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泥炭

泥炭是一種經過幾千年所形成的天然沼澤地產物(又稱為草炭或是泥煤),是煤化程度最低的煤,同時也是煤最原始的狀態,無菌、無毒、無污染,通氣性能好,質輕、持水、保肥、有利於微生物活動,增強生物性能,營養豐富,既是栽培基質,又是良好的土壤調解劑,並含有很高的有機質,腐殖酸及營養成份。

基本概述泥炭,又稱為草炭、泥炭土、黑土、泥煤,是煤化程度最低的煤,也是腐殖煤系列最原始的狀態。泥炭是在泥炭沼澤中堆積形成的,以後在上覆沉積物的壓力及進一步菌解條件下,經過壓緊和脫水變得更加堅固,成為褐煤,再繼續受到地下溫度和壓力作用時,經煤化作用形成煙煤或無菸煤。

研究“植物-泥炭-煤"的變化過程中的地質、地理、植物和氣候諸因素的特點,以及這一轉化過程中的物理、化學、地球化學條件等,有助於人類認識泥炭和煤的富集規律以及古代氣候變化,有效地發現和合理地利用煤炭資源以及為現今氣候問題提供參考信息。[1]

主要成分

泥炭在自然狀態下,呈塊體,含水量一般為80∼90%,泥炭的比重一般為1.20∼1.60,組成物質橫跨液相、氣相和固相三種狀態。其中固相物質的部分,以組成物質的角度來看,主要成分是有機物質(也是碳元素的主要來源)和礦物質兩部分,而其中又以固相的有機物質比例最高。不同組成特性的泥炭,有不同的物理性質與化學性質。

泥炭按不同分解程度的、鬆軟的植物殘體堆積物,其有機質含量佔30%以上。分解度較低的泥炭多呈淺棕色和淺褐色,含有大量植物殘體;分解度較高的泥炭多呈黑褐色和黑色,質地較硬,腐殖酸含量增高,植物殘體不易辨認。

泥炭中的有機質主要是纖維素、半纖維素、木質素、腐殖酸、瀝青物質等。泥炭中腐殖酸含量常為10∼30%,高者可達70%以上。泥炭中的無機物主要是粘土、石英和其他礦物雜質。

泥炭通常又分為高位泥炭和低位泥炭兩種。高位泥炭是由泥炭蘚、羊鬍子草等形成,主要分佈在高寒地區。高位泥炭含有大量的有機質,分解程度較差,氮和灰分含量較低,酸度高,pH值約為6∼6.5或更酸。低位泥炭是由低窪處、季節性積水或常年積水地方生長的需要無機鹽養分較多的植物如苔草屬、蘆葦屬和沖積下來的各種植物殘枝落葉多年積累形成的。低位泥炭一般分解程度較高,酸度較低,灰分含量較高。低位泥炭常因產地不同而品質有較大差異。

形成原因

泥炭的形成是植物、水文、地貌和氣候諸因素綜合作用的結果,並受大地構造條件的製約。

泥炭是沼澤在形成過程中的產物,也是沼澤地形的特徵之一。泥炭的主要來源是泥碳苔(Peat Moss)或泥碳蘚(Sphagnum),但除此以外其他的有機物質,例如死去的沼澤植物,乃至於動物與昆蟲的屍體,都有可能成為泥炭的形成來源。這些物質在死亡後沉積在沼澤底部,由於潮濕與偏酸性的環境,而無法完全腐敗分解,因而形成所謂的泥炭層。有機物質分解或潮化的程度主要是視其組成成分與浸水程度(潮濕度)來決定,通常在較潮濕的地方泥炭層的形成比較快,有機物的分解度比較低,而較乾燥的地方則相反。利用這個特性,氣象考古學的研究者可以利用泥炭來分析古代的氣候變遷史,而利用分析泥炭裡的組成物質,古代環境學家也能重造模擬古代時該地區的植物分佈狀態。

在適當的環境(例如高壓)之下,泥炭可以進一步地轉變成煤炭(無菸炭),目前世界上大部分在高緯度地區發掘到的泥炭層,許多都是9000年前,上一次的冰河期結束、冰河北退之後才形成的。像這樣的泥炭層形成的速度非常慢,有時甚至只有每年1公厘的程度而已。

分佈特點

普遍性

地球表面凡是有水和植物生長的地方,只要具有適於保存植物遺體的堆積條件,不論熱帶、溫帶或寒帶,都能形成泥炭。除南極洲尚未發現泥炭外,其他各大洲都有泥炭分佈。

地帶性

即從高緯度區到低緯度區泥炭富集程度迅速遞減。據統計,全世界4264億噸泥炭,85%分佈在緯度較高的溫寒帶濕潤和半濕潤氣候區。這表明泥炭的堆積受緯向氣候帶的影響很大,泥炭的積累速度不但取決於植物的生長速度,更重要的是受植物殘體的分解速度的製約。低緯度區因氣候濕熱,使植物遺體大部分解,只有在長年積水或覆蓋條件較好的場所才能保存。

非地帶性

指在地形和氣候複雜的山區,泥炭的分佈受地區性地形和氣候的影響非常明顯,這種因素常常控制了泥炭礦帶或礦體的展佈。例如山脈向海一側因海風導致多雨,氣候涼爽潮濕,為泥炭堆積提供了有利條件,而山脈的背海一側常不利於泥炭的形成。中國東北大興安嶺東坡、太行山東麓就有較多的泥炭。但有時海風也會成為不利因素,山東榮成地區,經常受渤海灣海風的侵襲,使該區北部的濱海平原區乃至中部山脈的北坡,佈滿了海風帶來的細沙,破壞了泥炭沼澤發育的環境。而中部山脈因阻擋了風沙的侵襲,在南部的榮成灣沿岸發育了一系列的泥炭沼澤,堆積了豐富的泥炭和腐泥。在西北的祁連山北麓,雖然氣候乾旱,但由於冰雪溶化水的補給,在山前沼澤地帶適於泥炭​​堆積。

在同一緯度帶內,隨著地勢的增高,氣候涼濕,也會促使泥炭堆積。中國最大的沼澤是四川省若爾蓋沼澤,海拔高達3400∼3600米,年平均氣溫0.6∼1.2℃,年降雨日長達150天左右,因此對植物生長和泥炭堆積具有優越的條件。在約30萬公頃範圍內,在寬谷谷底、階地及湖濱窪地廣泛發育了厚2∼10米的泥炭,總儲量達20多億噸(自然乾重)。

泥炭的生成環境是複雜的,就中國而言,具有一定規模的泥炭礦床,多發育在湖盆環境中,這類礦床約佔全國泥炭資源的65%;發育於河流兩側的河漫灘或廢棄河道(包括牛軛湖)中的泥炭礦床,也是中國較重要的泥炭成礦類型,這類礦床約佔全國的20%。其他礦床約佔15%。 [2]

基本用途

泥炭用途廣泛,可用於農業,如作為有機肥料和育苗及花卉培植的土基,還可用於工業,如作為燃料發電、化工(從中提取多種原料)、釀酒、醫藥、製陶以及建築材料等。

燃料

由於泥炭質地鬆軟,容易燃燒,在許多當地盛產泥炭的地方,通常被用來作為日常生活中的燃料使用。

在蘇格蘭地區,泥炭被大量用來作為製造蘇格蘭威士忌的過程中,烘烤已發芽大麥所需的燃料來源。使用泥炭烘乾的大麥具有獨特的煙熏味,已經變成蘇格蘭威士忌的風味特色,稱為泥炭度(Peatiness),這也是“泥炭”這名詞最常被提及的場合。

有機肥料及花卉用土

泥炭地生產力和泥炭的肥力在提高農業產品數量和質量方面越來越獲得高度評價,以泥炭製作的腐殖酸類複合肥料或者直接將其作為有機肥料在農業生產的效益和發展前景被充分肯定。

泥炭是一種相當優良的盆栽花卉用土,可單獨用於盆栽,也可以和珍珠岩、蛭石、河沙、椰糠等配合使用。因為它含有大量的有機質,疏鬆,透氣透水性能好,保水保肥能力強,質地輕,無病害孢子和蟲卵。目前國外園藝事業發達國家,在花卉栽培中,尤其是在育苗和盆栽花卉中多以泥炭作為主要盆栽基質,而主要使用腐葉土、腐殖土等早已成為過去。


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