第一章 生物质炭特性 1
引言 1
1.1生物质炭的定义 2
1.2生物质炭的理化特性 3
1.2.1生物质炭的物理特性 3
1.2.2生物质炭的化学特性 7
1.2.3生物质炭的微观结构特性 16
1.3生物质炭特性的影响因素 27
1.3.1制备原料对生物质炭特性的影响 27
1.3.2制备工艺类型对生物质炭特性的影响 30
1.3.3制备工艺参数对生物质炭特性的影响 31
1.4总结与展望 35
参考文献 37
第二章 生物质炭固碳效应 42
引言 42
2.1土壤生态系统生物质炭固碳潜力 42
2.1.1土壤生态系统的碳捕捉与封存 42
2.1.2生物质炭的固碳潜力 44
2.2土壤生物质炭稳定性机制 46
2.2.1内在结构的稳定性 46
2.2.2空间阻隔 46
2.2.3有机碳与矿物质表面相互作用 48
2.3生物质炭非生物氧化特性与生物氧化特性 49
2.3.1生物质炭的非生物氧化特性 49
2.3.2生物质炭的生物氧化特性 51
2.4影响生物质炭稳定性的因素 54
2.4.1生物质炭的特性 55
2.4.2土壤特性 57
2.4.3生物学因素 63
2.4.4环境条件 66
2.5生物质炭固碳效应的预测与评价 70
2.5.1生物质炭稳定性评价指标 71
2.5.2土壤生物质炭的定量方法 73
2.5.3生物质炭固碳效应的预测模型 78
2.6总结与展望 81
参考文献 83
第三章 生物质炭与土壤温室气体排放 90
引言 90
3.1全球气候变化与生物质炭 91
3.1.1全球气候变化 91
3.1.2土壤生态系统温室气体排放对全球气候变化的响应和反馈 96
3.1.3生物质炭固碳减排特性可为减缓全球气候变化做出的重要贡献 98
3.2生物质炭对土壤温室气体排放效应的影响 100
3.2.1整合分析（meta-analysis）方法 100
3.2.2生物质炭特性对土壤温室气体排放的影响 103
3.2.3土壤特性 129
3.2.4人为因素 134
3.3总结与展望 143
参考文献 145
第四章 生物质炭与土壤碳循环 151
引言 151
4.1生物质炭对土壤有机质的贡献机制 152
4.1.1土壤有机质的组成及其影响因素 152
4.1.2生物质炭对土壤有机质的直接贡献 153
4.1.3生物质炭迁移转化对土壤有机质的影响 157
4.1.4生物质炭改变土壤理化性质对土壤有机质的影响 157
4.1.5生物质炭对土壤腐殖质的影响 159
4.2生物质炭对土壤生物固碳作用的影响机制 166
4.2.1生物质炭对植物固碳作用的影响 166
4.2.2生物质炭对土壤微生物固碳作用的影响 168
4.2.3生物质炭对土壤动物的影响 173
4.3生物质炭对土壤有机质矿化作用的影响及其机制 173
4.3.1生物质炭对土壤有机质矿化作用的影响 173
4.3.2生物质炭对土壤有机质矿化作用的影响机制 174
4.4生物质炭对土壤甲烷排放的影响及其机制 180
4.4.1生物质炭对土壤甲烷排放的影响 180
4.4.2生物质炭对土壤产甲烷的影响 183
4.4.3生物质炭对土壤甲烷氧化作用的影响 188
4.4.4生物质炭对土壤甲烷传输的影响 191
4.5总结与展望 193
参考文献 195
第五章 生物质炭与土壤氮循环 205
引言 205
5.1生物质炭对土壤固氮作用的影响机制 205
5.1.1土壤固氮作用的影响因素 205
5.1.2生物质炭对土壤固氮作用的影响 207
5.1.3生物质炭对土壤固氮微生物的影响 208
5.2生物质炭对土壤硝化作用的影响机制 213
5.2.1生物质炭对土壤氨氧化作用的影响机制 213
5.2.2生物质炭对土壤亚硝酸氧化作用的影响机制 222
5.3生物质炭对土壤反硝化作用的影响机制 225
5.3.1土壤反硝化作用的影响因素 225
5.3.2生物质炭对土壤反硝化作用的影响 227
5.3.3生物质炭对土壤反硝化微生物的影响 228
5.4生物质炭对土壤N2O减排效应的影响机制 233
5.4.1生物质炭对土壤N2O排放量的影响 233
5.4.2生物质炭对土壤N2O减排效应的作用机制 233
5.5总结与展望 239
参考文献 240
第六章 生物质炭与土壤质量 246
引言 246
6.1生物质炭对土壤物理特性的影响 247
6.1.1土壤物理特性与土壤质量 247
6.1.2生物质炭对土壤容重的影响 247
6.1.3生物质炭对土壤孔隙度和通气性的影响 247
6.1.4生物质炭输入对土壤水分的影响 248
6.1.5生物质炭输入对土壤电磁物理特性的影响 249
6.1.6 生物质炭输入对土壤颜色和温度的影响 250
6.1.7生物质炭输入对土壤团聚休的影响 251
6.2生物质炭对土壤化学特性的影响 252
6.2.1 土壤化学特性与土壤质量 252
6.2.2生物质炭对土壤酸碱性的影响 252
6.2.3 生物质炭对土壤阳离子交换量的影响 253
6.2.4生物质炭对土壤养分元素的影响 256
6.2.5 生物质炭输入对土壤有机质的影响 264
6.3生物质炭对土壤生物学特性的影响 269
6.3.1土壤生物学特性与土壤质量 269
6.3.2生物质炭输入对土壤微生物的影响 270
6.3.3生物质炭输入对土壤动物的影响 277
6.4生物质炭对作物生长发育的影响 279
6.4.1生物质炭输入对作物养分吸收的影响 279
6.4.2生物质炭输入对作物生长发育的影响 280
6.4.3生物质炭添加对作物产量的影响 282
6.5总结与展望 287
参考文献 289
第七章 生物质炭与土壤氮磷流失控制 298
引言 298
7.1生物质炭对土壤养分的吸附作用 299
7.1.1生物质炭对土壤吸附性能的影响 299
7.1.2生物质炭吸附特性对土壤养分的影响 299
7.2生物质炭对土壤氮磷物质转化的影响 302
7.2.1生物质炭的养分含量 303
7.2.2生物质炭对土壤氮元素转化的影响 306
7.2.3生物质炭对土壤磷素转化的影响 308
7.3生物质炭对土壤氮磷养分淋溶的影响 316
7.3.1影响土壤养分淋溶的一般因素 316
7.3.2生物质炭影响土壤氮磷淋溶的内在因素 318
7.3.3生物质炭影响土壤氮磷淋溶的外在因素 320
7.3.4生物质炭对土壤氮磷淋溶的潜在影响机制 327
7.4炭基缓释肥与土壤氮磷流失控制 328
7.4.1炭基缓释肥的制备及缓释效果 329
7.4.2炭基缓释肥对作物产量的促进作用 332
7.4.3炭基缓释肥对土壤养分流失的控制作用 334
7.4.4炭基缓释肥的效益 335
7.5总结与展望 338
参考文献 340
第八章 生物质炭与土壤污染防治 349
引言 349
8.1生物质炭对土壤有机污染物的影响 350
8.1.1土壤有机污染物污染现状 350
8.1.2生物质炭对土壤吸附固定有机污染物的影响 351
8.1.3老化过程对生物质炭吸附固定土壤有机污染物的影响 356
8.1.4生物质炭增强土壤对有机污染物的降解作用 358
8.1.5生物质炭对土壤有机污染物的吸附降解机制 359
8.2生物质炭对土壤中残留农药的影响 361
8.2.1土壤残留农药现状 361
8.2.2生物质炭对土壤残留农药环境归趋的影响 362
8.2.3生物质炭对土壤残留农药归趋的影响因素 367
8.2.4 生物质炭对土壤中残留农药生物有效性的影响 370
8.3生物质炭对土壤重金属的影响 372
8.3.1土壤重金属污染现状 372
8.3.2生物质炭对土壤中重金属化学形态的影响 372
8.3.3生物质炭对土壤中重金属迁移性的影响 376
8.3.4生物质炭对土壤中重金属生物有效性的影响 384
8.3.5生物质炭对土壤重金属生物有效性影响的作用机制 390
8.4总结与展望 392
参考文献 393
第九章 生物质炭的潜在环境风险 404
引言 404
9.1生物质炭制备过程的潜在环境风险 404
9.1.1生物质炭制备工艺类型及其潜在风险 405
9.1.2生物质炭制备过程污染物的潜在环境风险 406
9.2生物质炭施用过程的潜在环境风险 419
9.2.1生物质炭施用对大气环境的影响 419
9.2.2生物质炭输入对土壤环境质量的潜在负面影响 426
9.2.3生物质炭对水体环境的潜在风险 444
9.3生物质炭经济性分析——以水稻秸秆生物质炭为例 445
9.4总结与展望 450
参考文献 452