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　　由于生物炭结构与理化性质的特殊性，截至到目前,还没有能够精确测定生物炭在土壤及环境生态系统中确切周转周期的方法[61]，因此，我们经常会看到截然不同的研究结果。例如，章明奎等[62]发现，在淹水条件下玉米秸轩中有机碳降解半衰期为0.88年,生物炭的降解半衰期为17.6~21.1年，同时发现生物炭的稳定性与制炭生物质本身性质有关,一般是随含碳量的增加而增加。另一项将生物炭和秸轩置于恒温恒湿条件下培养的研究则发现，生物炭分解的速度很慢,换算其周转周期约为1400年，而在相同条件下秸轩的周转周期仅为7年[63]。在特定环境条件下，生物炭可以发生一定程度的分解或降解，只是时间相对较长,难以精确计算。高度芳香化和疏水性脂族碳结构使生物炭具有热稳定性和生物化学稳定性,_般情况下，土壤中的生物炭可能会发生物理性迁移，但不会发生明显的化学变化，存在时间可达数百年或更长[69]。
　　因此可以认为，生物炭是一个长期、稳定的土壤碳库，容量巨大[70]。秸轩或其他生物质炭化还田，应是一种高效的"农田碳汇"形式，而且在提高土壤碳积累的同时，有助于维持土壤C/N平衡和农田生态系统平衡，成为耕地可持续生产的重要物质基础。
　　3生物炭与重金属污染农田修复
　　国内外研究结果表明，生物炭可吸附土壤或水中的重金属离子如Cd、Pb、Cu等，减少这些重金属离子的富集，降低其生物有效性[71]。在含Cd2+水溶液中添加6g*L-1用不同材料制备的生物炭，对水溶液中Cd2+的去除率均在90%以上。其中玉米轩炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,麦轩炭和花生壳炭的去除率为52%和47%[72]。在镉污染稻田施用生物炭2~3年后，土壤pH分别提高了0.16~0.65和0.26~0.60,有机质含量提高了26.2%~50.4%和29.2%~51.2%,镉的赋存形态由有效态向潜在有效态或无效态转变，生物可利用性和生态毒性显著降低[73]。在铜、锌污染的红壤水稻土施用生物炭，土壤中有效态铜、锌含量明显下降，并且随着生物炭用量的增加下降幅度增大[74]。在海南和广西3种可变电荷镉污染土壤中施用稻轩炭，发现这3种土壤的阳离子交换量(CEC和土壤pH值均显著提高，土壤胶体Zeta电位向负值方向位移，土壤对Cd(ll)的静电吸附量明显增加[75]。对污水条件下土壤复合污染(Zn、Cd、Pb、CU的研究表明，施用生物炭使土壤中交换态Zn、Cd、Pb、Cu分别降低了0.15%~24.11%、1.22%~16.09%、0.47%~21.51%、3.05%~77.3%,生态风险评价(TCLP显示，施炭后生态风险均有不同程度的降低，而且随着施炭量的增加降幅增大，土壤pH值、有机质含量、铵态氮含量和硝态氮含量则明显提高[76]。
　　在有生物炭存在的条件下,土壤中重金属污染物存在形式的变化直接影响其生物有效性。研究结果表明,棉轩炭通过吸附或共沉淀作用降低了镉的生物有效性，小白菜可食部分的镉含量降低了49.43%~68.29%,根部降低了64.14%~77.66%制备生物炭的热解温度，生物炭的pH值、颗粒细度、有机碳与无机物组分等,都会不同程度地影响生物炭对重金属的吸附[78^]。特别是土壤pH值的升高,可能促使重金属离子形成碳酸盐或磷酸盐等发生沉淀,亦或增加了土壤表面某些活性位点，降低了重金属离子的活性，从而增加了对重金属离子的吸持。另_方面,生物炭表面的官能团也有可能与具有很强亲和力的重金属离子结合形成金属配合物，从而降低重金属离子的富集程度[81-83]。
　　4生物炭与土壤改良和农村环境建设
　　现代农业的发展已不仅仅是单纯满足在资源刚性约束条件下追求单位产出最大化的单一性发展模式，而是逐渐注重资源、环境与人文的和谐发展，互利共赢，从而实现经济效益、社会效益和生态效益的最大化。毫无疑问，生物炭技术从其兴起、发展、形成,一直到付诸实践;从理论探索、技术创新、产业发展，一直到产品的推广应用，都充分体现了这一核心理念。
　　生物炭技术很有可能从根本上解决大量农林废弃物的高效资源化利用问题，同时避免因焚烧秸轩产生的环境污染，有效地解决生物质随意丢弃、堆放造成的农村"脏、乱、差"等人居环境劣化问题，促进人与自然、社会与环境的和谐发展[84]。
　　建国60余年来，我国在发展农业方面取得到了巨大成就，用占世界9%的耕地，养活了世界22%的人口。特别是近年来，粮食生产总量连续多年突破万亿斤大关，为稳定粮食价格、促进经济快速发展和维护社会安定做出了突出贡献。在这巨大成绩和连年丰收的背后，不仅仅是强大的政策保障、巨大的生产投入和领先的科技支撑，还有大量使用化肥、耕地得不到休闲、只种不养的掠夺式生产方式！土壤酸化、沙化、盐碱化、粘重板结、有机质含量下降、土层变薄、水体富营养化等形势严峻。因此，稳定耕地数量、提升和保护耕地质量、挖掘产能潜力成为确保国家粮食安全的必然选择。建立在生物炭技术基础上的生物质炭化还田，对于改善耕地质量、提高作物产量、维持农田生态系统平衡与稳定、促进"土壤-环境-作物"的和谐与可持续发展都将具有重要意义和广阔的应用前景。
　　5展望
　　近年来，国内外有关生物炭方面的研究迅猛发展，生物炭在环境领域的效应也有一定研究证实，但无论从宏观层面还是微观视角来看，仍有许多问题有待于我们去思考和解决。
　　在宏观层面，纵观目前相关研究,在一些关键问题上还存在一定争议，这与生物炭的选材、制备工艺条件及其应用的土壤环境等因素密切相关，也是一些研究结果相悖或无法重复的主要原因，同时也增加了同类、共性研究的对比分析、评价难度。因此,制定行业或专业性制炭、用炭、测炭标准及分析方法和评价体系就成为未来生物炭相关研究的必然选择。在温室气体排放领域，生物炭的主动减排效应仍有待于更多2014年5月的试验研究来验证,需要在大尺度、宽范围条件下的稳定的、可靠的试验数据支撑,也需要对生物炭固碳减排潜力、效益进行综合分析、评估，明确生物炭在碳排放领域的作用、地位和前景。而在"农田碳汇"和环境保护领域，在注意到生物炭的积极、乐观效应的同时，也应该注意到生物炭大规模应用的生态影响，有必要对大量、长时间生物炭输入的环境安全性进行科学评价，如是否会在_定时间后发生分解并产生温室气体或其他物质、能否改变生物多样性、是否对生态系统平衡产生风险等。生物炭的碳含量较高，大量施用势必会大幅提升土壤碳库容,而生物炭被认为是土壤腐殖质中高芳香化结构的组成部分，因此生物炭可能大幅度提高土壤有机质含量，从而培育和稳定土壤有机库，成为构筑可持续利用土壤的前提[70]。但是，生态环境系统中的碳库形成具有"长期、平衡、稳定"的显著特点，生物炭的高碳量、持续人为输入是否会改变原本自然存在的碳循环路径和碳库收支走向，进而影响生态环境系统，同样也值得我们去深思和探索。
　　从微观角度，更有许多待解之"题"。诸如生物炭吸附一种或多种有机污染物、重金属的过程、机制，吸附位点的具体位置和稳定性，能否再次释放或产生次生污染被吸附的有毒、有害物质随时间变化能否被有效转化或固化变成不会释放的潜在污染"源"生物炭能否在土壤中降解，通过何种途径降解，降解后如何转化、迁移等等。生物炭留给我们的探索空间和未解之"题"还很多很多。
　　虽然生物炭的长期、大面积应用效果还有待于时曰考证,其生态风险也需要进行长期、系统、全面的评估,但生物炭所具有的突出优势已在农业及环境污染治理等领域彰显出巨大潜力。科学合理、适地适时地选择和应用生物炭技术，是发挥生物炭巨大潜能与应用价值的客观要求。基于农业生态环境系统所具有的复杂性、脆弱性、敏感性和长期性特点，有必要高度关注生物炭技术及其有可能带来的对资源与环境的短期和长远效应，充分考虑资源与环境的承载能力,怡当地发挥生物炭技术在农业生态环境系统建设中的作用，为构建"生态、和谐、安全、低碳和可持续"的农业环境发展模式探索出一条新路。为此,若干理论与技术问题和利用原则有待于进一步研究，包括：

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