專利名稱：一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高干旱荒漠區(qū)碳固存的技術(shù)，具體涉及利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法。
背景技術(shù)：
全球氣候變化是人類迄今面臨的最大的環(huán)境問題，也是21世紀(jì)人類面臨的最復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一，被列為全球十大環(huán)境問題之首。工業(yè)革命前陸地和大氣之間的碳交換幾乎處于平衡，自工業(yè)革命以來，由于人類對(duì)煤炭、石油等礦物燃料的燃燒和使用，使許多非活動(dòng)狀態(tài)的碳釋放出來，森林、草地等植被的破壞不僅向大氣系統(tǒng)釋放碳，同時(shí)造成生物圈固碳能力的不斷削弱，導(dǎo)致大氣中以CO2為主的溫室氣體濃度的持續(xù)升高，被認(rèn)為是導(dǎo)致全球變暖的重要原因。由于化石燃料燃燒和土地利用變化釋放的CO2其一半左右將保留在大氣
中，剩余的部分則被海水所吸收和植物光合作用所固定，因此，綠色植物形成除海洋生態(tài)系統(tǒng)以外最大的碳匯。近年來研究發(fā)現(xiàn)，盡管礦物燃料燃燒的碳釋放量大幅度增加，但大氣和海洋的年凈吸收量都增加很少，額外碳沉降在很大程度上是由陸地生產(chǎn)力的提高來實(shí)現(xiàn)的，也就是由綠色植物通過光合作用將空氣中的CO2固定，轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳。占全球面積26%的荒漠是目前人類活動(dòng)影響嚴(yán)重的區(qū)域之一，在干旱化、風(fēng)沙化和鹽潰化的重重壓力下，碳固存損失嚴(yán)重。然而，荒漠具有很大的碳蓄積潛力，其潛在的碳匯在全球碳循環(huán)中起著巨大作用。在荒漠生態(tài)系統(tǒng)中，植物地上及其地下部分的生物量構(gòu)成了系統(tǒng)的主要碳庫(kù)，因此，以增加植物地上和地下生物量可以作為一種增加碳固存的有效方式進(jìn)行嘗試。生長(zhǎng)于干旱荒漠區(qū)中的深根系植物胡楊、檉柳和梭梭，以及淺根系植物羅布麻、駱駝刺和鈴鐺刺的根莖萌蘗力都很強(qiáng)，天然串根滋生，可以通過根系無性繁殖，淺根系植物幼苗就已表現(xiàn)出強(qiáng)大的克隆繁殖能力，根蘗一般發(fā)生在地下20-40cm處，I年生幼苗地上的平均分蘗株數(shù)為22-5株，通過斷根萌蘗可以促進(jìn)植株快速成長(zhǎng)發(fā)育，有效增加干旱荒漠區(qū)的生物量總額。在荒漠區(qū)關(guān)于固碳技術(shù)研究相對(duì)薄弱，同時(shí)，由于畜牧業(yè)發(fā)展，牲畜啃食致使淺根系灌叢及草本植物地上部分生物量損失嚴(yán)重，系統(tǒng)更新也受到很大影響，這在一定程度上大大減弱了荒漠區(qū)吸收固定無機(jī)碳的能力；同時(shí)，斷根萌蘗促進(jìn)植物更新技術(shù)多用于成熟的深根系植株，以達(dá)到森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的目的，對(duì)于如羅布麻、駱駝刺及鈴鐺刺等林下草本和灌木的斷根萌蘗增加生物量的技術(shù)還未見報(bào)道，技術(shù)體系還不成熟?？紤]到干旱區(qū)深根系植物和淺根系植物的根莖萌蘗功能，并考慮到植物生物量的快速增加對(duì)無機(jī)碳的有效固定，考慮到新技術(shù)方法的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性，通過人工條播羅布麻、駱駝刺和鈴鐺刺種子，促進(jìn)幼苗發(fā)育，通過人工斷根萌蘗促進(jìn)具有較強(qiáng)萌蘗能力植物生物量的快速累積，進(jìn)而有效固定大氣中的無機(jī)碳，增加干旱荒漠區(qū)碳固存量的目的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，該方法利用植物根莖萌蘗、斷根萌蘗快速增加地表植被覆蓋、植物對(duì)無機(jī)碳固定，通過人工條播羅布麻、駱駝刺和鈴鐺刺種子，人工補(bǔ)水促進(jìn)種子萌發(fā)并復(fù)壯幼苗，通過對(duì)其及周邊深根系植物胡楊、檉柳及梭梭進(jìn)行斷根萌蘗，有效促進(jìn)植物幼苗生長(zhǎng)，迅速增加地表植被覆蓋，進(jìn)而利用植物光合作用吸收固定大氣中的無機(jī)碳CO2，有效增加鹽堿荒地碳固存的目的，以提高在降水量小于200mm，蒸發(fā)量大于2000mm，地表植被稀疏的干旱荒漠區(qū)植被覆蓋度，擴(kuò)大該地區(qū)碳吸收能力，提高區(qū)域碳蓄積量。本發(fā)明所述的一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，按下列步驟進(jìn)行
a、8月底9月初采集本土植被鈴鐺刺、駱駝刺和羅布麻的成熟種子，將種子放入布袋至于陰涼通風(fēng)處儲(chǔ)藏；
b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡楊、檉柳或梭梭外緣的400cm處，挖長(zhǎng)400cm的平行條溝，條溝寬35-40m，深0. 5-lcm，條溝行間距150cm，并使溝首尾連通； C、將鈴鐺刺、駱駝刺或羅布麻種子浸泡在濃度為0. 5%的保水劑為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物溶液中，溫度20°C，浸泡時(shí)間24小時(shí)，然后將浸泡后的種子按厚度l-2cm平鋪于室內(nèi)，并保持濕潤(rùn)，待有白頭露出時(shí)，均勻撒播至溝內(nèi)，播種后用耙將溝面耬一遍，蓋土 Icm后澆水，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜；
d、6月與8月進(jìn)行灌溉，達(dá)到土壤飽和含水量為宜；
e、第三年5月，待苗高達(dá)60-130cm，根長(zhǎng)20_50cm時(shí)，在各苗木外圍兩側(cè)30cm處實(shí)施開溝斷根萌蘗，溝寬20-30cm，溝深20-30cm ；
f、同期，在胡楊、檉柳或梭梭外緣150cm處挖環(huán)狀溝，切斷林木水平根，使斷根外露，萌蘗成苗，斷根溝寬30-40cm，溝深50-70cm ；
g、待根蘗苗長(zhǎng)出后對(duì)步驟b中的平行溝、步驟e中的溝和步驟f 中的環(huán)狀溝進(jìn)行灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量，6月與8月再次進(jìn)行灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保苗木和根蘗幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。步驟c中配制保水劑溶液為將市售保水劑攪入水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，水溫20°C，將配制的溶液浸泡種子500-1000g。該方法中所述的灌溉用水為農(nóng)田灌溉尾水和河道泄洪水。本發(fā)明所述的一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，該方法是一、根據(jù)鄉(xiāng)土性原則，選擇干旱荒漠區(qū)淺根系植物羅布麻、駱駝刺和鈴鐺刺以及深根系植物胡楊、檉柳和梭梭；二、利用這些植物根莖萌蘗較強(qiáng)的功能，分別對(duì)淺根系植物I年生幼苗和深根系成熟植株進(jìn)行斷根萌蘗處理；三、利用斷根萌蘗對(duì)植被更新的作用，利用水分對(duì)條播種子萌發(fā)和萌蘗幼苗復(fù)壯的作用，在種子和幼苗生長(zhǎng)關(guān)鍵期對(duì)種子及萌蘗幼苗進(jìn)行水分補(bǔ)充；四、利用植物利用光合作用吸收大氣無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為地表和地下有機(jī)碳的過程，通過快速增加地表植物生物量，有效增加荒漠區(qū)碳固存的能力。本發(fā)明所述的一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，其特點(diǎn)為
針對(duì)提高氣候變化下干旱荒漠區(qū)吸收溫室氣體CO2，提高碳固存能力的目的，通過充分利用深根系植物和淺根系植物根莖萌蘗，人工補(bǔ)水促進(jìn)種子萌發(fā)，復(fù)壯萌蘗幼苗，促進(jìn)地上植物生物量快速累積，有效增加綠色植物光合固碳的能力，進(jìn)而有效增加荒漠區(qū)碳固存能力的目的，從而提高荒漠區(qū)碳蓄積量。
干旱荒漠區(qū)地表植被稀疏，加之人類大范圍、高強(qiáng)度的干擾，導(dǎo)致地表植被衰敗，群落退化演替嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致該區(qū)域碳蓄積量大幅度下降，目前這種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法可以在極低降水量、極大蒸發(fā)量和地表植被稀疏的自然條件下，用低經(jīng)濟(jì)成本，高技術(shù)操作性的方法科學(xué)增加地表植物覆蓋，增大地表生物量，提高區(qū)域?qū)O2的吸收固定能力，進(jìn)而達(dá)到增加區(qū)域碳蓄積量的目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
a、8月底9月初采集本土植被羅布麻的成熟種子，將種子放入布袋至于陰涼通風(fēng)處儲(chǔ)
藏；
b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡楊外緣400cm處,挖長(zhǎng)400cm的平行條溝,條溝寬35m，深0. 5cm，條溝行間距150cm，并使溝首尾連通；
C、配制保水劑溶液將市售含淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物的保水劑攪入水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，水溫20°C，將羅布麻種子500g浸泡在溶液中，浸泡24小時(shí)，然后將浸泡后的種子按厚度Icm平鋪于室內(nèi)，并保持濕潤(rùn)，待有白頭露出時(shí)，均勻撒播至步驟b平行條溝內(nèi)，播種后用耙將溝面耬一遍，蓋土 Icm后用農(nóng)田尾水灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜；
d、6月與8月用農(nóng)田尾水進(jìn)行灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保這些本土的根莖萌蘗力很強(qiáng)的旱生植物苗木成功發(fā)育；
e、第三年5月，待羅布麻苗高達(dá)60cm，根長(zhǎng)20cm，在羅布麻苗木外圍兩側(cè)30cm處實(shí)施開溝斷根萌蘗，溝寬20cm、溝深20cm ；
f、同期，在胡楊外緣150cm處挖環(huán)狀溝，切斷林木水平根，使斷根外露，萌蘗成苗，斷根溝寬30cm,溝深50cm ；
g、待根蘗苗長(zhǎng)出后對(duì)步驟b的平行溝、步驟e的溝和步驟f的環(huán)狀溝用農(nóng)田尾水進(jìn)行灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜，促進(jìn)苗木及根蘗生長(zhǎng)，6月與8月再次對(duì)步驟b 的平行溝、步驟e的溝和步驟f的環(huán)狀溝統(tǒng)一用農(nóng)田尾水灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保苗木和根蘗幼苗生長(zhǎng)發(fā)育即可。實(shí)施例2:
a、8月底9月初采集本土植物駱駝刺的成熟種子，將種子放入布袋至于陰涼通風(fēng)處儲(chǔ)
藏；
b、第二年春季4月，在深根性植物植株檉柳外緣400cm處,挖長(zhǎng)400cm的平行條溝,條溝寬40m,深I(lǐng)cm,條溝行間距150cm,并使溝首尾連通；
C、配制保水劑溶液將市售含淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物的保水劑攪入水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，水溫20°C，將駱駝刺種子800g浸泡在溶液中，浸泡時(shí)間24小時(shí)，然后將浸泡后的種子按厚度2cm平鋪于室內(nèi)，并保持濕潤(rùn)，待有白頭露出時(shí)，均勻撒播至溝內(nèi)，播種后用耙將溝面耬一遍，蓋土 Icm后用河道泄洪水灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜；
d、6月與8月進(jìn)行河道泄洪水灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保這些本土的根莖萌蘗力很強(qiáng)的旱生植物苗木成功發(fā)育；e、第三年5月，待駱駝刺苗高達(dá)90cm，根長(zhǎng)30cm，在駱駝刺苗木外圍兩側(cè)30cm處實(shí)施開溝斷根萌蘗，溝寬25cm、溝深30cm ；
f、同期，在檉柳外緣150cm處挖環(huán)狀溝，切斷林木水平根，使斷根外露，萌蘗成苗，斷根溝寬35cm，溝深60cm ；
g、待根蘗苗長(zhǎng)出后對(duì)步驟b的平行溝、步驟e的溝和步驟f的環(huán)狀溝進(jìn)行用河道泄洪水灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜，促進(jìn)苗木及根蘗生長(zhǎng)，6月與8月再次對(duì)步驟b的平行溝、步驟e的溝和步驟f的環(huán)狀溝統(tǒng)一河道泄洪水灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保苗木和根蘗幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。 實(shí)施例3:
a、8月底9月初采集本土植物鈴鐺刺的成熟種子，將種子放入布袋至于陰涼通風(fēng)處儲(chǔ)
藏；
b、第二年春季4月，在深根性植物植株梭梭外緣400cm處,挖400cm長(zhǎng)的平行條溝,條溝寬38m,深I(lǐng)cm,條溝行間距150cm,并使溝首尾連通；
C、配制保水劑溶液將市售含淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物的保水劑攪入水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，水溫20°C，將鈴鐺刺種子IOOOg浸泡在溶液中，浸泡時(shí)間24小時(shí)，然后將浸泡后的種子按厚度2cm平鋪于室內(nèi)，并保持濕潤(rùn)，待有白頭露出時(shí)，均勻撒播至溝內(nèi)，播種后用耙將溝面耬一遍，蓋土 Icm后用農(nóng)田尾水灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜；
d、6月與8月進(jìn)行用農(nóng)田尾水灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保這些本土的根莖萌蘗力很強(qiáng)的旱生植物苗木成功發(fā)育；
e、第三年5月，待鈴鐺刺苗高達(dá)130cm，根長(zhǎng)50cm，在鈴鐺刺苗木外圍兩側(cè)30cm處實(shí)施開溝斷根萌蘗，溝寬30cm、溝深25cm ；
f、同期，在梭梭外緣150cm處挖環(huán)狀溝，切斷林木水平根，使斷根外露，萌蘗成苗，斷根溝寬40cm，溝深70cm ；
g、待根蘗苗長(zhǎng)出后對(duì)步驟b的平行溝、步驟e的溝和步驟f 的環(huán)狀溝進(jìn)行用農(nóng)田尾水灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜，促進(jìn)苗木及根蘗生長(zhǎng)，6月與8月再次步驟b的平行溝、步驟e的溝和步驟f的環(huán)狀溝統(tǒng)一用農(nóng)田尾水灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保苗木和根蘗幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。
權(quán)利要求
1.一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行 a、8月底9月初采集本土植被鈴鐺刺、駱駝刺和羅布麻的成熟種子，將種子放入布袋至于陰涼通風(fēng)處儲(chǔ)藏； b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡楊、檉柳或梭梭外緣的400cm處，挖長(zhǎng)400cm的平行條溝，條溝寬35-40m，溝深0. 5-lcm，條溝行間距150cm，并使溝首尾連通； C、將鈴鐺刺或駱駝刺或羅布麻種子浸泡在濃度為0. 5%的保水劑為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物溶液中，溫度20°C，浸泡時(shí)間24小時(shí)，然后將浸泡后的種子按厚度l-2cm平鋪于室內(nèi)，并保持濕潤(rùn)，待有白頭露出時(shí)，均勻撒播至溝內(nèi)，播種后用耙將溝面耬一遍，蓋土 Icm后澆水，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量為宜； d、6月與8月進(jìn)行灌溉，達(dá)到土壤飽和含水量為宜； e、第三年5月，待苗高達(dá)60-130cm，根長(zhǎng)20_50cm時(shí)，在各苗木外圍兩側(cè)30cm處實(shí)施開溝斷根萌蘗，溝寬20-30cm，溝深20-30cm ； f、同期，在胡楊、檉柳或梭梭外緣150cm處挖環(huán)狀溝，切斷林木水平根，使斷根外露，萌蘗成苗，斷根溝寬30-40cm，溝深50-70cm ； g、待根蘗苗長(zhǎng)出后對(duì)步驟b中的平行溝、步驟e中的溝和步驟f 中的環(huán)狀溝進(jìn)行灌溉，灌溉量以達(dá)到土壤飽和含水量，6月與8月再次進(jìn)行灌溉，保證達(dá)到土壤飽和含水量為宜，確保苗木和根蘗幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟c中配制保水劑溶液為將市售保水劑攪入水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，水溫20°C，將配制的溶液浸泡種子500-1000g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法中所述的灌溉用水為農(nóng)田灌溉尾水和河道泄洪水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用根莖萌蘗提高干旱荒漠區(qū)固碳的方法，該方法利用植物根莖萌蘗、斷根萌蘗快速增加地表植被覆蓋、植物對(duì)無機(jī)碳固定，通過人工條播羅布麻、駱駝刺和鈴鐺刺種子，人工補(bǔ)水促進(jìn)種子萌發(fā)并復(fù)壯幼苗，通過對(duì)其及周邊深根系植物胡楊、檉柳及梭梭進(jìn)行斷根萌蘗，有效促進(jìn)植物幼苗生長(zhǎng)，迅速增加地表植被覆蓋，進(jìn)而利用植物光合作用吸收固定大氣中的無機(jī)碳CO2，有效增加鹽堿荒地碳固存的目的，以提高在降水量小于200mm，蒸發(fā)量大于2000mm，地表植被稀疏的干旱荒漠區(qū)植被覆蓋度，擴(kuò)大該地區(qū)碳吸收能力，提高區(qū)域碳蓄積量。
文檔編號(hào)A01G23/00GK102986435SQ20121053624
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者黃湘, 馬建新, 陳亞寧, 李衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所