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定价：248.0
ISBN：9787121465970
作者：王兵 等；（美）Johannes Lehmann（约翰纳斯·雷曼）,（澳） Stephen Joseph（史蒂芬·约瑟夫）
版次：*1版
出版时间：2023-12
内容提要：
生物炭是一种富碳产品，由生物质（如木材、粪便或农作物残余物）在密闭容器中（缺氧条件）加热制得。生物炭可以通过多种方式改善农业和环境，其在土壤中的稳定性和优异的养分固持能力使其成为理想的土壤改良剂。此外，生物炭的固存能力与生物质可持续生产相结合可减少大气中二氧化碳排放，对减缓气候变化、早日实现碳达峰和碳中和产生重要影响。此外，生物炭制备过程中释放的气体还可以作为生物能源加以利用。本书是向学生、研究人员和非专业人士介绍生物炭的一本入门级书籍，可为所有想要对生物炭有更深入了解的读者提供全面的参考。本书的亮点是提出了生物炭科学前沿的新见解，阐述了生物炭科学研究和应用的新概念，分析了生物炭的知识缺口，展示了生物炭的复杂性，并描述了生物炭的科学发展和政策图景，该书可为生物炭在环境治理中的进一步研究和应用提供发展思路。
作者简介：
Johannes Lehmann，美国康奈尔大学土壤生物地球化学和土壤养分管理专业教授，国际生物炭动议组织联合创始人兼主席，美国农业部和能源部生物质能研发委员会委员，Nutrient Cycling in Agroecosystems 主编。Stephen Joseph，澳大利亚新南威尔士大学材料科学与工程学院客座教授，国际生物炭动议组织联合创始人。＜BR＞王兵，男，汉族，1982年7月生，博士，贵州大学*流学科特聘教授（B类），硕士生导师，贵州省"千”层次创新型人才，2012-2013年美国康奈尔大学访问学者，2016-2017年美国佛罗里达大学访问学者，主要从事生物炭的生物地球化学行为与环境效应、土壤重金属污染修复治理及固体废弃物资源化利用等方面的研究。近年来作为项目负责人先后主持了国家重点研发计划专题项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学青年基金项目、贵州省农业科技攻关计划项目、贵州省国际科技合作计划项目、贵州省科学技术基金项目、中国科学院"西部之光”人才培养计划项目、贵州省高层次留学人才创新创业择优资助项目等课题10余项。目前已在国内外相关学术刊物上发表学术论文60余篇，其中*一作者或通讯作者在Critical Reviews in Environmental Science and Technology、Science of the Total Environment、Chemosphere等环境领域SCI期刊发表论文20余篇，获得授权发明专利3项，2010年荣获中国科学院朱李月华*秀博士生奖，并担任中国矿物岩石地球化学学会终身会员、国家自然科学基金委员会同行评议专家及Journal of Hazardous Materials、Chemical Engineering Journal、Journal of Cleaner Production、Scientific Reports、Science of the Total Environment 、Chemosphere、Journal of Environmental Management等20余个环境领域国际**名刊物审稿人
媒体评论：
与Rachel Carson 的《寂静的春天》、Al Gore 的《难以忽视的真相》具有同等重要意义。生物炭对于作物产量提升、园艺环境美化、减缓气候变化及碳达峰、碳中和早日落地具有重要影响。
目录：
*1 章 用于环境管理的生物炭 ········· 1
1.1 生物炭的定义 ··1
1.2 生物炭研究及其应用历史 ·······3
1.3 生物炭系统 ·····5
1.4 土壤改良 ········7
1.5 缓解气候变化和减少养分流失 ·7
1.6 废物处理 ········8
1.7 能源生产 ········8
1.8 生物炭研究的现状、发展和展望 ·········9
参考文献 ·· 10
*2 章 生物炭的传统用法 ····13
2.1 引言 ·· 13
2.2 欧洲 ·· 16
2.2.1 新石器时代和青铜器时代 ·· 16
2.2.2 中世纪厚熟表层土壤栽培 ········· 17
2.2.3 “蚂蚁”——地中海地区的传统施肥技术 ······· 19
2.3 亚洲 ·· 21
2.3.1 中国古代稻田 · 21
2.3.2 东南亚—婆罗洲 ········ 22
2.3.3 日本 ··· 23
2.4 澳大利亚和新西兰 ···· 24
2.5 非洲 ·· 25
2.6 南美洲 ········· 26
2.6.1 巴西（Terra Preta deíndio） ········· 26
2.6.2 秘鲁 ··· 27
2.7 结论 ·· 28
参考文献 ·· 28
第3 章 生物炭制备的基本原理 ········33
3.1 引言 ·· 33
3.2 木炭制备的历史和工艺 ········ 34
3.3 生物质填料热解的基本概念 ·· 39
3.4 木炭的产量和性质 ···· 45
3.5 结论与展望 ··· 49
参考文献 ·· 49
第4 章 生物炭制备技术 ·······55
4.1 引言 ·· 55
4.2 热化学转化技术 ······· 56
4.3 生物炭制备反应器的选择标准 ·· 57
4.4 反应器类型、运行方式和工艺参数 ······ 61
4.4.1 热化学反应器中的氧气含量 ······ 63
4.4.2 反应器类型（固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器、
循环床反应器、烧蚀反应器、气流床反应器） 63
4.4.3 使用的粒度 ···· 63
4.4.4 操作模式 ······· 64
4.5 加热方式 ······ 64
4.5.1 部分燃烧（自热过程） · 65
4.5.2 与热气接触碳化 ········ 65
4.5.3 间接加热 ······· 65
4.5.4 与固体热载体直接接触 ·· 65
4.5.5 微波热解 ······· 66
4.6 固定式、半便携式、便携式反应器 ······ 66
4.7 装载方式 ······ 66
4.8 过程控制 ······ 67
4.8.1 压力 ··· 67
4.8.2 固体和气体接触模式：逆流、并流和错流 ········ 68
4.9 生物炭制备的*新技术 ········ 68
4.10 结论与展望 · 72
参考文献 ·· 72
第5 章 生物炭的特性：物理和结构特性 ·········77
5.1 引言 ·· 77
5.2 生物炭结构概述 ······· 78
5.3 常见的处理参数 ······· 78
5.4 生物炭的分子结构 ···· 79
5.5 结构复杂性的降低 ···· 80
5.6 改变生物炭物理结构的方法 ·· 81
5.7 生物炭的比表面积 ···· 82
5.8 生物炭的微孔 82
5.9 生物炭的大孔 85
5.10 生物炭的粒度分布 ·· 85
5.11 生物炭的密度 ········ 86
5.12 生物炭的机械强度 ·· 88
5.13 结论与展望 · 88
参考文献 ·· 88
第６章 生物炭的特性：大分子特性 ··95
6.1 引言 ·· 95
6.2 生物炭的动态分子模型 ········ 95
6.3 芳香环、碳层和晶体 · 97
6.3.1 芳香性定义 ···· 97
6.3.2 芳香性和共振（共轭）的功能影响 ········ 98
6.3.3 芳香性的测量 · 99
6.3.4 生物炭中芳香结构的形成 ········103
6.4 非芳香族生物炭 ······106
6.4.1 非芳香族碳和生物炭的化学稳定性 ······106
6.4.2 非芳香族碳和生物炭的热稳定性 ·········106
6.4.3 非芳香族碳和生物炭的生物稳定性 ······107
6.4.4 非芳香族碳在生物炭结构维度中的作用 107
6.4.5 生物炭中的杂原子官能团 ········108
6.5 结论 ·112
参考文献 ·112
第7 章 生物炭的元素组成及影响保肥的因素 · 117
7.1 引言 ·117
7.2 养分总量 ·····117
7.3 有效养分 ·····120
7.4 pH 值和石灰值 ·······124
7.5 养分固持 ·····126
7.6 阳离子交换量（CEC） ·········127
7.7 定制生物炭 ··128
7.8 结论 ·129
参考文献 ·132
第8 章 生物炭分类系统和相关的测试方法 ···· 139
8.1 引言 ·139
8.2 生物炭分类系统 ······139
8.2.1 碳储存值和分类 ·······140
8.2.2 肥料的价值及分类 ····143
8.2.3 石灰值与分类 149
8.2.4 粒径分类 ······151
8.2.5 生物炭作为基质在盆栽和无土农业中的应用 ····152
8.3 测试方法 ·····152
8.3.1 确定碳储存值所需的测试方法 ··152
8.3.2 肥效测试方法 152
8.3.3 石灰值测试方法 ·······153
8.3.4 粒径分级测试方法 ····154
附件 ·······156
参考文献 ·160
第9 章 土壤中生物炭性质的演变 ··· 165
9.1 引言 ·165
9.2 生物炭在土壤中的物理变化 ·166
9.2.1 破碎 ··166
9.2.2 生物炭与土壤颗粒的异质聚集 ··168
9.3 生物炭在土壤中的化学变化 ·171
9.3.1 初步认识 ······171
9.3.2 短期和长期风化过程 ·172
9.4 生物炭对天然有机物（NOM）的吸附 ··174
9.4.1 实地样本观察 174
9.4.2 NOM 吸附的分子和纳米级过程 174
9.4.3 吸附的NOM 在孔隙中的位置及比表面积和孔径分布的变化 ···175
9.5 风化对有机物吸附的影响 ····177
9.5.1 观测研究结果 179
9.6 风化作用影响吸附的根本原因 ·181
9.6.1 表面化学的改变 ·······181
9.6.2 土壤物质的吸附 ·······182
9.6.3 吸附可逆性 ···183
9.7 风化对金属阳离子吸附的影响 ·184
9.7.1 吸附过程概述 184
9.7.2 主要的相互作用 ·······185
9.7.3 次要的相互作用：结晶相的形成 ·········186
9.7.4 金属形态 ······186
9.7.5 反应能和可逆性 ·······186
9.7.6 尺寸效应：生物炭的孔径分布和金属的水化半径 ········187
9.8 结论与展望 ··188
参考文献 ·189
*10 章 生物炭在土壤中的稳定性 ·· 199
10.1 引言 ·········199
10.2 生物炭的稳定性 ····200
10.2.1 有机物矿化的野外研究 ·········209
10.2.2 人为添加生物炭 ·····210
10.2.3 通过自然碳循环中的PyC 平衡进行定量 ········210
10.2.4 年代序列 ····211
10.2.5 生物炭矿化的室内研究 ·········211
10.3 生物炭的稳定性机制 ········212
10.4 矿化机理 ···216
10.4.1 生物过程 ····216
10.4.2 化学过程 ····216
10.4.3 物理过程 ····217
10.5 环境和土壤管理对生物炭稳定性的影响 ·······217
10.5.1 温度 217
10.5.2 水分 219
10.5.3 土壤性质 ····219
10.5.4 耕作 219
10.5.5 植物碳输入 ·219
10.5.6 燃烧 220
10.6 生物炭稳定性评估 ·220
10.6.1 短期评估和长期预测 ··220
10.6.2 计算方法 ····221
10.7 利用生物炭特性预测生物炭的矿化 ···223
10.8 结论与展望 225
参考文献 ·227
*11 章 生物炭在环境中的迁移 ····· 235
11.1 引言 ·········235
11.2 生物炭在土壤剖面中的垂直迁移 ······236
11.2.1 迁移速率 ·····236
11.2.2 生物炭垂直迁移机制 237
11.3 生物炭随地形变化的水平/ 横向迁移 ·239
11.3.1 迁移速率 ·····239
11.3.2 生物炭的水平/ 横向迁移机制 ·239
11.4 生物炭迁移的归趋 ·243
11.5 展望 ·········244
参考文献 ·245
*12 章 生物炭对农作物产量的影响 ·· 249
12.1 引言 ·········249
12.2 生物炭作为土壤改良剂的简史 ·········250
12.3 通过Meta 分析定量了解生物炭在作物生产中的作用 251
12.3.1 生物炭施用量 ········252
12.3.2 生物炭对不同农作物的影响 ···253
12.3.3 生物炭类型 ·254
12.3.4 不同pH 值下生物炭对农作物产量的影响 ······255
12.4 生物炭影响作物生产力的机制 ·········256
12.4.1 养分 256
12.4.2 石灰效应 ····258
12.4.3 土壤水文效应 ········258
12.4.4 生物相互作用 ········259
12.5 生物炭用于草地恢复 ········260
12.6 生物炭决策辅助框架 ········261
12.6.1 土壤类型 ····262
12.6.2 生物炭类型 ·263
12.6.3 植物/ 农作物类型 ···263
12.7 结论 ·········264
参考文献 ·265
*13 章 生物炭对土壤生物群落丰度、活性和多样性的影响 ·· 271
13.1 引言 ·········271
13.2 生物炭作为土壤微生物的潜在栖息地 272
13.3 生物炭作为土壤生物的基质 ··274
13.4 生物炭对土壤分析测定的干扰 ·········276
13.5 生物炭对土壤生物活性的影响 ·········277
13.5.1 化学吸附对土壤微生物活性的影响 ····289
13.5.2 CO2 释放 ····289
13.5.3 土壤酶活性 ·292
13.5.4 氮循环过程 ·294
13.6 与生物炭相互作用的生物的丰度、多样性和群落结构 ·········300
13.6.1 根际微生物群落 ·····301
13.6.2 细菌和古细菌 ········301
13.6.3 真菌 312
13.6.4 土壤动物群落 ········317
13.7 结论与展望 319
参考文献 ·319
*14 章 生物炭对植物生理生态的影响 ········· 327
14.1 引言 ·········327
14.2 生物炭与植物—土壤水的关系 ·········329
14.2.1 生物炭、土壤水和植物生理 ···329
14.2.2 生物炭与土壤—植物—大气连续系统 ·330
14.2.3 植物对干旱胁迫的响应和生物炭的缓解作用 ··332
14.3 植物激素信号作为生物炭的作用途径 335
14.4 生物炭与根系生长的关系 ··337
14.4.1 生物炭与根系生长、土壤温度的关系 ·337
14.4.2 生物炭对根系生长发育的影响 338
14.4.3 根际微生物群落 ·····340
14.4.4 生物炭的氧化还原电位作为土壤—微生物—植物根系相互作用的驱动力 ·········340
14.5 生物胁迫：生物炭对植物防御及对抗病原体的作用 ··341
14.5.1 植物防御概述 ········341
14.5.2 生物炭介导对植物叶片和土壤传播病害的保护 ·········342
14.5.3 Karrikins 在生物炭介导植物响应的影响中所起的作用 344
14.6 从植物角度看生物炭：问题多于答案 344
参考文献 ·345
*15 章 生物炭对土壤养分转化的影响 ········· 351
15.1 引言 ·········351
15.2 生物炭对养分迁移和转化机制的影响 352
15.2.1 增加不稳定有机养分的含量和周转率 ·352
15.2.2 改变土壤的理化性质 ··354
15.2.3 改变土壤中的微生物群落 ······356
15.3 生物炭对特定养分转化的影响 ·········357
15.3.1 氮 ···358
15.3.2 生物固氮 ····363
15.3.3 磷 ···365
15.3.4 硫 ···369
15.4 结论与展望 370
参考文献 ·370
*16 章 生物炭改良土壤中的激发效应：生物炭与土壤有机质相互作用对碳储存的影响 379
16.1 引言 ·········379
16.2 “激发效应”：生物炭与SOM 的相互作用 ·····379
16.3 添加的生物炭对天然SOC 矿化趋势的影响及其机制 ·380
16.3.1 生物炭促进SOC 矿化的机制 ··386
16.3.2 添加生物炭降低SOC 矿化的机理 ······389
16.4 土壤有机质影响生物炭的碳周转机制 392
16.4.1 不稳定SOM 促进生物炭碳矿化 ········392
16.4.2 不稳定SOM 降低生物炭碳矿化率 ·····393
16.4.3 土壤质地、矿物组成和结构对生物炭矿化的影响 ······393
16.5 植物根系对SOC 和生物炭相互作用的影响 ···394
16.6 多种机制同时作用，并可能影响微生物群落 ·394
16.7 研究生物炭与SOM 相互作用的方法和途径 ··395
16.8 SOC 与生物炭相互作用对土壤碳和肥力管理的意义 ··398
16.9 结论与展望 400
参考文献 ·401
*17 章 生物炭对土壤中氧化ya氮及甲烷排放的影响 · 407
17.1 引言 ·········407
17.2 生物炭改良后减少N2O 排放的依据 ··408
17.3 施用生物炭减少土壤N2O 排放量的机理研究 409
17.3.1 控制N2O 排放的土壤因素 ·····409
17.3.2 生物炭在N2O 排放中的作用 ··410
17.3.3 生物炭影响土壤中氮的有效性 410
17.3.4 生物炭改变土壤中生物可利用碳的供应 ········411
17.3.5 生物炭中的生物可利用碳被N2O 氧化 411
17.3.6 生物炭提高土壤pH 值 412
17.3.7 生物炭影响气体的扩散率和曝气 ·······412
17.3.8 生物炭影响微生物活性 ·········412
17.3.9 生物炭对N2O 的吸附 ·413
17.3.10 生物炭在改变氧化还原反应中的作用 413
17.4 施用生物炭可能导致土壤N2O 增排的机制 ···417
17.5 生物炭减少土壤中CH4 排放的依据 ··418
17.5.1 影响CH4 净通量的土壤因素 ··418
17.5.2 生物炭影响CH4 净浓度 ········418
17.5.3 自然火灾形成的炭能否作为生物炭的替代品？ ·········420
17.6 通过避免生物质的其他应用来缓解温室气体排放 ·····420
17.7 展望 ·········421
17.8 结论 ·········422
参考文献 ·423
*18 章 生物炭对养分流失的影响 ·· 433
18.1 引言 ·········433
18.2 生物炭对养分固持和流失的影响 ······433
18.3 影响养分固持和流失的机制和过程 ···437
18.3.1 生物炭表面的化学性质对养分固持和流失的影响 ······437
18.3.2 生物炭影响土壤溶液的化学性质，进而影响养分的固持和流失 ········438
18.3.3 生物炭老化对养分的固持和流失的影响 ········439
18.3.4 生物炭影响土壤的物理性质以影响养分固持和流失 ···440
18.3.5 生物炭与溶解性有机物相互作用对养分固持和流失的影响 ····441
18.3.6 生物炭影响土壤微生物活动对养分固持和流失的影响 442
18.3.7 生物炭特性对养分固持和流失的影响 ·443
18.4 结论与展望 444
参考文献 ·445
*19 章 生物炭对土壤水文性质的影响 ········· 451
19.1 引言 ·········451
19.2 生物炭和土壤水：影响过程 ··452
19.3 生物炭对土壤持水能力的影响 ·········454
19.4 植物有效水 457
19.5 生物炭与土壤导水率 ········460
19.6 生物炭表面化学性质与疏水性 ·········462
19.7 生物炭的物理特性：预测土壤水文性质较好的工具和枢纽 ···462
19.8 展望 ·········463
参考文献 ·464
*20 章 生物炭与重金属 ···· 467
20.1 引言 ·········467
20.1.1 土壤中的重金属 ·····467
20.1.2 暴露及风险 ·467
20.1.3 生物炭作为修复剂和改良剂 ···468
20.2 重金属—生物炭在土壤/ 水界面的相互作用 ··469
20.2.1 直接机制 ····469
20.2.2 间接机制 ····471
20.2.3 生物炭中的重金属 ··474
20.2.4 生物炭改性 ·475
20.3 毒性 ·········476
20.3.1 植物毒性 ····476
20.3.2 对土壤生物的毒性 ··478
20.4 工业污染、矿区和城市土地的修复 ···480
20.5 结论与展望 485
参考文献 ·485
*21 章 生物炭中的多环芳烃和多氯联苯 ······ 493
21.1 引言 ·········493
21.2 热解过程中有机污染物的形成原理 ···493
21.2.1 多环芳烃（PAHs） ····494
21.2.2 多氯联苯 ····495
21.3 热解产物中的PAHs495
21.3.1 焦油和生物油 ········496
21.3.2 气相和空气颗粒 ·····496
21.3.3 生物炭中PAHs 的总浓度 ·······496
21.3.4 生物炭中PAHs 的生物有效性和生物可及性 ···506
21.4 生物炭中的多氯芳香族化合物 ·········507
21.5 研究的差距和影响 ·508
21.5.1 研究方法 ····508
21.5.2 在热解过程中或热解后减少PAHs 的产生 ······509
21.5.3 环境风险 ····509
致谢 ·······510
参考文献 ·511
*22 章 （活化的）生物炭对土壤和沉积物中有机化合物的吸附 ········ 519
22.1 引言 ·········519
22.1.1 （活化的）生物炭对土壤/ 沉积物中有机化合物的吸附 519
22.1.2 活性炭或生物炭对污染物有效浓度的影响 ·····520
22.2 影响活性炭和（活化的）生物炭吸附有机化合物的过程和性质 ········521
22.2.1 土壤或沉积物中的有机碳总含量、有机碳特性和污染物浓度 ·521
22.2.2 污染物分子与吸附剂的相互作用 ·······523
22.2.3 天然有机物污染（吸附衰减） ···523
22.2.4 吸附剂老化对吸附特性的影响 523
22.3 生物炭对有机化合物的吸附 ··524
22.4 影响污染物迁移的因素 ·····528
22.4.1 吸附剂粒径及其与污染物的接触时间 ·528
22.4.2 土壤或沉积物―D 吸附剂的传质速率（解吸和扩散） ···528
22.4.3 机械过程（生物扰动作用） ······529
22.5 吸附剂对污染物生物降解的影响 ······529
22.5.1 污染物的生物有效性和生物可及性 ····529
22.5.2 污染物的毒性 ········530
22.5.3 生物细胞外的电子转移 ·········530
22.5.4 无机营养物质的可利用性 ······530
22.5.5 微生物生态学 ········530
22.5.6 代谢途径的调节 ·····531
22.5.7 代谢 531
22.6 生物炭作为修复吸附剂的应用 ·········531
22.6.1 生物炭在土壤和沉积物修复中的作用：室内研究 ······531
22.6.2 活性炭改良土壤和沉积物的野外研究 ·532
22.7 结论与展望 533
参考文献 ·535
*23 章 生物炭与农药的保留/ 功效 ·· 543
23.1 引言 ·········543
23.2 背景 ·········544
23.2.1 概述 544
23.2.2 农药在土壤中的吸附 ··544
23.2.3 吸附等温线 ·545
23.2.4 生物炭的理化性质及其与农药的相互作用 ·····546
23.2.5 流动胶体对农药的吸附及与可溶性有机配体的络合 ···548
23.3 生物炭对农药功效的影响 ··548
23.3.1 生物炭对农药功效的潜在负面影响 ····550
23.3.2 农药的化学作用 ·····551
23.4 生物炭吸附对农药残留的影响及变化 552
23.5 土壤中生物炭吸附特性随时间的变化及其对农药功效的影响 554
23.6 生物炭可持续利用对农药功效影响的建议 ····555
23.7 结论与展望 556
参考文献 ·557
*24 章 土壤中生物炭的分析测试方法 ········· 563
24.1 引言 ·········563
24.2 定量、分离及表征 ·564
24.3 现场采样及室内处理 ········565
24.4 分析技术 ···566
24.4.1 物理分离技术 ········566
24.4.2 化学技术 ····568
24.4.3 热技术 ·······572
24.4.4 光谱技术 ····576
24.4.5 分子标记技术 ········578
24.5 结论 ·········580
参考文献 ·584
*25 章 生物炭作为堆肥和生长基质的添加剂 593
25.1 引言 ·········593
25.1.1 堆肥 593
25.1.2 生物炭 ·······594
25.2 互补方法 ···594
25.2.1 用于堆肥和制备生物炭的原料 594
25.2.2 堆肥与生物炭 ········595
25.2.3 共堆肥对生物炭特性的影响 ···598
25.2.4 共堆肥对氮损失的影响 ·········598
25.2.5 共堆肥对堆肥矿化的影响 ······599
25.2.6 共堆肥对温室气体排放的影响 600
25.3 生物炭作为栽培基质中泥炭的替代品 601
25.3.1 园艺泥炭的性质和重要性 ······601
25.3.2 环境影响 ····601
25.3.3 除生物炭以外的泥炭替代品 ···602
25.3.4 生物炭在栽培基质中的作用 ···602
25.4 展望 ·········604
参考文献 ·604
*26 章 生物炭系统及其功能 ········ 609
26.1 引言 ·········609
26.1.1 生物炭生物物理性质的适应性 609
26.1.2 生物炭社会经济适应性 ·········609
26.2 社会经济和生物物理性质的理解与归纳 ·······610
26.3 生物炭系统分级与分类 ·····610
26.3.1 生物质—转化—使用阶段 ······611
26.3.2 生物质 ·······612
26.3.3 转化 612
26.3.4 使用 612
26.4 生物物理系统构成要素 ·····612
26.4.1 生物质阶段 ·613
26.4.2 转化阶段 ····614
26.4.3 使用阶段 ····614
26.5 战略考虑 ···616
26.6 规模和空间关系 ····617
26.6.1 阶段联系 ····617
26.6.2 地理范围 ····618
26.6.3 系统普遍性 ·618
26.6.4 部署强度 ····618
26.6.5 单位规模 ····618
26.6.6 方向性 ·······618
26.6.7 空间平衡 ····619
26.7 互联子系统 619
26.7.1 废物管理系统 ········619
26.7.2 土地利用系统 ········619
26.7.3 生态系统服务 ········619
26.8 社会经济考虑 ·······619
26.8.1 权利和公平 ·620
26.8.2 原材料可用性 ········620
26.8.3 乡村特点 ····620
26.8.4 劳动力 ·······620
26.8.5 收入 620
26.8.6 能源 621
26.8.7 商业利益 ····621
26.9 环境背景 ···621
26.9.1 碳减排 ·······621
26.10 系统类型和机会映射 ·······622
26.11 结论与展望 ·········625
参考文献 ·625
*27 章 生物炭、碳核算和气候变化 ·· 629
27.1 引言 ·········629
27.2 影响全球变暖的生物炭系统要素 ······630
27.2.1 生物质的缓慢氧化 ··630
27.2.2 使用热解气体作为可再生燃料 630
27.2.3 生产化肥时温室气体排放的变化 ·······631
27.2.4 防止温室气体从有机废物和残渣中排放 ········631
27.2.5 土壤和淋滤氮的N2O 通量变化 ·········631
27.2.6 对土壤碳的影响 ·····632
27.2.7 其他生物地球物理过程 ·········632
27.2.8 直接和间接的土地利用变化 ···632
27.2.9 温室气体泄漏 ········634
27.3 量化生物炭系统的净气候变化效应 ···634
27.3.1 碳足迹生命周期评估（LCA）方法论概述 ······634
27.3.2 系统边界和参考系统 ··635
27.3.3 生物质的参考用途 ··635
27.3.4 参考能源系统 ········635
27.3.5 参考土地管理：施用生物炭的土地 ····636
27.3.6 参考土地使用：生物质种植用地 ·······636
27.3.7 生物量和土壤中碳储量变化的摊销 ····636
27.3.8 排放和去除时间的影响 ·········636
27.3.9 生物炭生产系统生命周期评估研究综述 ········637
27.3.10 生命周期评估研究中的变化和不确定性 ·······638
27.4 生物炭系统的全球减排潜力 ··639
27.4.1 完善全球化分析的方法 ·········643
27.5 通过生物炭缓解气候变化的政策措施 644
27.5.1 生物炭温室气体的项目核算协议 ·······645
27.5.2 碳交易市场在应对气候变化中的作用 ·646
27.6 结论与展望 647
注释 ·······648
参考文献 ·648
*28 章 生物炭的可持续性和认证 ·· 657
28.1 引言 ·········657
28.1.1 可持续性的定义 ·····657
28.1.2 生物炭的可持续性 ··658
28.2 生物炭可持续性标准和指标 ··659
28.3 生物炭的认证？ ····660
28.4 可持续生物炭认证 ·661
28.4.1 可持续生物炭制备认证——仍在进行中 ········661
28.4.2 可持续生物炭应用认证——处于起步阶段 ·····664
28.5 结论与展望 668
参考文献 ·668
*29 章 生物炭系统的经济评估：当前的证据和挑战 · 671
29.1 引言 ·········671
29.2 数据可用性和技术类比 ·····671
29.3 经济分析的方法和工具 ·····673
29.4 构建生物炭系统成本效益分析 ·········675
29.5 生物炭热解系统成本和效益的现有证据 ·······676
29.5.1 原料生产与收集 ·····676
29.5.2 原料运输 ····681
29.5.3 原料储存和预处理 ··681
29.5.4 热解装置的建设与运营 ·········681
29.5.5 生物炭：木炭 ········687
29.5.6 能源销售：生物油 ··688
29.5.7 能源销售：合成气 ··688
29.5.8 生物炭的运输与应用 ··689
29.5.9 生物炭促进的农业效益 ·········689
29.5.10 生物炭补偿额度 ····690
29.5.11 从成本效益分析中吸取的经验 ·········693
29.6 未来可能改变的经济规则 ··694
29.6.1 技术成本的降低 ·····694
29.6.2 生物炭在农业和其他应用中的价值 ····696
29.7 生物炭的经济前景 ·697
参考文献 ·698
第30 章 小型生物炭项目的社会经济可行性、实施和评估 ····· 703
30.1 引言 ·········703
30.2 理论与概念 703
30.2.1 成本效益分析（CBA） ··703
30.2.2 创新研究 ····704
30.2.3 可持续生计框架（SLA） ·········704
30.2.4 使用SLA 收集社会经济评估所需的数据 ·······706
30.3 发达国家的小型生物炭项目 ··708
30.4 发达国家小规模生物炭案例研究的经验 ·······710
30.5 发展中国家的小型生物炭项目 ·········711
30.6 发展中国家小规模生物炭案例研究的经验 ····718
30.7 结论与展望 719
参考文献 ·720
第31 章 生物炭产业的商业化 ········ 725
31.1 引言 ·········725
31.2 生物炭价值链 ·······726
31.2.1 原料供应商 ·727
31.2.2 制备技术 ····728
31.2.3 项目开发和生物炭制备 ·········728
31.2.4 产品开发与定制 ·····729
31.2.5 市场渠道：分销、批发和零售 730
31.2.6 副产品和服务 ········730
31.2.7 垂直整合与专业化 ··731
31.2.8 价值链障碍 ·731
31.3 生物炭价值链融资 ·732
31.3.1 了解现金流和基本财务 ·········732
31.3.2 项目融资与企业融资 ··734
31.3.3 资本种类 ····735
31.4 风险类别和投资 ····737
31.4.1 商业模式风险 ········738
31.4.2 技术风险 ····739
31.4.3 市场风险 ····740
31.4.4 执行风险 ····741
31.4.5 供应链风险 ·741
31.4.6 监管风险 ····742
31.4.7 财务风险 ····742
31.5 结论 ·········743
参考文献 ·743
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