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    2. 湖南省林業科學院2012-2022年科技創新亮點成果展(七)
      來源:  作者: 時間:2022/10/27

      生物環境工程研究所

       打造林業生態修復與生物質資源化相融合的可持續發展新樣板 

          生物環境工程研究所立足林業特色,緊扣生態環境與生物質資源化主題,系統開展了濕地、土壤環境治理與生態修復,生物質熱化學轉化、生物轉化以及林業碳匯、碳減排評估與調控技術等方面的科學理論研究和技術產品開發。同時,在生態環境監測與評價、生態環境保護修復工程建設的技術引進、技術咨詢和規劃設計服務方面開展了大量成果轉化工作。團隊自2015年組建以來,全所成員統一思想,真抓實干,在科技創新、平臺建設和人才培養等方面取得了不斐的成績。

          一、實現基礎研究從無到有,從弱到強的戰略攀升

      團隊成立之初,圍繞土壤修復、濕地生態治理和生物質綜合利用三大核心領域制定了15年發展規劃。歷時7年攻堅克難的發展歷程,累計主持和參與國家重點研發計劃、國家自然科學基金、省重點研發計劃等各類項目100余項,其中團隊成員作為項目負責人主持國家自然科學基金4項;發表科技論文110余篇,其中SCI論文90篇;授權專利30項,計算機軟件著作權2項,參編專著3部,制訂地方標準1項。

         (一)林業剩余物制備土壤修復營養基材技術
         
      聚焦木本油料加工剩余物、濕地刈割植物等典型林業剩余物資源化利用問題,通過好氧發酵轉化技術路線,挖掘轉化產物在土壤修復方面的應用潛力,研發了“中心導向實時溫度補償策略程序控制裝置”,實現了對大型好氧堆體條件下發酵核心區域的熱質傳遞過程模擬,研究了不同類型的林業剩余物的好氧發酵行為,解析了不同轉化產物對土壤的改良機制;以濕地刈割植物為處理對象,構建了濕地植物及污泥預處理、物料好氧發酵生物轉化以及礦區重金屬污染土壤修復材料應用的技術體系。上述工作為探尋林業剩余物多層次、高值化和低碳化的轉化途徑提供了技術支撐。通過技術應用,指導建設在衡東縣的山水林田湖草生態修復工程在省林業局組織的2017年度試點驗收評估中被評為“優秀試點”,并在2020年入選“湖南省首屆國土空間生態修復十大范例”,取得了良好的社會、生態和經濟效益。

       

      1 林業剩余物好氧發酵轉化及礦區重金屬污染土壤應用模式

       

      2 衡東新塘山水林田湖草生態修復工程

       

          (二)重金屬污染礦山生態治理核心技術

      聚焦重金屬污染土壤的植物-微生物聯合修復技術瓶頸,取得了重金屬高效生物穩定化的共性技術創新,建立了重金屬原位修復功能微生物資源篩選的標準技術體系,研創了炭基材料固定化微生物高效緩釋定殖的應用技術,形成了一批木本植物-功能菌-炭基材料聯合修復土壤重金屬的新模式;研究了微生物在重金屬植物修復中抗逆促生的分子機理,獲得多個微生物定向調控植物重金屬萃取的作用靶點,闡明了原位修復中根系微生物的組裝策略,挖掘出植物抗逆水平的微生物指示種群,明晰了重金屬脅迫下植物-微生物良性互作機制。通過技術示范,在郴州市瑪瑙山開展的標準化生態修復示范區建設,通過“修復植物-修復基質-功能菌群”聯合修復手段,有效減少了含土壤重金屬的遷移擴散,實現了重金屬的植物高效富集與剩余物無害化資源化處置的有機結合,為我省數量眾多的重金屬尾礦廢棄地生態治理提供了新的治理思路和示范案例。


       3 內生菌-生物炭-植物協同強化鎘污染土壤固定化修復

       

       

       
      4 郴州市重金屬污染場地生態修復現場

       

        

          (三)生物質資源化和碳減排技術

      團隊聚焦低氧烘焙林業生物質協同高效脫水污泥制備成型燃料及污染控制關鍵技術、生物環境修復材料制備技術以及林業生物質儲運中品質保持和溫室氣體減控的核心調控技術,揭示了原料預處理、混配加工和過程污染控制的協同調控機制,探明了物料品質變化和溫室氣體生成行為的影響規律,解決了林業生物質安全穩定儲運和高效轉化的關鍵技術問題。自2014年以來,團隊成員多次以“三區人才”、科技特派員和科技專家服務團成員等身份對我省多地企業予以技術指導,成果已在湖南鑫恒、深圳洪樺以及郴州市蘇仙區、湖北省大冶市的尾砂庫生態修復工程、省內退耕還林還濕、小微濕地和山水林田湖草等項目中應用。2022年3月,湖南衛視對團隊在木本油料資源化、重金屬污染場地生態修復等方面的工作做了報道,并在3月26日的湖南衛視午間新聞中播出。

       

      5 油茶皮殼儲藏過程對成型行為和成型燃料品質的調控技術

       

          二、推進高水平科研平臺建設

      團隊配合推進了“省部共建木本油料資源利用國家重點實驗室”和“中國油茶科創谷”的相關工作,參與了“岳麓山實驗室林業片區建設方案”的建言獻策,共建了中加生物能源中心、中意低碳技術研究中心、中國可再生能源學會長沙服務站、湖南省發改委節能監察中心共建平臺、湖南環境治理技術與應用創新聯合體和洞庭湖流域生態保護修復國家創新聯盟等合作交流平臺。推進了我院與加拿大英屬哥倫比亞大學合作諒解備忘錄的簽訂,協助我院與意大利馬爾凱理工大學、中南林業科技大學三方簽署了合作協議。通過國際合作平臺,實現人員互訪二十余人次,爭取國際合作項目5項,聯合發表高水平SCI論文12篇。

      6 科研互訪與協議簽訂

       

          三、抓實人才成長培育,蓄力科技創新

      生物環境工程研究所依托湖南省林業科學院先后培養出湖湘青年英才1名、湖南省林業科技創新杰出青年2名、長沙市杰出創新青年2名,培養博士3名、博士后5名。1人當選長沙市林學會副理事長和中國林學會森林土壤專業委員會委員,1人當選全國分析與應用裂解學術會議理事會常務理事、中國可再生能源學會生物質能專業委員會委員/副秘書長。團隊現有固定專業技術人員15名,其中博士學歷8名,與國內外多所高校聯合培養博士、碩士研究生50余名。2015年至今,3次被評為院“先進集體”,2018年獲湖南省林業局“湖南林業科技創新優秀團隊”表彰。團隊成員多次榮獲省直機關優秀共產黨員、省林業系統優秀共產黨員、先進人物和最美科技工作者等榮譽稱號。

       

      7 博士后出入站照片

       

       

       

       
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