林火燃烧产生的大量烟气及颗粒物对大气环境、生态系统及人类健康有重要影响,揭示森林可燃物在不同燃烧状态下释放烟气颗粒物的主要成分对评价林火对生态环境影响具有重要意义.本研究以福建4种主要乔木树种(杉木、马尾松、大叶桉和樟树)凋落物(枝、叶)为样本,采用自主设计的生物质燃烧模拟系统,结合烟气、颗粒物分析仪,离子色谱仪和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别测定燃烧烟气的主要成分(CO、CO_2、NO_x、C_xH_y)及其排放因子,测定颗粒物中水溶性离子(K~+、Ca~(2+)、F~-、Cl~-等10种)及主要元素(Al、As、B等11种)的排放因子.结果表明:(1)不同树木凋落物在阴燃状态下CO、C_xH_y、PM_(2.5)排放强度及水溶性离子均高于明燃,而CO_2和NO_x排放强度则在明燃状态下较高;(2)4种林木凋落物阴燃与明燃状态下产生PM_(2.5)排放因子范围分别为12.41～35.84、6.86～30.15 g·kg~(-1);(3)颗粒物中不同离子含量均为阴燃高于明燃,其中K~+和Cl~-以KCl的形式析出,是水溶性离子的主要成分,分别占总水溶性离子的28.6%和17.6%.凋落物燃烧产生Zn、As和Ba是PM_(2.5)中无机元素的主要组分,分别占总元素含量的50.86%、14.63%和6.86%.

【目的】气候变暖带来的环境问题越来越突出，含碳气体排放量增加是温室效应的主要原因，而森林火灾排放含碳气体仅次于化石燃料燃烧，是全球变暖的重要因素，为了实现定量探究森林火灾对气候变暖的影响，需要准确估算森林火灾含碳气体的排放量。【方法】以大兴安岭6种主要乔木的枝和叶为研究对象，通过室内燃烧试验的方法，利用Testo350烟气分析仪测定其在燃烧过程中含碳气体的排放量，分析不同可燃物排放气体差异性，并计算可燃物的排放因子和修正燃烧效率。【结果】1)燃烧过程中6种乔木枝、叶燃烧含碳气体(CO、CO_2、C_xH_y)排放量的平均值枝为2 406.18、18 486、184.88 mg·dm~(-3)；叶为2 297.43、20 548.6、166.27 mg·dm~(-3);2)6种乔木枝的CO_2气体排放量差异不显著，樟子松叶的CO_2排放量显著低于其余5种乔木，剩余5种乔木差异不显著。6种乔木枝和叶的CO、C_xH_y排放量差异显著；3)6种乔木枝、叶含碳气体的排放因子(EFi)范围分别为CO(118.97～195.00)、CO_2(1 290.12～1 672.50)、C_xH_y(8.10～17.32)g·kg~(-1);4)叶的修正燃烧效率(MCE)：针叶乔木叶，而同种阔叶乔木的修正燃烧效率(MCE)：枝<叶。【结论】根据气体排放量计算了不同气体的排放因子，利用排放因子可对大兴安岭森林火灾排放的含炭气体进行估算；修正燃烧效率结果能定量反映出本文在实验条件下可燃物都达到了明然状态，修正燃烧效率越低产生的不完全燃烧产物就越多；修正燃烧效率结果说明了针叶乔木叶相对于阔叶乔木叶燃烧不充分，针叶乔木叶燃烧产生的CO量多；研究结果将对估计大兴安岭森林火灾含碳气体排放总量和其对环境的影响提供一定的理论依据。

【目的】探究杉木人工林枯落物在不同燃烧状态时的气态及颗粒态污染物排放特征,并提取、测定细颗粒物(PM_(2.5))污染物的化学成分,揭示林火及林地清理等对杉木枯落物分解、养分循环和大气环境的影响。【方法】分别以杉木人工林枯落物中的叶、枝、皮、干4种主要组分为研究对象,运用自主设计的生物质模拟燃烧系统,采用室内模拟燃烧试验,分析阴燃和明燃2种不同燃烧状态不同枯落物组分释放的气态污染物和PM_(2.5)特征及差异。采用德国Elementar元素分析仪,测定PM_(2.5)中的碳质成分;采用超声提取-离子色谱和ICP/MS技术,测定PM_(2.5)中的水溶性离子和水溶性无机元素。【结果】基于杉木枯落物燃烧时的实时测定,CO_2、CO、NO_x、C_xH_y、PM_(2.5)的排放因子(EF,单位质量燃料在燃烧后产生的污染物质量)变化范围在阴燃条件下分别是1 001.4～1 364.5、202.3～358.8、0.53～3.09、23.17～53.07、5.11～38.37 g·kg~(-1),而明燃时分别为1 092.4～1 520.7、115.1～242.6、0.16～1.96、1.21～41.50、2.58～21.07 g·kg~(-1)。此外,提取测定PM_(2.5)成分的结果表明,颗粒物主要由碳质组分、水溶性离子及少量水溶性无机元素等组成。其中碳质组分含量最大,占50%以上,有机碳(OC)和元素碳(EC)平均质量分数分别为43.29%和12.91%; PM_(2.5)中测定出6种阳离子(Li~+、Na~+、NH~+_4、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+))和5种阴离子(F~-、Cl~-、NO_2~-、SO_4~(2-)、NO~-_3),总水溶性离子占10%～33%,阴燃以Cl~-、K~+、Ca~(2+)、SO_4~(2-)为主要组分,明燃以K~+、Cl~-、SO_4~(2-)、Na~+为主; PM_(2.5)中提取测定出16种无机元素,分别为K、Ca、Na、Mg、P、Zn、Al、Cu、As、Ba、Cr、Fe、Mn、Cd、Li、Pb,含量极少,仅占PM_(2.5)的0.04%～0.58%,其中K、Ca、Na、Mg、P、Zn为主要元素成分,占总无机元素的96.8%～98.8%。【结论】在不同燃烧状态下,杉木枯落物释放各污染物的排放因子存在显著差异,除CO_2外的其他污染物排放因子在阴燃时显著高于明燃;在同一燃烧状态时,杉木枯落物不同组分的CO、CO_2、NO_x、C_xH_y和PM_(2.5)等污染物的排放因子也存在显著差异。杉木枯落物燃烧排放的PM_(2.5)主要由碳质组分、水溶性离子及少量无机元素等成分组成,阴燃时的各成分排放因子整体表现为高于明燃时。

研究凋落叶厚度、凋落叶类型和播种位置对4种冠层乔木香樟、栲树、喜树和罗浮柿种子萌发的影响,探讨竹类凋落叶对森林更新影响的程度。结果表明:凋落叶上方和下方播种对4种乔木树种种子的最终萌发率和幼苗发生率均产生显著影响,而凋落叶厚度和凋落叶类型对4个树种种子萌发状况的影响不同。播种在凋落叶上方的种子萌发率都很低甚至萌发失败,而播种在凋落叶下方的种子萌发率较高。竹类凋落叶下方种子的萌发速率高于乔木凋落叶下方种子,但是竹类凋落叶下方的出苗速率和最终出苗率低于乔木凋落叶下方。研究表明:竹类凋落叶覆盖不利于乔木幼苗存活,且对落叶树种的影响更明显,从而会降低森林的物种多样性,进而影响森林的结构和动态。

【目的】探讨我国寒温带地区不同树种不同径级根系分解及碳、氮养分释放特征，为了解我国寒温带地区乔木树种根系分解和碳、氮养分循环提供科学参考。【方法】在2020年8月-2021年8月采用网袋分解法，连续1年对我国大兴安岭地区主要乔木树种白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松的（细根（≤2 mm）、中根（2～5 mm）和粗根（5～10 mm））的分解速率及碳、氮元素动态进行研究。【结果】（1）分解1年后，白桦、山杨、兴安落叶松和樟子松各径级根系年分解率分别波动在（29.75%～39.92%）、（33.90%～39.45%）、（22.08%～28.80%）和（22.62%～33.75%）之间，且不同径级间根系分解率表现为细根>中根>粗根，白桦和山杨高于兴安落叶松和樟子松，且分解初期（0～61 d）分解速率较高，243～365 d分解速率较低。（2）利用Olson指数衰减模型计算各树种根系年分解系数k发现：同一树种根系年分解系数均随直径增大而减小，白桦细根分解系数最高，为0.508 5。同一径级不同树种间，白桦和山杨根系年分解系数显著高于兴安落叶松和樟子松，且樟子松中根和粗根年分解系数仅为山杨的50%左右。（3）不同分解时期，4个树种各径级根系碳和氮表现出不同程度的释放或富集，碳和氮释放率均在分解初期（0～61 d）表现为最大，碳释放率在分解243～273 d时较小，分解304～365 d时氮富集较多。分解1年时间，4个树种各径级根系均表现为碳和氮的释放，释放率分别在（18.68%～34.21%）和（14.90%～28.92%）之间，且白桦和山杨碳和氮的释放率高于兴安落叶松和樟子松，细根碳释放率最大，而中根和粗根氮释放率相对较高。【结论】不同树种、不同径级根系在不同分解时期分解速率及碳、氮养分释放率存在较大差异，白桦和山杨分解速率及碳、氮释放率均高于兴安落叶松和樟子松。

为了研究帽儿山地区主要乔木树种的燃烧性质,在对8个乔木树种苯-醇抽提物、木素、综纤维素及燃烧速度、绝干含水率等理化性质测定分析基础上,结合其生物学与生态学特征赋值,应用主成分分析法对其燃烧性进行了综合分析。结果表明:8个树种燃烧性大小为红皮云杉>樟子松>山杨>红松>落叶松>胡桃楸>黄波罗>水曲柳;水曲柳燃烧性最弱,抗火能力最强,适合作帽儿山地区的防火树种。

【目的】对我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性的研究，可为了解含碳气体和颗粒物对大气环境和全球碳循环的影响提供科学依据。【方法】本研究运用自主设计的生物质燃烧系统，模拟东北林区、南方林区和西南林区共19种典型乔木树种枝、叶燃烧，分析不同树种、不同树种类型及不同林区的含碳气体（CO_2、CO和C_(x)H_y）、颗粒物排放（PM_(2.5)）和颗粒物中碳质组分（元素碳EC和有机碳OC）之间的排放因子差异。【结果】（1)CO_2、CO、EC、OC、PM_(2.5)排放因子最高的树种均为马尾松，分别为（1588.00±104.43)g/kg、（324.80±11.60)g/kg、（28.45±4.12)g/kg、（3.42±0.58)g/kg和（12.03±1.46)g/kg，且树种间枝与叶排放因子有明显差异。（2）不同林区中，针叶树种的含碳物质排放因子普遍高于阔叶树，且针叶树的含碳物质排放因子占比高于阔叶树。（3）不同林区树种平均排放因子均存在显著性差异，其中南方林区CO_2、CO、EC、OC的平均排放因子最高，分别为（1 344.49±61.18)g/kg、（259.40±14.54)g/kg、（2.18±0.41)g/kg和（7.96±0.98)g/kg。【结论】本研究揭示了我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性，有利于精准研究林火对区域碳循环影响及大范围碳排放估算。

以北京地区的17种主要乔木树种为研究对象,利用主成分分析法对影响树种抗火性的4项理化性质指标(绝对含水率、热值、灰分含量、抽提物含量)和9项生物学及生态学指标(物候期、树冠浓密度、叶子特征、树皮状况、萌芽力、幼年生长速度、自然整枝度、地被物结构和林分卫生状况)进行了分析,并对各树种抗火性进行了综合评价。结果表明:17种乔木的抗火性能由强到弱依次是榆树、栾树、暴马丁香、柳树、核桃楸、刺槐、杨树、糠椴、黑桦、小叶朴、山杏、元宝枫、辽东栎、白梨、华山松、华北落叶松、油松。其中,榆树、栾树、暴马丁香、柳树和核桃楸的抗火性较强;油松、华北落叶松、华山松、白梨、辽东栎和元宝枫的抗火性较弱;而刺槐、杨树、糠...

为选择吸附颗粒物能力强的绿化树种修复大气颗粒物污染，以北京市西直门交通枢纽的１６种常见绿化树种为材料，利用扫描电镜观察叶片表面的微观形貌和颗粒物的形态，并用Ｉｍａｇｅ Ｊ软件对颗粒物的粒径分布进行统计。研究发现，１６种树叶表面形貌差异较大，阔叶树种叶片上表面形态比较复杂，有沟槽、褶皱、绒毛和蜡质等，下表面主要有气孔、腺毛、绒毛等，形态相对较单一。针叶树种叶表面形态相对简单，有少量褶皱，但是叶表面分泌大量油脂。叶片表面附着的大部分颗粒物表面粗糙且形态不规则，粒径小于２．５μｍ的颗粒物在３种粒径中占比最大。通过扫描电镜Ｘ射线能谱仪对颗粒物的元素进行分析发现，组成颗粒物的元素主要有Ｃ、Ｎ、Ｏ、ＳＩ、．．．

根据南方主要薪炭树种的生物量、热值进行聚类分析,并结合生物生态学特性及种植推广情况进行综合评价,然后筛选出杨树、柳树、马尾松、杉木、湿地松等5种生长快、产量高、热值高、种植广泛、适合南方发展的优良薪炭能源树种。根据瑞典的生物质颗粒分类标准(SS187120)对5种薪炭林树种制成的木质颗粒燃料进行燃烧特性分析,结果发现对应的木质颗粒在水分、热值、净密度等特性方面已达到国际水平,但是5种木质颗粒燃料燃烧后,灰分值均高于SS187120的参考值,除杉木外其他颗粒均属于可熔性灰,因此在燃烧过程中容易结渣。

【目的】深入了解不同树种叶片的颗粒物（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ，ＰＭ）滞纳能力在降水事件中的恢复特征。【方法】对颗粒物滞纳量达到饱和状态的核桃、刺槐、加拿大杨和银杏４个树种的叶片进行模拟降雨处理，降雨量设置为０，０．６６，１．３２，１．９８和２．６４ＭＭ，测定并计算单位面积叶片粒径２．０～８．０μＭ的颗粒物（ＰＭ２．０～８．０）和粒径小于２．０μＭ的颗粒物（ＰＭ２．０）的洗脱率，并观察叶片的微观结构，分析其对颗粒物洗脱作用的影响。【结果】单位面积叶片颗粒物饱和滞纳量最大的是核桃，其对ＰＭ２．０～８．０、ＰＭ２．０的饱和滞纳量分别为（３７．０５±２．５４）和（５．３０±０．７４）μｇ．．．

【目的】分析沉香主要成分在燃烧过程中的挥发或裂解方式 ，比较国产、惠安系和星洲系3个产区沉香燃烧释放的挥发性和半挥发性成分组成及差异，确认对沉香燃烧香气有贡献的气味活性化合物及其来源，解释沉香燃烧气味形成原因，为沉香产地识别和香气品质评价提供科学依据。【方法】采用水蒸馏和乙醇提取沉淀方法分离沉香树脂部分中倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类（PECs）特征成分，应用热重（TG）分析倍半萜类、PECs化合物和木材部分的热质量损失模式，使用静态顶空气相色谱质谱联用（HS-GC-MS）分析不同产区沉香燃烧烟气中的挥发性成分并确认气味活性化合物，利用主成分分析（PCA）分析3个产区沉香燃烧释放的挥发性成分差异，收集燃烧沉香产生的烟尘，运用液相质谱（LC-MS/MS）联用分析其中PECs成分组成，采用HS-GC-MS分析加热后的PECs标准品，探究沉香中PECs化合物裂解机制及其对燃烧气味的影响。【结果】1）沉香中的倍半萜类化合物在200 ℃以内完全挥发，PECs化合物质量在150～350 ℃缓慢降低，木材在250 ℃以上迅速燃烧。2）沉香燃烧释放的挥发性成分主要为芳香族和倍半萜类化合物，其中芳香族化合物种类和含量明显增加，为沉香燃烧气体提供辛、甜、杏仁、花香等丰富的气味；国产沉香中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3，4-二甲氧基苯酚、乙酰丁香酚等7种化合物释放量与样品乙醇提取物含量负相关，这些化合物主要为沉香燃烧烟气提供烟熏、粉尘和木材气味。3）倍半萜类关键香气化合物桉油烯醇、cis-桉叶-6-烯 -11-醇、愈创木醇的相对含量在国产沉香中最高，惠安系沉香中次之，星洲系沉香中最低。4）沉香燃烧烟尘中含有多种Flidersia型 2-(2-苯乙基)色酮类（FTPECs）化合物，但未检测到四氢2-(2-苯乙基)色酮类（THPECs）化合物。沉香四醇裂解释放苄基丙酮和苯甲醛，2-(2-苯乙基)色酮高温裂解不仅生成苯甲醛、苯乙醇等6种芳香族化合物，还能挥发进入空气。【结论】沉香的主要成分倍半萜类、PECs化合物和木材燃烧过程中热质量损失模式不同，倍半萜类化合物直接挥发进入空气，PECs化合物和木材裂解生成多种芳香族化合物，这些化合物具有多种气味，对沉香燃烧香气有重要影响。不同产区沉香燃烧后释放的化学成分存在一定差异，星洲系与惠安系和国产沉香差异较大。高温下不同种类PECs裂解生成芳香族化合物种类和含量不同，FTPECs可部分挥发进入空气中。

在黑龙江省大兴安岭森林火灾时空格局研究的基础上,通过野外调查采样和室内试验分析相结合的方法研究主要乔木树种1980—1999年间的碳释放量。结果表明:1)大兴安岭林区20a间各林型过火面积分别为:兴安落叶松林437947.34hm2,樟子松林20938.70hm2,针阔混交林142526.95hm2,白桦林168531.57hm2,蒙古栎林1374.97hm2。2)通过MultiC/N3000测定得出各树种地上部分含碳率平均数值,兴安落叶松为42.34%,樟子松为41.20%,白桦为42.01%,山杨为39.21%,蒙古栎为39.79%,2种针叶树平均含碳率为41.77%,3种阔叶树种林分平均...

【目的】研究落叶松属不同树种凋落物分解及养分释放动态特征，揭示凋落物分解与养分释放规律，对深入探究森林生态系统物质循环过程意义重大，为落叶松人工林的经营管理提供科学依据。【方法】以同一生境下4种40年生的落叶松人工林(兴安落叶松、华北落叶松、日本落叶松和长白落叶松)为研究对象，采用凋落物网袋法进行分解实验。基于不同分解阶段，称量凋落物残留质量，测定凋落物中主要元素(C、N和P)和难降解成分(木质素、纤维素和缩合单宁)的含量，进而计算凋落物整体残留率、各分解阶段的质量损失率和养分释放率，建立Olson指数分解模型，分析树种间的差异。Pearson相关性分析和主成分分析分别明确凋落物质量损失率与初始基质质量和养分释放率的关系。【结果】分解到90 d，日本落叶松林凋落物质量损失率显著高于华北落叶松林(P<0.05)，质量损失贡献率最大，且其木质素和纤维素释放率显著高于长白落叶松林(P<0.05)。凋落物质量损失率与初始C∶N比值呈显著负相关。分解90～360 d，华北落叶松林凋落物质量损失率最高，质量损失贡献率最大，且其木质素释放率显著高于长白落叶松林(P<0.05)。凋落物质量损失率与初始木质素含量和Lignin∶N比值呈极显著负相关，与N和木质素释放率呈较强正相关。分解360～450 d，长白落叶松林凋落物P和木质素释放率最高，缩合单宁释放率最低。兴安落叶松林凋落物纤维素和缩合单宁释放率显著高于其他3个树种(P<0.05)。凋落物质量损失率与C和纤维素释放率呈较强正相关，与P释放率呈较强负相关。4种落叶松人工林凋落物C、N元素、木质素和缩合单宁呈直接释放模式；P元素呈淋溶-富集-释放模式；纤维素呈淋溶-富集模式。【结论】凋落物初始N、木质素含量和C∶N比值及难降解成分释放率是影响其分解的重要因素。兴安落叶松林凋落物分解最快，加快了养分循环，而华北落叶松林凋落物分解最慢，减缓了养分循环。这对落叶松属不同树种人工林的经营管理具有重要意义。

研究太行山低山丘陵区退化生境上侧柏Platycladus orientalis,臭椿Ailanthus altissima,赞皇大枣Ziziphus jujubavar.inermis和刺槐Robinia pseudoacacia的光合日进程变化特征。结果表明:赞皇大枣的光合日变化类型属于左偏单峰型;其他树种光合生理代谢进程所属类型出现分异现象,表现为侧柏的光合速率属于左偏单峰型,气孔导度和蒸腾速率属于双峰型,刺槐光合速率和蒸腾速率属于单峰型,气孔导度属于左偏单峰型。侧柏、臭椿和刺槐的Fv/Fm谷值出现在13:00,赞皇大枣的Fv/Fm在10:00~13:00出现谷底;刺槐在傍晚时Fv/Fm恢...