福建省主要乔木树种森林可燃物元素含量与燃烧释放PM_(2.5)中元素含量相关性分析

探究森林可燃物与燃烧产生的细小颗粒物(PM_(2.5))中的元素含量及其相关性,以揭示林火过程中各元素迁移轨迹,为理解森林火灾对环境化学元素含量和生态系统物质循环的影响提供重要依据。以马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、大叶桉(Eucalyptus robusta)和香樟(Cinnamomum camphora)的树枝、树叶以及树皮3个不同部位器官为研究对象,采用自主设计的模拟燃烧装置进行室内阴、明燃两种不同燃烧状态模拟燃烧,测算5种常量元素Mg、Al、P、K、Ca及7种微量元素Na、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn的含量,同时比较阴、明燃情况下排放PM2.5中元素含量的差异,并分析森林可燃物自身元素含量与各元素排放因子的相关性。结果表明:森林可燃物中常量元素Mg、K、Ca和微量元素Zn含量高,森林可燃物元素含量针叶树高于阔叶树,不同器官元素含量差异显著;燃烧释放PM2.5中Mg、K、Ca、Zn排放因子较高,Cu次之,Cr最少,常量元素高于微量元素;不同燃烧状态下对排放因子也存在一定的影响,普遍表现为明燃大于阴燃;不同燃烧状态下,各器官释放PM_(2.5)与自身元素含量的比值中,Cu元素最高,其他元素占比范围在0~0.09%;森林可燃物与PM_(2.5)的元素间相关性较大,相关水平达0.700~0.999。不同森林可燃物器官燃烧释放烟气及PM_(2.5)存在差异,且森林可燃物自身与燃烧释放颗粒物PM_(2.5)具有较强的相关性。

含水率对福建森林草本植物燃烧碳排放的影响

为探究草本可燃物在不同含水率下的碳排放特性,采用自主设计的生物质燃烧和分析系统模拟不同含水率下福建省林下常见草本(福建观音座莲、芒萁、五节芒、莠竹)的燃烧过程,实时监测并计算烟气中含碳气体(CO_(2)、CO、C_(x)H_(y))和PM_(2.5)中碳质组分(TC、OC、EC)的排放因子,分析OC和EC之间的比值及相关性,比较不同碳排放物质的碳转化效率差异,揭示森林地面可燃物含水率变化对燃烧碳排放的影响.结果表明:(1)草本含水率对碳排放物质的排放因子具有显著影响,随着含水率的增加,CO_(2)的排放受到抑制,促进了CO、C_(x)H_(y)、PM_(2.5)碳质组分的排放;(2)草本含水率对OC与EC之间的比值(K_(OC/EC))具有较显著的影响,随草本含水率的增加会造成K_(OC/EC)增加,但不会改变OC和EC之间的显著相关性;(3)草本含水率的变化会影响碳排放物质与碳元素的质量比和碳转化率(η),本研究所有碳排放物质与碳元素的质量比同这些物质的排放因子变化趋势相似,随着草本含水率的增加,ηCO_(2)降低,η_(CO)升高,η_(Other)先略微升高后大幅降低.