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纤维素高效降解菌对森林地表可燃物的野外降解

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东北林业大学学报 2020年第8期48卷 61-65页

作者：孙思琦樊晓亮宁吉彬邸雪颖杨光森林生态系统可持续经营教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040 河北雾灵山国家级自然保护区管理中心

采用纤维素高效降解真菌Peniophoraintranata和Sarocladiumstrictum分别制备单一菌剂(菌剂A、B)以及二者混合菌剂(菌剂C),分3种剂量对胡桃楸、兴安落叶松及胡桃楸×兴安落叶松混交3种不同地表可燃物基质进行喷洒,每月取样,测定基质失质... 详细信息

采用纤维素高效降解真菌Peniophoraintranata和Sarocladiumstrictum分别制备单一菌剂(菌剂A、B)以及二者混合菌剂(菌剂C),分3种剂量对胡桃楸、兴安落叶松及胡桃楸×兴安落叶松混交3种不同地表可燃物基质进行喷洒,每月取样,测定基质失质量以及综纤维素降解动态,并分析施加不同菌剂和不同剂量对可燃物基质综纤维素降解率的影响。结果表明:①施加菌剂的3种基质综纤维素降解效果均优于对照组,对于施加同种剂型的可燃物,不同剂量使可燃物基质综纤维素降解率由高到低排序为高浓度、中浓度、低浓度、对照;②3种可燃物基质综纤维素呈现出相同的降解规律,降解率由高到低表现为菌剂C、菌剂B、菌剂A、对照,即混合菌剂降解效果优于单一菌剂;③胡桃楸、兴安落叶松、混交基质综纤维素降解率与其减少质量均呈正相关,且相关关系达到显著水平(α=0.01),一元线性回归拟合优度分别为86.96%、95.75%、90.97%。综合以上结果可以得出,混合菌剂降解可燃物综纤维素的能力更强,且可燃物综纤维素降解率与可燃物载量密切相关,野外喷洒该菌剂能够有效降低森林地表可燃物载量,从而达到降低森林火险、预防森林火灾发生的目的。

关键词：纤维素真菌野外降解森林地表可燃物

木质素降解真菌的筛选及其对森林地表可燃物的降解效果

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中南林业科技大学学报 2021年第1期41卷 29-36页

作者：孙思琦瓮岳太邸雪颖刘雪峰杨光东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150040 东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

【目的】筛选帽儿山人工林地表可燃物中的木质素降解真菌,探究木质素降解菌对不同森林地表可燃物的分解效果,以期找到能够有效降解森林可燃物的真菌菌种,为应用生物降解方法降低森林地表可燃物载量从而降低森林火灾发生概率与森林火险... 详细信息

【目的】筛选帽儿山人工林地表可燃物中的木质素降解真菌,探究木质素降解菌对不同森林地表可燃物的分解效果,以期找到能够有效降解森林可燃物的真菌菌种,为应用生物降解方法降低森林地表可燃物载量从而降低森林火灾发生概率与森林火险指数提供理论依据和基础数据。【方法】采集东北林业大学帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站的落叶松、胡桃楸、水曲柳纯林与胡桃楸-落叶松、水曲柳-落叶松混交林内的凋落叶,采用添加抗生素的麦芽浸粉(MEA)培养基进行真菌的分离培养,之后采用愈创木酚平板显色法进行初筛,根据测定菌株的显色情况及菌落圈与显色圈比值筛选高活性木质素降解酶菌株,复筛利用苯胺蓝平板脱色法对菌株木质素氧化酶系进行定性测定,对2次筛选获得的菌株进行形态学及分子鉴定,然后以胡桃楸、水曲柳、落叶松3种可燃物样品作为分解基质,接入木质素降解菌单一及混合菌液,于28℃恒温培养7 d,分别测定经培养后基质中的木质素含量,分析木质素分解规律。【结果】由MEA培养基筛选出的9株真菌有5株在PDA-愈创木酚培养基上发生了显色反应,且菌株B6和Y3的R/r 地表可燃物样品降解试验结果显示,经单一菌液与两者混合菌液培养后,样品中木质素含量均有下降,且经混合菌液处理后的3种可燃物基质表现出相对较好的降解效果;3种基质降解率从高到低依次为水曲柳>胡桃楸>落叶松;菌种Y3对木质素的降解效果较菌种B6好。【结论】混合菌液对可燃物中木质素的分解能力较单一菌液强;菌株B6和Y3之间无拮抗作用,混合后产生协同效应,使木质素降解酶系活力提高,从而可提高木质素降解率;菌种Y3降解能力强于B6;可燃物样品中木质素降解效果因基质不同而存在差异,阔叶可燃物比针叶可燃物易分解。经筛选出的木质素降解菌能有效降解可燃物中的木质素,可在一定程度上减少森林地表可燃物载量,从而降低森林火灾风险。

关键词：木质素降解真菌森林地表可燃物人工林

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森林地表可燃物燃烧性评价概述

西藏科技 2023年第2期 22-27页

作者：范海英金增涛普布顿珠燕金洪邢震西藏农牧学院资源与环境学院西藏林芝860000 西藏自治区林业调查规划研究院西藏拉萨850000

森林火灾是一种突然性和破坏性极强的灾害,造成森林资源损失、人员伤亡和财产损失,处置扑救极为困难,严重威胁社会安全。森林地表可燃物是森林火灾发生的必要条件,也是火灾传播蔓延的物质基础。森林地表可燃物燃烧性是判断火灾发生的可... 详细信息

森林火灾是一种突然性和破坏性极强的灾害,造成森林资源损失、人员伤亡和财产损失,处置扑救极为困难,严重威胁社会安全。森林地表可燃物是森林火灾发生的必要条件,也是火灾传播蔓延的物质基础。森林地表可燃物燃烧性是判断火灾发生的可能性、火险大小和危害性大小的主要依据,由于森林地表可燃物的燃烧性与可燃物自身的理化性质密切相关,同时也会受到气候环境特点的影响。通过查阅国内外有关森林地表可燃物燃烧性评价的文献,文章从森林地表可燃物燃烧性、研究现状、评价原理、存在的问题与展望方面和角度综述森林地表可燃物燃烧性评价,介绍了基于理化性质、热分析和锥形量热仪的燃烧性评价,并对今后的进一步研究工作提出展望。

关键词：森林火灾森林地表可燃物燃烧性评价

华南地区森林地表可燃物火蔓延速度特性的实验研究

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消防科学与技术 2022年第6期41卷 832-835页

作者：冯俊伟全国博士后创新(江门)示范中心新会分中心广东江门529100

华南地区植被丰富,人类活动频繁,一旦发生森林火灾,后果严重。为探究华南地区森林地表可燃物种类和燃料床特性对火蔓延速度的影响规律,给扑救森林火灾提供参考数据,通过实地采样与室内燃料床火蔓延速度测量实验,定量分析了森林地表可燃... 详细信息

华南地区植被丰富,人类活动频繁,一旦发生森林火灾,后果严重。为探究华南地区森林地表可燃物种类和燃料床特性对火蔓延速度的影响规律,给扑救森林火灾提供参考数据,通过实地采样与室内燃料床火蔓延速度测量实验,定量分析了森林地表可燃物火蔓延速度特性。实验结果表明,桉树叶燃料床在5种燃料床中蔓延速度最快,加上其在该地区的种植情况,具有较高的火灾危险性。得到了桉树叶燃料床特性对火蔓延速度影响的规律,发现含水率开始增加阶段,蔓延速度衰减很少,含水率超过14%后,蔓延速度快速衰减,到18%后蔓延速度衰减再次减少;蔓延速度与厚度成幂函数关系,厚度增加使蔓延速度增加;堆积密度、宽度对火蔓延速度影响不大。

关键词：华南地区森林地表可燃物火蔓延速度燃料床

武夷山国家公园内4种森林类型地表可燃物热值特征比较

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1385-1391页

作者：李颖严思晓张秀芳王李睿何东进游巍斌福建农林大学林学院福州350002 福建农林大学金山学院福州350002

森林可燃物是森林火灾燃烧的物质载体和必要条件.以武夷山国家公园4种森林类型中的7种林分下地表可燃物为研究对象,分析地表可燃物热值特征及其内部差异.结果表明:4种森林类型地表可燃物热值在阳坡和阴坡上多数无显著差异(P> 0.05),不... 详细信息

森林可燃物是森林火灾燃烧的物质载体和必要条件.以武夷山国家公园4种森林类型中的7种林分下地表可燃物为研究对象,分析地表可燃物热值特征及其内部差异.结果表明:4种森林类型地表可燃物热值在阳坡和阴坡上多数无显著差异(P> 0.05),不同龄级马尾松林活地表可燃物、阔叶林死地表可燃物和马尾松近成熟林10 h时滞可燃物(10hr)在阳坡和阴坡存在显著差异(P 森林类型下活地表可燃物和死地表可燃物之间的热值多数差异显著,同一大类地表可燃物内部差异不显著(除毛竹林外).地表可燃物在7种林分间热值存在差异,活地表可燃物(17.95-19.87k J/g)和死地表可燃物(18.09-20.09k J/g)热值较高.马尾松林不同演替阶段,10hr无显著差异,灌木、草本和1hr在不同演替阶段存在显著差异.马尾松幼龄林和马尾松中龄林热值高灰分低;毛竹林、马尾松成过熟林热值低灰分高.可见地表可燃物热值受地形、林分、林龄等因素的综合影响,结果可为该区域森林林火模型构建和森林可燃物精准管理提供参考.

关键词：热值森林地表可燃物灰分含量武夷山

帽儿山地区区种典型树种凋落叶片生物炭碳组分与理化性质探究

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帽儿山地区区种典型树种凋落叶片生物炭碳组分与理化性质探究

作者：王立轩东北林业大学

学位级别：硕士

森林火灾对东北林区乃至整个北方森林碳汇功能产生严重威胁,降低地表可燃物载量是预防森林火灾发生的重要途径。作为生物质在限氧条件下热解生成的高稳定性富碳材料,生物炭表现出良好的土壤改良、净化和固碳能力。面向我国土壤污染现状... 详细信息

森林火灾对东北林区乃至整个北方森林碳汇功能产生严重威胁,降低地表可燃物载量是预防森林火灾发生的重要途径。作为生物质在限氧条件下热解生成的高稳定性富碳材料,生物炭表现出良好的土壤改良、净化和固碳能力。面向我国土壤污染现状和对生物质土壤改良剂、污染物吸附剂的迫切需求、从森林角度积极响应我国碳中和战略,本研究通过慢速热解法使用帽儿山地区四种典型树种兴安落叶松（Larix gmelini）、樟子松（Pinus sylvestris）、蒙古栎（Quercus mongolica）和水曲柳（Fraxinus mandshurica）的新鲜凋落物于300、400、500、600、700℃分别热解1、2、3h得到60种生物炭。通过测定并计算每种生物炭和原料的产率、灰分、去灰分产率、元素含量（总碳、总氮、总氢、总氧、总硫）、O/C原子比、H/C原子比、N/C原子比、氨态氮、硝态氮、速效磷、p H值、电导率、阳离子交换量、表面官能团含量;分离并测定冷水溶、热水溶和碱溶性有机碳、碳酸盐碳、易氧化碳和稳定性碳含量,表征不同制备条件下四类生物炭理化性质和碳组分的变化情况和具体数值或范围,阐述不同生物炭化学组成、有机结构和碳组分分布特征等对制备条件的响应,探寻生物炭性质的形成机制,分析各类生物炭在土壤改良、污染物吸附和固碳方向的应用潜力。得到主要研究结果如下:热解温度是改变生物炭理化性质的主导因素,保留时间对各理化性质影响不明显。随热解温度升高,四类生物炭纤维素、半纤维素和木质素等植源大分子结构依次热解,向芳香化稳定结构转变。故导致生物碳产率、H/C、N/C、O/C原子比、表面官能团丰富度和数量、易氧化碳含量和溶解性有机碳含量不断下降,其灰分、半衰期和稳定性碳含量增加,进而导致较高温度制得的生物炭碱性和环境稳定性增强。在生物炭活性结构消弭过程中,伴随其N、P等元素转化为无机形态并在较高温度下损失、芳香溶解性有机质生成并在高温下热解、可能存在更多孔隙生成并在高温下坍塌等热力学进程,故400℃左右获得的生物炭具备较高速效氮磷含量、可溶性总盐含量、阳离子交换量以及可溶性有机质芳香程度、聚合程度占比。四类生物炭产率、灰分含量、主要元素含量、官能团种类和相对含量、阳离子交换量、碳组分及其随热解温度的变化趋势大体相似。不同树种凋落叶片成分的差异导致兴安落叶松和樟子松两种针叶落叶生物炭具备较高碳含量和稳定性碳含量;蒙古栎和水曲柳两种阔叶落叶生物炭具备较高灰分含量、速效磷含量、可溶性有机碳含量。樟子松生物炭阳离子交换量较低;兴安落叶松可溶性有机质组分光谱特征与其他三类生物炭存在明显差异。不同树种导致生物炭理化性质、碳组分含量和可溶性有机碳光谱特征对热解温度和保留时间的响应存在一定差异,部分指标间亦表现出相异的相关性400℃热解制得四类凋落叶片生物炭尤其是蒙古栎具备最高速效氮磷含量和阳离子交换量(0.1450Cmol·kg),其具备一定养分提供能力和良好的污染物阳离子吸附潜力,具备土壤生物炭肥料和土壤改良剂的应用前景。300-400℃制得的水曲柳生物炭具有较高可溶性有机碳含量(30.44-95.93mg·kg),故其可能具备较好的生物可利用性以及与环境中有机质交互的能力。针叶凋落物生物炭中稳定性碳含量较高,600℃制得兴安落叶松生物炭具备较强碳封存能力(160-180kg·t),其具备良好固碳材料应用前景。综上所述,本研究表明热解温度和生物质类别是生物炭碳组分、理化性质和应用前景的主导因素。使用凋落物制备生物炭是降低森林地表可燃物载量,提升森林固碳能力和经济、生态价值的重要新型途径。

关键词：森林地表可燃物生物炭理化性质碳组分