、海洋、人類(lèi)健康、物種資源、生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等帶來(lái)巨大沖擊,并造成許多目前仍估計(jì)不到的重大影響。
一、全球氣候變暖對(duì)農(nóng)林業(yè)的影響分析
1.全球氣候變暖將明顯提高中國(guó)各地的有效積溫,使無(wú)霜期延長(zhǎng),因而有利于復(fù)種指數(shù)的提高,并造成喜溫作物的種植北界向高緯延伸以及作物產(chǎn)區(qū)的地理位移。這意味著我國(guó)目前的各種作物氣候區(qū)劃都可能發(fā)生變化:現(xiàn)在的一些作物適宜種植區(qū)將變得不再適宜,并出現(xiàn)一些新的適宜種植區(qū)。各地農(nóng)事安排都將可能發(fā)生重大變動(dòng)。種植區(qū)的北移固然有利于農(nóng)用土地的擴(kuò)大,但新開(kāi)墾的土地因土壤貧瘠或水源不足,大多不易獲得高產(chǎn)。而北移了的農(nóng)作物更容易受到突降低溫的威脅。
2.全球氣候變暖,將使大量冰川逐漸融化,導(dǎo)致海平面上升。自19世紀(jì)以來(lái),全球范圍的山地冰川都幾乎發(fā)生了大規(guī)模的后退。美國(guó)NOAA衛(wèi)星觀察到的雪蓋資料表明:1980年以來(lái),全球的雪蓋面積減少了9%~13%。英國(guó)南極考察隊(duì)的科學(xué)家們通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn),位于拉爾森冰架的一塊像牛津郡那么大(約2 900平方公里)的冰山已從南極大冰原分離,并逐漸涌向大海。隨著全球的進(jìn)一步變暖,冰山融化,海平面上升,對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō),這可能會(huì)淹沒(méi)東南沿海大片肥沃的低地,并造成地表水排泄受阻,地下水位提高,帶來(lái)大片土地沼澤化。長(zhǎng)江、珠江三角洲地區(qū)因海水倒灌,大片良田將鹽漬化。
3.隨著全球氣候的不斷增暖,氣候變率勢(shì)必也發(fā)生變化,極端氣候頻繁出現(xiàn)。研究表明,在氣候要素平均值的變化與極端事件(災(zāi)害)發(fā)生概率的變化之間,往往存在著某種非線性關(guān)系:即使溫度、降水平均值發(fā)生微小變化,也可能導(dǎo)致災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率的顯著增加。這意味著干旱、洪澇、臺(tái)風(fēng)、暴雨等發(fā)生頻率將會(huì)增加。事實(shí)上,進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),中國(guó)各種自然災(zāi)害就沒(méi)有間斷過(guò):1991年的特大洪水曾肆虐江淮大地;1992—1993年的持續(xù)干旱更是橫掃整個(gè)東部;1994年夏季華中出現(xiàn)了曠日持久的干旱和高溫酷暑天氣,而華南與東北則出現(xiàn)了嚴(yán)重的水患;1995年長(zhǎng)江中下游地區(qū)和遼河平原又出現(xiàn)了建國(guó)以來(lái)罕見(jiàn)的暴雨洪水。據(jù)中國(guó)氣象局公布的數(shù)字,僅1994年全國(guó)21個(gè)省市自治區(qū)的受災(zāi)面積就達(dá)0.5億公頃,直接經(jīng)濟(jì)損失1 700億元。新世紀(jì)以來(lái),各種極端天氣就沒(méi)有間斷過(guò),特別是2010年更是反常,北方出現(xiàn)冬天暴雪奇冷天氣,春季西南5省出現(xiàn)百年一遇的特大干旱,受災(zāi)耕地面積達(dá)到1.11億畝,2 212萬(wàn)人出現(xiàn)飲水困難,持續(xù)干旱近五個(gè)月,僅云南一省就損失170億元。
4.由于全球氣候增溫,寒冷季節(jié)將會(huì)縮短,溫暖和炎熱季節(jié)將會(huì)延長(zhǎng)。這一定程度上會(huì)改善某些高緯地區(qū)溫度條件較差的狀況;但對(duì)那些夏季原本就很炎熱的中、低緯地區(qū)來(lái)說(shuō),無(wú)疑是“火上加油”的災(zāi)難。高溫將加快作物的生育進(jìn)程,使生育期特別是灌漿期明顯縮短,高溫逼熟,極端高溫對(duì)小麥、玉米、大豆等作物均有顯著的減產(chǎn)效應(yīng),還會(huì)造成水稻花粉敗育。
5.隨著全球氣候增暖,作物的各類(lèi)病、蟲(chóng)、草害將會(huì)流行、激增和蔓延,出現(xiàn)范圍也將由目前的中低緯地區(qū)向高緯延伸。增溫將為各種害蟲(chóng)的生長(zhǎng)、發(fā)育和大量繁殖提供更優(yōu)越的條件,因而其越冬存活力將大大提高,雌蟲(chóng)產(chǎn)卵數(shù)將急劇增加,繁衍代數(shù)亦將明顯增多。大氣CO2濃度的增加還會(huì)提高作物生物量的碳氮比,從而刺激昆蟲(chóng)的食欲。大氣環(huán)流的改變更為風(fēng)播病原的大范圍擴(kuò)散提供了外部條件。
6.氣候增暖后,土壤有機(jī)質(zhì)的分解將會(huì)加快,積累量將會(huì)減少。長(zhǎng)此下去,會(huì)造成地力下降。在某些降水量可能增多的地區(qū),徑流增大還會(huì)加劇坡地土壤可溶性養(yǎng)分與表土的流失。在某些降水量可能銳減的地區(qū),植被將減少,表土易沙化,耕地更易于受到風(fēng)蝕侵害,一旦遇到暴風(fēng)襲擊時(shí),將產(chǎn)生“塵暴”效應(yīng);而遭遇暴雨沖洗時(shí),又會(huì)造成嚴(yán)重的水蝕。
綜上所述,全球氣候變暖將對(duì)人類(lèi)特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。這種影響或許有其有利的一面,但更多的、令人擔(dān)憂(yōu)的卻是其不利的一面。因此,如何趨利避害,利用其有利的一面,克服其不利的一面,并尋求適應(yīng)或延緩氣候變化的對(duì)策,是擺在全人類(lèi)面前的一道嶄新的課題。
二、從農(nóng)林角度應(yīng)對(duì)氣候變化的思考
人們應(yīng)對(duì)氣候變化的思路主要包括兩個(gè)方面:一是如何控制和減緩溫室氣體的排放。二是如何增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)氣候變化的能力。前者是長(zhǎng)期、艱巨的任務(wù),后者是現(xiàn)實(shí)而緊迫的任務(wù)。
(一)發(fā)展低碳農(nóng)業(yè),減緩溫室氣體排放
林業(yè)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的種植業(yè)主要是通過(guò)植物吸收空氣中的二氧化碳,生成有機(jī)物,并放出氧氣的過(guò)程,在地球大氣碳循環(huán)中發(fā)揮重要的碳匯功能。但在水稻田及沼澤地、動(dòng)物糞便要釋放一定的溫室氣體甲烷。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)投入品(化肥、農(nóng)藥)要消耗大量的石化能量。農(nóng)業(yè)秸稈等廢棄物焚燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w排放。因此,提倡低排放或零排放的低碳農(nóng)業(yè)是我們的選擇。
農(nóng)業(yè)節(jié)能減排主要有這樣幾個(gè)途徑:
1.革新農(nóng)業(yè)技術(shù),大力發(fā)展節(jié)約型農(nóng)業(yè)。發(fā)展節(jié)約型農(nóng)業(yè)關(guān)鍵要在節(jié)地、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)種、節(jié)工、節(jié)能等七個(gè)方面下工夫。“節(jié)地”,就是要高度重視土地資源的保護(hù),大力發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè),充分挖掘土、水、光、熱資源的利用潛力,提高耕地的綜合產(chǎn)出率?!肮?jié)水”,農(nóng)業(yè)特別是水稻,是高耗水產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)用水占全社會(huì)總用水量的70%。要加快培育新的耐旱品種,深入研究和大力推廣節(jié)水栽培技術(shù),加強(qiáng)現(xiàn)有節(jié)水技術(shù)的集成推廣,大力推廣覆蓋技術(shù)、水肥一體化技術(shù)、保護(hù)性耕作技術(shù)、滴灌施肥技術(shù)等節(jié)水技術(shù),節(jié)約用水。“節(jié)肥”,就是要加快建立科學(xué)施肥的測(cè)土、配方、示范、推廣體系,根據(jù)不同區(qū)域、不同作物、不同種植制度,制定測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)程,改善養(yǎng)分投入結(jié)構(gòu),優(yōu)化肥料運(yùn)籌,改進(jìn)施肥方法,發(fā)揮養(yǎng)分協(xié)同作用,提高肥料利用率,減少化肥總施用量?!肮?jié)藥”,遏制不合理的過(guò)量使用化學(xué)農(nóng)藥,大力開(kāi)發(fā)抗病蟲(chóng)良種、進(jìn)一步完善化學(xué)農(nóng)藥的使用技術(shù),形成高效的綜合防治配套技術(shù)。“節(jié)種”,就是提高種子質(zhì)量,推廣精量半精量播種、穴盤(pán)育苗等技術(shù)。 “節(jié)工”,即大力推廣少免耕等輕簡(jiǎn)栽培和機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù),減少手工作業(yè)量,既可節(jié)約工本,又可促進(jìn)農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移和農(nóng)民增收?!肮?jié)能”,大力開(kāi)發(fā)農(nóng)村太陽(yáng)能,因地制宜開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源。
2.切實(shí)解決以農(nóng)作物秸稈為主的生物資源的綜合利用,大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源。農(nóng)作物秸稈作為一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品,產(chǎn)量大、分布廣,同時(shí)也是一項(xiàng)重要的生物資源——其含氮、磷、鉀、碳的平均含量分別為0.6%、0.3%、10%、45%。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈6.2億噸,資源擁有量居世界首位。江蘇省秸稈年產(chǎn)量3 700多萬(wàn)噸。但是,近年來(lái)焚燒秸稈在一些地區(qū)愈演愈烈,造成資源的巨大浪費(fèi)。最近的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,中國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈中30%用作農(nóng)用燃料,25%用作飼料,2%~3%作工副業(yè)生產(chǎn)原料,6%~7%直接還田,還有35%約2.2億噸剩余秸稈被白白焚燒了。筆者認(rèn)為,中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)高速全面發(fā)展的時(shí)期,各種能源消耗量與日俱增,當(dāng)務(wù)之急是要開(kāi)展秸桿的回收利用。政府部門(mén)不僅要禁止農(nóng)民焚燒秸稈,更要組織科研部門(mén)開(kāi)展相關(guān)技術(shù)的攻關(guān),解決秸稈綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,挖掘秸稈利用的新途徑。植物纖維可以通過(guò)汽化成為農(nóng)用能源,也可以運(yùn)用生化技術(shù)加工成肥料和飼料,植物纖維還可以作為包裝材料、建筑材料、一次性餐具、家具等的替代資源。
3.加強(qiáng)畜禽糞便的無(wú)害化處理、資源化利用。目前農(nóng)村畜禽糞便產(chǎn)生量巨大,但未得到有效利用,其污染日益嚴(yán)重,重污染區(qū)域在不斷擴(kuò)大,嚴(yán)重威脅水體和農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量。據(jù)江蘇省農(nóng)調(diào)隊(duì)調(diào)查,2004年全省畜禽糞總量已達(dá)7475.7萬(wàn)噸,尿總量達(dá)3 477.4萬(wàn)噸,糞便總量折合成豬糞當(dāng)量為12 340.5萬(wàn)噸。畜禽糞便的大量排放,給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。近年來(lái)江蘇省水體N、P等含量超標(biāo),除與工業(yè)和生活污水排放有關(guān)外,畜禽糞便污染已上升為非常重要的因素。
對(duì)畜禽糞便無(wú)害化處理、資源化利用的最直接途徑,是發(fā)展商品有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)。加強(qiáng)有機(jī)肥無(wú)害化生產(chǎn)技術(shù)與施用技術(shù)的開(kāi)發(fā)及相關(guān)政策的研究,大力扶持商品有機(jī)肥行業(yè)和培育商品有機(jī)肥市場(chǎng),對(duì)于推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)民收益、改善農(nóng)村環(huán)境、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村具有重要的意義。
4.大力開(kāi)發(fā)種養(yǎng)一體化的循環(huán)農(nóng)業(yè)。種植養(yǎng)殖一體化是實(shí)現(xiàn)資源綜合利用、循環(huán)利用的有效途徑。常規(guī)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式人為地把原本互為上下游的種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)割裂開(kāi)來(lái),導(dǎo)致“資源—產(chǎn)品—再資源—再產(chǎn)品”的物質(zhì)循環(huán)利用鏈斷裂,不僅造成農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等可利用資源的大量浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的提高,而且這些可利用資源的不當(dāng)處理給生態(tài)環(huán)境造成巨大的負(fù)面影響。推進(jìn)現(xiàn)代循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化必須把種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)納入到一體化經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)業(yè)體系中,按照資源互補(bǔ)循環(huán)利用機(jī)理,合理配置種植養(yǎng)殖規(guī)模,形成物質(zhì)、能量循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)鏈,使種植業(yè)生產(chǎn)的秸稈等廢棄物成為養(yǎng)殖業(yè)的飼料,養(yǎng)殖業(yè)的牲畜糞便經(jīng)無(wú)害化處理成為種植業(yè)的有機(jī)肥料,廢棄物的資源化利用既解決秸稈焚燒和糞便污染的環(huán)境問(wèn)題,又大大降低農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,并提升農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的協(xié)調(diào)提高。采用現(xiàn)代經(jīng)營(yíng)方式,實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售一體化經(jīng)營(yíng),并多次增值,從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
沼氣是實(shí)現(xiàn)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)一體化循環(huán)的關(guān)鍵。通過(guò)發(fā)展沼氣,上聯(lián)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展,下促種植業(yè)優(yōu)質(zhì)高效,中改村容村貌,維護(hù)生態(tài)平衡。隨著沼氣技術(shù)體系的完善,沼氣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至農(nóng)村社會(huì)全面發(fā)展中的地位顯得越來(lái)越重要。它能夠有效地組織和調(diào)動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各要素,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各要素的協(xié)調(diào)發(fā)展,對(duì)控制農(nóng)業(yè)面源污染,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展 推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)具有重要意義。
5.大力開(kāi)展植樹(shù)造林。森林在應(yīng)對(duì)氣候變化中具有三大功能。一是吸收功能。森林是陸地上最大的吸碳器。它通過(guò)光合作用,吸收二氧化碳,放出氧氣,形成碳匯??茖W(xué)研究表明:森林每生長(zhǎng)1立方米蓄積量,平均能吸收1.83噸二氧化碳,釋放1.62噸氧氣。二是貯存功能。森林是陸地上最大的儲(chǔ)碳庫(kù)。陸地生態(tài)系統(tǒng)一半以上的碳,儲(chǔ)存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。同時(shí),木制品的儲(chǔ)碳能力也很強(qiáng)。據(jù)日本《木材工業(yè)》報(bào)道,全球木制品碳儲(chǔ)量每年約增加6 000萬(wàn)噸。三是替代功能。據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)測(cè)算,用木結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),單位能耗可從800降到100。由于森林在應(yīng)對(duì)氣候變化中具有這些特殊功能,因此,《京都議定書(shū)》規(guī)定了工業(yè)直接減排和森林間接減排兩條途徑。
要加快荒山荒地造林綠化步伐,加快速豐林、碳匯林、能源林、珍貴用材林、木本油料林等基地建設(shè)。要努力提高造林綠化質(zhì)量。加強(qiáng)林木種子區(qū)劃和良種基地管理,抓好區(qū)域性、示范性林木種苗基地建設(shè),全面提高良種壯苗使用率。增加混交林和鄉(xiāng)土樹(shù)種比重,注重封山育林,強(qiáng)化自然恢復(fù)。加強(qiáng)森林病蟲(chóng)害防治和森林防火。
(二)增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)氣候變化的能力
農(nóng)業(yè)是露天工廠。隨著全球氣候變暖,各種極端氣候頻發(fā),自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)的威脅越來(lái)越大。要根據(jù)自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害發(fā)生規(guī)律,制定防旱抗?jié)场⒌钟邷睾?、臺(tái)風(fēng)、病蟲(chóng)害等各種自然災(zāi)害的減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案,確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)避災(zāi)減災(zāi)的種植模式。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是水利建設(shè),改造中低產(chǎn)田,完善灌溉體系,提高農(nóng)田防御自然災(zāi)害能力。進(jìn)一步優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,將傳統(tǒng)粗放型灌溉農(nóng)業(yè)和旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)建設(shè)成為節(jié)水型現(xiàn)代高效灌溉農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工作,選育適應(yīng)氣候變化的抗病、抗蟲(chóng)、抗旱、耐澇的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物新品種,研究在新的氣候條件下農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律。加強(qiáng)氣象預(yù)報(bào)工作,提高農(nóng)村防災(zāi)減災(zāi)能力。
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關(guān)鍵詞:生物質(zhì)炭;活性有機(jī)碳;土壤腐殖質(zhì);土壤有機(jī)碳礦化;CO2排放
中圖分類(lèi)號(hào):S153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2017)02-0205-06
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.02.002
全球氣候變暖已成為不爭(zhēng)的事實(shí),CO2作為全球氣候變暖的主要溫室氣體對(duì)其貢獻(xiàn)率高達(dá)50%~60%[1]。土壤作為全球最大的碳庫(kù),通過(guò)呼吸的形式釋放到大氣中的CO2是化石燃料釋放的10倍以上[2-3]。因此,如何減少土壤呼吸所釋放CO2量成為減緩全球氣候變暖的關(guān)鍵所在。目前對(duì)土壤CO2減排的研究主要集中于土地利用方式、植被類(lèi)型、水熱條件、施肥等因素的研究。生物質(zhì)炭因其高含碳量、難被分解、空隙多、比表面積大的特點(diǎn),以及其在全球碳循環(huán)涉及到氣候變化和環(huán)境問(wèn)題而成為最近研究的熱點(diǎn)[4-5]。
生物質(zhì)炭是指植物或動(dòng)物生物質(zhì)在厭氧或部分厭氧條件下通過(guò)高溫?zé)崃呀庵苽涑傻亩嗫追枷泐?lèi)化學(xué)物質(zhì)[6-8]。由于生物質(zhì)炭具有比表面積巨大,孔隙度豐富、高pH等特點(diǎn),生物質(zhì)炭不僅對(duì)土壤性質(zhì)改良具有極大的益處,而且在溫室氣體減排方面具有極大的潛力。另外,生物質(zhì)炭的有機(jī)碳結(jié)構(gòu)主要以芳香碳為主,因此它具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性,在土壤中可以存在上千年[9],因此生物質(zhì)炭對(duì)土壤固碳具有重要的意義。為了深入理解生物質(zhì)炭施入對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)和土壤CO2排放的影響機(jī)制,本研究綜述了生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤活性有機(jī)碳庫(kù)、腐殖質(zhì)特性以及有機(jī)碳礦化特征的影響,較詳細(xì)地分析了生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤CO2排放的影響效果及其機(jī)制,最后展望了該方向今后的研究重點(diǎn)。
1 生物質(zhì)炭對(duì)有機(jī)碳庫(kù)的影響
1.1 生物質(zhì)炭輸入對(duì)活性有機(jī)碳庫(kù)的影響
土壤活性有機(jī)碳庫(kù)是土壤微生物活動(dòng)的能量來(lái)源和土壤養(yǎng)分變化的驅(qū)動(dòng)力,其動(dòng)態(tài)變化與土壤呼吸存在密切的關(guān)系,土壤活性碳具有移動(dòng)速度快、穩(wěn)定性差、易氧化分解等特點(diǎn),具有較高的植物、動(dòng)物和微生物活性[10]。土壤活性有機(jī)碳雖然只占土壤總有機(jī)碳的一小部分,但卻能夠在土壤全球變化之前反應(yīng)出人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土壤所引起的微小變化,是土壤碳循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)力,對(duì)土壤碳收支平衡和全球氣候變化具有重要的意義[11]。土壤活性有機(jī)碳包括水溶性有機(jī)碳、微生物量碳、易氧化有機(jī)碳、顆粒有機(jī)碳、輕組有機(jī)碳、熱水溶性有機(jī)碳、可礦化態(tài)碳等。其中土壤水溶性有機(jī)碳、微生物量碳和易氧化有機(jī)碳是土壤活性有機(jī)碳庫(kù)的重要表征指標(biāo)[12]。
生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤活性有機(jī)碳的影響在不同類(lèi)型土壤之間存在顯著差異。如Durenkamp等[13]研究發(fā)現(xiàn),在黏質(zhì)土中添加生物質(zhì)炭能夠增加土壤微生物碳的含量,而在沙質(zhì)土中添加則降低其含量。部分研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭施入土壤對(duì)土壤活性有機(jī)碳的影響,還會(huì)隨著生物質(zhì)炭施入時(shí)間的長(zhǎng)短而不同。如花莉等[14]研究發(fā)現(xiàn),在土壤中施入椰殼炭初期能夠提高土壤活性有機(jī)碳的含量,但隨著時(shí)間的推移其含量逐漸降低,而土壤有機(jī)碳的總量則無(wú)顯著變化,從而降低了土壤活性有機(jī)碳占土壤總有機(jī)碳含量的百分比。謝國(guó)雄等[15]研究發(fā)現(xiàn),對(duì)土壤施入生物質(zhì)炭會(huì)影響土壤微生物生物量碳、水溶性碳和易氧化碳的含量,隨著施入時(shí)間的推移土壤微生物生物量碳和水溶性有機(jī)碳的含量逐漸減少。付琳琳[16]通過(guò)對(duì)水稻土施入生物質(zhì)炭3年后的研究也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。施用生物質(zhì)炭初期能夠增加微生物生物量碳,可能是由于生物質(zhì)炭本身所攜帶的活性有機(jī)碳;后期隨著生物質(zhì)炭施入時(shí)間的增加,土壤和生物質(zhì)炭中的活性有機(jī)碳被微生物所降解,從而降低了其含量。另外還有研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤活性有機(jī)碳的影響還會(huì)隨著生物質(zhì)炭制備溫度和施入量的不同而不同。如趙世翔等[17]研究發(fā)現(xiàn)添加低溫生物質(zhì)炭能夠增加土壤的呼吸速率、活性有機(jī)碳的含量,且隨著添加比例的增加而增加,而在同一添加比例下,隨著制備溫度的升高而降低。金素素等[18]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)土壤施入生物質(zhì)炭能夠增加土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的含量,但隨著施炭量的增加,活性有機(jī)碳占總有機(jī)碳的百分比降低,并且隨著時(shí)間的推移,活性有機(jī)碳的含量逐漸減少?;ɡ虻萚19]試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)向水稻土中添加生物質(zhì)炭能夠提高土壤的惰性碳庫(kù),從而降低活性有機(jī)碳占土壤有機(jī)碳的比例,并且隨著施碳量的增加而降低。馬莉等[20]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),添加生物炭可以顯著提高灰漠土易氧化態(tài)有機(jī)碳和微生物生物量碳的含量。這可能是因?yàn)樘砑由镔|(zhì)炭能夠提高作物的生物量,特別是能夠提高根系的生物量,這樣就增加了土壤新鮮有機(jī)碳的輸入量,從而增加了土壤易氧化有機(jī)碳和微生物生物量碳的含量。
1.2 生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤腐殖質(zhì)的影響
土壤腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)重要的物質(zhì)組成,主要指除未分解和半分解動(dòng)、植物殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱(chēng)[21],其含量及其動(dòng)態(tài)變化特征是反應(yīng)土壤質(zhì)量的重要標(biāo)志,作為土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ),對(duì)土地的健康循環(huán)利用具有重要的意義。由于腐殖質(zhì)在土壤中不易被分解,所以它是土壤有機(jī)碳庫(kù)中重要的穩(wěn)定組成部分,其含量的多少對(duì)土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定具有重要意義。土壤腐殖質(zhì)包含富里酸、胡敏酸、胡敏素三部分,其中胡敏素溶解性最差,穩(wěn)定性最強(qiáng)[22]。
生物質(zhì)炭可能是土壤腐殖質(zhì)的來(lái)源[23],為了證實(shí)這一結(jié)果,研究者進(jìn)行了一系列的研究,如Haumaier等[24]通過(guò)核磁共振技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭和土壤腐殖質(zhì)具有相似的波譜特征。Kwapinski等[25]在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭在一定條件下可以通過(guò)微生物轉(zhuǎn)化為土壤腐殖質(zhì)。付琳琳[16]研究發(fā)現(xiàn),對(duì)土壤施入生物質(zhì)炭能夠增加胡敏素含量,使其分子結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,增加土壤腐殖質(zhì)的含量。周鑫[26]在不同用量的生物質(zhì)炭施入的研究中發(fā)現(xiàn),隨著生物質(zhì)炭施入量的增加,土壤胡敏素的含量也增加,并且隨著時(shí)間的增加而增加,但一年之后逐漸減低,當(dāng)生物質(zhì)炭施入量為48 t/hm2時(shí),胡敏素的含量隨時(shí)間的變化一直在增加,但富里酸和胡敏酸的含量隨著生物質(zhì)炭施入量的增加而降低,這可能是由于生物質(zhì)炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙度,可以對(duì)分子量相對(duì)小的富里酸和胡敏酸產(chǎn)生吸附作用,生成分子結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的胡敏素。Wang等[27]在豬糞堆肥過(guò)程中添加生物質(zhì)炭,通過(guò)核磁共振技術(shù)發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭的施入提高了烷基、烴基比率和芳香烴的含量,這都說(shuō)明生物質(zhì)炭能夠促進(jìn)腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化進(jìn)程;另外,通過(guò)對(duì)此生物質(zhì)炭的傅里葉變換紅外光譜分析認(rèn)為,腐殖質(zhì)的吸附作用和生物質(zhì)炭的化學(xué)氧化可能是加速芳香烴物質(zhì)形成的原因,但其中具體的作用機(jī)制還不是很清楚,有待于進(jìn)一步的研究。張葛等[28]在土壤中施入玉米秸生物質(zhì)炭的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭的添加顯著地提高了土壤胡敏酸的縮合度和芳香化程度,降低了氧化度,從而增加了土壤腐殖質(zhì)的含量。孟凡榮等[29]在玉米秸稈生物質(zhì)炭對(duì)黑土腐殖質(zhì)和胡敏酸影響的研究中也發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭的施入有助于胡敏酸脂肪鏈烴的形成,從而提高胡敏酸中芳香化結(jié)構(gòu)的比例,有利于胡敏酸向胡敏素的轉(zhuǎn)化。胡敏素作為土壤腐殖質(zhì)中最穩(wěn)定的組成成分,其含量的高低對(duì)土壤有機(jī)碳的固定具有重要的影響。上述試驗(yàn)結(jié)果表明,土壤中的腐殖質(zhì)不僅來(lái)源于動(dòng)植物殘?bào)w的分解,也可能來(lái)源于外界所添加的生物質(zhì)炭的轉(zhuǎn)化。生物質(zhì)炭添加到土壤中,由于其特有的理化性質(zhì),一方面可以為土壤微生物提供合適的生活環(huán)境促進(jìn)其活性,從而影響生物質(zhì)炭向土壤腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化;另一方面,生物質(zhì)炭可以通過(guò)自身的芳香基團(tuán)和羰基等結(jié)構(gòu),影響土壤腐殖質(zhì)中胡敏酸結(jié)構(gòu)的變化,進(jìn)而影響生物質(zhì)炭向土壤腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
1.3 生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響
土壤有機(jī)碳是指存在于土壤中所含碳的有機(jī)物質(zhì),包括動(dòng)植物的殘?bào)w、微生物體及其會(huì)分解和合成的各種有機(jī)質(zhì),可以通過(guò)多種方式影響土壤向大氣中釋放CO2。土壤有機(jī)質(zhì)的礦化過(guò)程受到環(huán)境因子、理化性質(zhì)、微生物等因素的影響,直接P系到土壤溫室氣體的排放[15],而生物質(zhì)炭施入能夠改變土壤溫度、水分、酸堿度等理化性質(zhì),從而影響土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用。土壤溫度通過(guò)影響土壤微生物和土壤酶活性而影響土壤有機(jī)碳的礦化。當(dāng)溫度較低時(shí),升高溫度有利于促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化;而當(dāng)溫度較高時(shí),升高溫度不但不會(huì)促進(jìn)礦化速率反而對(duì)其產(chǎn)生抑制作用[30],而生物質(zhì)炭施入可以通過(guò)改變土壤顏色、土壤通氣性、含水量等因素而影響土壤溫度的變化。水分條件對(duì)土壤有機(jī)碳礦化速率的影響是復(fù)雜的,在旱地中水分條件是影響土壤有機(jī)碳礦化的重要條件,但當(dāng)水分含量達(dá)到一定值時(shí),其對(duì)土壤礦化速率影響不大,所以對(duì)于水田等水分含量高的土壤來(lái)說(shuō),水分條件就不是制約土壤有機(jī)碳礦化的關(guān)鍵因素,而添加生物質(zhì)炭可以通過(guò)改變土壤的含水量而影響土壤有機(jī)碳的礦化。如康熙龍等[31]在對(duì)旱地土壤施入生物質(zhì)炭的研究中發(fā)現(xiàn),在添加相同量的生物質(zhì)炭下,土壤有機(jī)碳的礦化速率隨著水分含量的增加而提高。王戰(zhàn)磊等[32]在對(duì)板栗林施入竹葉生物質(zhì)炭的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),土壤含水量對(duì)土壤的CO2排放無(wú)顯著影響。由于生物質(zhì)炭是堿性物質(zhì),對(duì)酸性土壤施入生物質(zhì)炭能夠改良土壤性質(zhì),提高微生物活性,從而促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化。從目前的研究結(jié)果來(lái)看,生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳的礦化存在多種影響結(jié)果,有促進(jìn)作用的,有抑制作用的,也有沒(méi)有影響的[33-35]。
Liang等[36]研究發(fā)現(xiàn)高溫制備的生物質(zhì)炭能夠抑制土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用?;ɡ虻萚37]研究發(fā)現(xiàn)高溫制備的生物質(zhì)炭具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積,對(duì)土壤中的活性有機(jī)物質(zhì)起到一定的吸附作用,從而降低了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化。王英惠等[38]在土壤中添加不同溫度制備的生物質(zhì)炭研究中發(fā)現(xiàn),隨著制備生物質(zhì)炭溫度的升高土壤有機(jī)碳礦化速率逐漸降低,土壤有機(jī)碳的含量增加,累計(jì)礦化量逐漸減少。以上研究結(jié)果表明,高溫制備的生物質(zhì)炭比低溫制備的生物質(zhì)炭更有利于土壤有機(jī)碳的封存。原因可能有:①在一定溫度范圍內(nèi),制備生物質(zhì)炭的溫度越高,土壤有機(jī)碳的半衰期越長(zhǎng)[17],從而減慢了土壤有機(jī)碳的礦化速率。②隨著制備生物質(zhì)炭溫度的升高,生物質(zhì)炭的芳香化結(jié)構(gòu)和致密性越高,生物質(zhì)炭的穩(wěn)定性就越強(qiáng)[39],而土壤有機(jī)碳礦化的部分來(lái)源于生物質(zhì)炭本身,所以高溫制備的生物質(zhì)炭更有利于降低土壤有機(jī)碳的礦化速率。③生物質(zhì)炭可以促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成,提高土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定性,從而降低土壤有機(jī)碳的礦化速率[40]??锍珂玫萚41]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)向紅壤水稻土中添加生物質(zhì)炭能夠降低土壤的呼吸強(qiáng)度,有機(jī)碳礦化率和累積礦化量。劉燕萍等[42]在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),對(duì)土壤施入生物質(zhì)炭,前期能夠促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化,后期則減緩了此過(guò)程。王蕾等[43]也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的試驗(yàn)結(jié)果。Hefa等[44]試驗(yàn)認(rèn)為生物質(zhì)炭含有豐富的孔隙結(jié)構(gòu),能夠吸附土壤中的有機(jī)質(zhì),減少微生物和土壤酶與土壤有機(jī)質(zhì)的接觸,從而降低了土壤有機(jī)碳的礦化。趙次嫻等[45]在水田和旱地土壤中添加生物質(zhì)炭研究發(fā)現(xiàn),添加生物質(zhì)炭對(duì)水田和旱地中的土壤有機(jī)碳的礦化都能起到抑制作用??滴觚埖萚31]試驗(yàn)研究結(jié)果表明,對(duì)旱地土壤添加生物質(zhì)炭能夠抑制土壤有機(jī)碳的礦化,并且隨著生物質(zhì)炭施入量的增加而增強(qiáng)。
但是,也有一些結(jié)果表明生物質(zhì)輸入對(duì)土壤有機(jī)碳礦化存在促進(jìn)作用或無(wú)顯著影響。Steinbeiss等[46]和Luo等[47]發(fā)現(xiàn)向土壤中添加生物質(zhì)炭能夠促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化。Wardle等[48]研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭本身含有的有機(jī)物質(zhì)增強(qiáng)了土壤微生物的活性,因而促進(jìn)了土壤有機(jī)碳的礦化。Farrell等[49]在試驗(yàn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)對(duì)土壤添加生物質(zhì)炭能夠促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化。但是也有不少研究結(jié)果表明,施入生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳礦化無(wú)顯著影響[50-52]。Hilscher等[53]發(fā)現(xiàn)對(duì)土壤添加由松木制備而成的生物質(zhì)炭沒(méi)有增加土壤有機(jī)碳的礦化速率,而添加牧草制備的生物質(zhì)炭則增強(qiáng)了土壤有機(jī)碳的礦化速率。王戰(zhàn)磊等[32]研究發(fā)現(xiàn)向板栗林中施入生物質(zhì)炭?jī)H在第1個(gè)月增加了CO2的排放和微生物碳和水溶性碳的含量,但對(duì)土壤CO2的年累積排放量并無(wú)影響。施入生物質(zhì)炭初期促進(jìn)土壤CO2排放速率的原因可能是生物質(zhì)炭本身含有一些易被分解的有機(jī)碳而被土壤中的微生物所分解,后期土壤呼吸速率降低的原因可能是生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的吸附作用,減少了土壤有機(jī)質(zhì)與微生物的接觸機(jī)會(huì),從而降低了土壤的呼吸速率[54]。Singh等[55]研究認(rèn)為,制備生物質(zhì)炭的溫度以及生物質(zhì)的差異,使得所制備生物質(zhì)炭的性質(zhì)有所不同,從而影響土壤有機(jī)碳的礦化。另外,生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳礦化速率的影響也會(huì)因土壤有機(jī)質(zhì)含量的不同而不同。一般情況下是對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量特別低的土壤產(chǎn)生抑制作用,中等含量的產(chǎn)生促進(jìn)作用,含量較高的也產(chǎn)生抑制作用[15]。
2 生物質(zhì)炭對(duì)土壤CO2通量的影響
從以往的研究來(lái)看,土壤施入生物質(zhì)炭對(duì)土壤CO2排放既有激發(fā)效應(yīng)又有抑制效應(yīng),或?qū)O2排放無(wú)顯著影響,這種影響效果會(huì)因生物質(zhì)炭類(lèi)型和施用劑量、制備方法以及土壤類(lèi)型等因素的不同而產(chǎn)生差異[56-58]。部分研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭的施入激發(fā)了土壤CO2的排放。如Luo等[47]研究了生物質(zhì)輸入對(duì)旱地土壤CO2排放的影響,發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭處理顯著增加土壤CO2排放。這可能與生物質(zhì)炭本身含有部分可溶性有機(jī)碳有關(guān),且這種可溶性有機(jī)碳的降解一般發(fā)生在添加生物質(zhì)炭36 h后[59]。Smith等[60]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)土壤添加生物質(zhì)炭會(huì)促進(jìn)土壤CO2的排放。Singh等[34]也得到了同樣的研究結(jié)果,但CO2的來(lái)源并不是生物質(zhì)炭本身的有機(jī)碳,而是其促進(jìn)了土壤原有有機(jī)碳的降解,并且這種促進(jìn)作用隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減弱。有部分研究發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)炭的施入抑制了土壤CO2的排放,如花莉等[19]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)向水稻土中施入生物質(zhì)炭能夠顯著降低CO2的排放,但是在不同施碳量間沒(méi)有顯著差異。Lu等[57]在河南封丘的旱地土壤中研究發(fā)現(xiàn),施加生物質(zhì)炭和氮肥可以顯著降低土壤CO2的排放速率。Karhu等[61]也發(fā)現(xiàn)向旱地土壤中添加生物質(zhì)炭能夠降低土壤CO2的排放。金素素[18]也得到了類(lèi)似的研究結(jié)果。但也有少量研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭的施入對(duì)土壤CO2的排放沒(méi)有顯著影響,如Yoo等[62]在豬糞生物質(zhì)炭輸入水稻田的研究中發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭施入水稻田后對(duì)土壤CO2排放沒(méi)有顯著影響。Zavalloni等[63]和Cheng等[64]在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),施入生物質(zhì)炭的土壤CO2排放與對(duì)照相比無(wú)明顯差異。Wang等[65]在竹葉及其生物質(zhì)炭輸入板栗人工林的研究中也發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)炭輸入對(duì)土壤CO2排放通量沒(méi)有顯著影響。
生物質(zhì)炭輸入能夠增加土壤CO2排放通量的原因可能是:①生物質(zhì)炭本身含有部分活性有機(jī)碳,在其施入土壤后使得土壤活性有機(jī)碳的濃度增加,從而促進(jìn)土壤CO2的排放[60]。②生物質(zhì)炭本身具有巨大的比表面積和孔隙度,且含有大量的營(yíng)養(yǎng)元素,因而槲⑸物的生長(zhǎng)提供了有力的生存環(huán)境,促進(jìn)了土壤CO2的排放[66-67]。③生物質(zhì)炭施入土壤后,能夠顯著提高土壤的pH、CEC值和土壤含水量,從而提高了土壤微生物的活性,促進(jìn)了土壤CO2的排放[68]。而生物質(zhì)炭施入能夠降低土壤CO2排放的原因可能有:①生物質(zhì)炭本身含有不利于土壤微生物生長(zhǎng)的物質(zhì),抑制了土壤微生物的活性,從而降低了土壤CO2排放[69];②生物質(zhì)炭本身具有巨大的比表面積和孔隙度,可能對(duì)土壤中的微生物和酶產(chǎn)生吸附作用,從而使其失去活性,降低了土壤CO2的排放[70];③生物質(zhì)炭能夠吸附土壤有機(jī)碳,隔絕了其與微生物的接觸,從而降低了土壤有機(jī)碳的分解[71];④生物質(zhì)炭施入土壤能夠促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成,特別是微團(tuán)聚體的形成,而微團(tuán)聚體具有更高的穩(wěn)定性,從而減少了土壤有機(jī)碳的分解,降低了土壤CO2的排放[54]。
3 展望
生物質(zhì)炭對(duì)土壤活性有機(jī)碳庫(kù)和CO2排放的影響因生物質(zhì)炭的種類(lèi)、施碳量、土壤類(lèi)型等條件的不同而不同。生物質(zhì)炭施入能夠增加土壤活性有機(jī)碳的含量,但隨著施入時(shí)間的推移影響效果并不明顯,生物質(zhì)炭還能夠增加土壤腐殖質(zhì)的含量,但其中具體的轉(zhuǎn)化機(jī)制并不清楚。生物質(zhì)炭對(duì)土壤有機(jī)碳的礦化和CO2的排放都存在激發(fā)、抑制、無(wú)影響三方面的作用。然而,目前對(duì)于生物質(zhì)炭與土壤腐殖質(zhì)之間的關(guān)系研究較少,也未曾對(duì)生物質(zhì)炭種類(lèi)和施用量對(duì)土壤碳庫(kù)動(dòng)態(tài)變化的影響作出探討。生物質(zhì)炭轉(zhuǎn)化為土壤腐殖質(zhì)的具體機(jī)制和對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)作用的微觀機(jī)理將是今后研究的重點(diǎn)。
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