在自然环境中，生物炭的表面化学性质可被生物-非生物介导的氧化和吸附-解析等过程所改变，比如大气中悬浮生物炭颗粒的表面结构会被太阳光中的紫外线氧化，继而沉降进入土壤或沉积物中。现阶段关于生物炭的研究，多关注新近制备生物炭的生物地球化学动态，而较少关注非生物氧化过程对生物炭后续环境行为的影响。
沈阳应用生态研究所土壤化学组王汝振博士与美国普度大学Timothy Filley教授合作研究，进行了生物炭紫外光氧化-土壤矿化实验研究，获取紫外光氧化生物炭（PyOMUV）和未经氧化生物炭（PyOMW），并结合稳定性碳同位素技术，研究两种生物炭在土壤中矿化特征。结果表明，前期光氧化阶段促进了生物炭降解，且使生物炭表面含氧基团增加；后续土壤添加实验发现，光氧化阶段导致生物炭表面结构的变化，会显著影响生物炭在土壤中矿化动态及相关降解酶活性。与添加PyOMW处理相比，光氧化使生物炭中活性碳库降解，进而导致其在土壤中矿化速率降低3.7倍，总碳矿化量低13%，土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著降低；但PyOMUV与PyOMW添加处理下两种氧化酶活性均高于对照处理，两种生物炭添加均抑制了原土壤有机碳矿化（即负激发效应，见图 1，2）。由此可见，生物炭在环境中非生物氧化过程（如紫外线照射），会显著影响其后续在土壤中生物地球化学动态，降低生物炭和原土壤有机碳的周转速率。
该研究在土壤学期刊Geoderma上发表（Wang et al. 2017, Photooxidation of pyrogenic organic matter reduces its reactive, labile C pool and the apparent soil oxidative microbial enzyme response）。
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图 1 光氧化生物炭（PyOMUV）和未氧化生物炭（PyOMW）添加所产生的激发效应对比
图 2 两种生物炭添加对土壤有机碳各碳库的影响
