CN102986435B - 一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，该方法利用植物根茎萌蘖、断根萌蘖快速增加地表植被覆盖、植物对无机碳固定，通过人工条播罗布麻、骆驼刺和铃铛刺种子，人工补水促进种子萌发并复壮幼苗，通过对其及周边深根系植物胡杨、柽柳及梭梭进行断根萌蘖，有效促进植物幼苗生长，迅速增加地表植被覆盖，进而利用植物光合作用吸收固定大气中的无机碳CO₂，有效增加盐碱荒地碳固存的目的，以提高在降水量小于200mm，蒸发量大于2000mm，地表植被稀疏的干旱荒漠区植被覆盖度，扩大该地区碳吸收能力，提高区域碳蓄积量。

Description

一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法

技术领域

本发明涉及提高干旱荒漠区碳固存的技术，具体涉及利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法。

背景技术

全球气候变化是人类迄今面临的最大的环境问题，也是2l世纪人类面临的最复杂的挑战之一，被列为全球十大环境问题之首。工业革命前陆地和大气之间的碳交换几乎处于平衡，自工业革命以来，由于人类对煤炭、石油等矿物燃料的燃烧和使用，使许多非活动状态的碳释放出来，森林、草地等植被的破坏不仅向大气系统释放碳，同时造成生物圈固碳能力的不断削弱，导致大气中以CO₂为主的温室气体浓度的持续升高，被认为是导致全球变暖的重要原因。由于化石燃料燃烧和土地利用变化释放的CO₂其一半左右将保留在大气中，剩余的部分则被海水所吸收和植物光合作用所固定，因此，绿色植物形成除海洋生态系统以外最大的碳汇。近年来研究发现，尽管矿物燃料燃烧的碳释放量大幅度增加，但大气和海洋的年净吸收量都增加很少，额外碳沉降在很大程度上是由陆地生产力的提高来实现的，也就是由绿色植物通过光合作用将空气中的CO₂固定，转化为有机碳。

占全球面积26%的荒漠是目前人类活动影响严重的区域之一，在干旱化、风沙化和盐渍化的重重压力下，碳固存损失严重。然而，荒漠具有很大的碳蓄积潜力，其潜在的碳汇在全球碳循环中起着巨大作用。在荒漠生态系统中，植物地上及其地下部分的生物量构成了系统的主要碳库，因此，以增加植物地上和地下生物量可以作为一种增加碳固存的有效方式进行尝试。

生长于干旱荒漠区中的深根系植物胡杨、柽柳和梭梭，以及浅根系植物罗布麻、骆驼刺和铃铛刺的根茎萌蘖力都很强，天然串根滋生，可以通过根系无性繁殖，浅根系植物幼苗就已表现出强大的克隆繁殖能力，根蘖一般发生在地下20-40cm处，1年生幼苗地上的平均分蘖株数为22-5株，通过断根萌蘖可以促进植株快速成长发育，有效增加干旱荒漠区的生物量总额。

在荒漠区关于固碳技术研究相对薄弱，同时，由于畜牧业发展，牲畜啃食致使浅根系灌丛及草本植物地上部分生物量损失严重，系统更新也受到很大影响，这在一定程度上大大减弱了荒漠区吸收固定无机碳的能力；同时，断根萌蘖促进植物更新技术多用于成熟的深根系植株，以达到森林生态系统恢复的目的，对于如罗布麻、骆驼刺及铃铛刺等林下草本和灌木的断根萌蘖增加生物量的技术还未见报道，技术体系还不成熟。

考虑到干旱区深根系植物和浅根系植物的根茎萌蘖功能，并考虑到植物生物量的快速增加对无机碳的有效固定，考虑到新技术方法的经济性和技术可行性，通过人工条播罗布麻、骆驼刺和铃铛刺种子，促进幼苗发育，通过人工断根萌蘖促进具有较强萌蘖能力植物生物量的快速累积，进而有效固定大气中的无机碳，增加干旱荒漠区碳固存量的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，该方法利用植物根茎萌蘖、断根萌蘖快速增加地表植被覆盖、植物对无机碳固定，通过人工条播罗布麻、骆驼刺和铃铛刺种子，人工补水促进种子萌发并复壮幼苗，通过对其及周边深根系植物胡杨、柽柳及梭梭进行断根萌蘖，有效促进植物幼苗生长，迅速增加地表植被覆盖，进而利用植物光合作用吸收固定大气中的无机碳CO₂，有效增加盐碱荒地碳固存的目的，以提高在降水量小于200mm，蒸发量大于2000mm，地表植被稀疏的干旱荒漠区植被覆盖度，扩大该地区碳吸收能力，提高区域碳蓄积量。

本发明所述的一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，按下列步骤进行：

a、8月底9月初采集本土植被铃铛刺、骆驼刺和罗布麻的成熟种子，将种子放入布袋至于阴凉通风处储藏；

b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡杨、柽柳或梭梭外缘的400cm处，挖长400cm的平行条沟，条沟宽35-40m，深0.5-1cm，条沟行间距150cm，并使沟首尾连通；

c、将铃铛刺、骆驼刺或罗布麻种子浸泡在浓度为0.5%的保水剂为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物溶液中，温度20℃，浸泡时间24小时，然后将浸泡后的种子按厚度1-2cm平铺于室内，并保持湿润，待有白头露出时，均匀撒播至沟内，播种后用耙将沟面耧一遍，盖土1cm后浇水，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜；

d、6月与8月进行灌溉，达到土壤饱和含水量为宜； 

e、第三年5月，待苗高达60-130cm，根长20-50cm时，在各苗木外围两侧30cm处实施开沟断根萌蘖，沟宽20-30cm，沟深20-30cm；

f、同期，在胡杨、柽柳或梭梭外缘150cm处挖环状沟，切断林木水平根，使断根外露，萌蘖成苗，断根沟宽30-40cm，沟深50-70cm； 

g、待根蘖苗长出后对步骤b中的平行沟、步骤e中的沟和步骤f中的环状沟进行灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量，6月与8月再次进行灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保苗木和根蘖幼苗生长发育。

步骤c中配制保水剂溶液为将市售保水剂搅入水中配制成浓度为0.5%的溶液，搅拌20分钟，水温20℃，将配制的溶液浸泡种子500-1000g。

该方法中所述的灌溉用水为农田灌溉尾水和河道泄洪水。

本发明所述的一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，该方法是：一、根据乡土性原则，选择干旱荒漠区浅根系植物罗布麻、骆驼刺和铃铛刺以及深根系植物胡杨、柽柳和梭梭；二、利用这些植物根茎萌蘖较强的功能，分别对浅根系植物1年生幼苗和深根系成熟植株进行断根萌蘖处理；三、利用断根萌蘖对植被更新的作用，利用水分对条播种子萌发和萌蘖幼苗复壮的作用，在种子和幼苗生长关键期对种子及萌蘖幼苗进行水分补充；四、利用植物利用光合作用吸收大气无机碳转化为地表和地下有机碳的过程，通过快速增加地表植物生物量，有效增加荒漠区碳固存的能力。

本发明所述的一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，其特点为：

针对提高气候变化下干旱荒漠区吸收温室气体CO₂，提高碳固存能力的目的，通过充分利用深根系植物和浅根系植物根茎萌蘖，人工补水促进种子萌发，复壮萌蘖幼苗，促进地上植物生物量快速累积，有效增加绿色植物光合固碳的能力，进而有效增加荒漠区碳固存能力的目的，从而提高荒漠区碳蓄积量。

干旱荒漠区地表植被稀疏，加之人类大范围、高强度的干扰，导致地表植被衰败，群落退化演替严重，进而导致该区域碳蓄积量大幅度下降。

具体实施方式

实施例1：

a、8月底9月初采集本土植被罗布麻的成熟种子，将种子放入布袋至于阴凉通风处储藏；

b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡杨外缘400cm处，挖长400cm的平行条沟，条沟宽35m，深0.5cm，条沟行间距150cm，并使沟首尾连通；

c、配制保水剂溶液：将市售含淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物的保水剂搅入水中配制成浓度为0.5%的溶液，搅拌20分钟，水温20℃，将罗布麻种子500g浸泡在溶液中，浸泡24小时，然后将浸泡后的种子按厚度1cm平铺于室内，并保持湿润，待有白头露出时，均匀撒播至步骤b平行条沟内，播种后用耙将沟面耧一遍，盖土1cm后用农田尾水灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜；

d、6月与8月用农田尾水进行灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保这些本土的根茎萌蘖力很强的旱生植物苗木成功发育； 

e、第三年5月，待罗布麻苗高达60cm，根长20cm，在罗布麻苗木外围两侧30cm处实施开沟断根萌蘖，沟宽20cm、沟深20cm；

f、同期，在胡杨外缘150cm处挖环状沟，切断林木水平根，使断根外露，萌蘖成苗，断根沟宽30cm，沟深50cm； 

g、待根蘖苗长出后对步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟用农田尾水进行灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜，促进苗木及根蘖生长，6月与8月再次对步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟统一用农田尾水灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保苗木和根蘖幼苗生长发育即可。

实施例2：

a、8月底9月初采集本土植物骆驼刺的成熟种子，将种子放入布袋至于阴凉通风处储藏；

b、第二年春季4月，在深根性植物植株柽柳外缘400cm处，挖长400cm的平行条沟，条沟宽40m，深1cm，条沟行间距150cm，并使沟首尾连通；

c、配制保水剂溶液：将市售含淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物的保水剂搅入水中配制成浓度为0.5%的溶液，搅拌20分钟，水温20℃，将骆驼刺种子800g浸泡在溶液中，浸泡时间24小时，然后将浸泡后的种子按厚度2cm平铺于室内，并保持湿润，待有白头露出时，均匀撒播至沟内，播种后用耙将沟面耧一遍，盖土1cm后用河道泄洪水灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜；

d、6月与8月进行河道泄洪水灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保这些本土的根茎萌蘖力很强的旱生植物苗木成功发育； 

e、第三年5月，待骆驼刺苗高达90cm，根长30cm，在骆驼刺苗木外围两侧30cm处实施开沟断根萌蘖，沟宽25cm、沟深30cm；

f、同期，在柽柳外缘150cm处挖环状沟，切断林木水平根，使断根外露，萌蘖成苗，断根沟宽35cm，沟深60cm； 

g、待根蘖苗长出后对步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟进行用河道泄洪水灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜，促进苗木及根蘖生长，6月与8月再次对步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟统一河道泄洪水灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保苗木和根蘖幼苗生长发育。

实施例3：

a、8月底9月初采集本土植物铃铛刺的成熟种子，将种子放入布袋至于阴凉通风处储藏；

b、第二年春季4月，在深根性植物植株梭梭外缘400cm处，挖400cm长的平行条沟，条沟宽38m，深1cm，条沟行间距150cm，并使沟首尾连通；

c、配制保水剂溶液：将市售含淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物的保水剂搅入水中配制成浓度为0.5%的溶液，搅拌20分钟，水温20℃，将铃铛刺种子1000g浸泡在溶液中，浸泡时间24小时，然后将浸泡后的种子按厚度2cm平铺于室内，并保持湿润，待有白头露出时，均匀撒播至沟内，播种后用耙将沟面耧一遍，盖土1cm后用农田尾水灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜；

d、6月与8月进行用农田尾水灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保这些本土的根茎萌蘖力很强的旱生植物苗木成功发育； 

e、第三年5月，待铃铛刺苗高达130cm，根长50cm，在铃铛刺苗木外围两侧30cm处实施开沟断根萌蘖，沟宽30cm、沟深25cm；

f、同期，在梭梭外缘150cm处挖环状沟，切断林木水平根，使断根外露，萌蘖成苗，断根沟宽40cm，沟深70cm； 

g、待根蘖苗长出后对步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟进行用农田尾水灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜，促进苗木及根蘖生长，6月与8月再次步骤b的平行沟、步骤e的沟和步骤f的环状沟统一用农田尾水灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保苗木和根蘖幼苗生长发育。

Claims (3)

1.一种利用根茎萌蘖提高干旱荒漠区固碳的方法，其特征在于按下列步骤进行：

a、8月底9月初采集本土植被铃铛刺、骆驼刺和罗布麻的成熟种子，将种子放入布袋至于阴凉通风处储藏；

b、第二年春季4月，在深根性植物植株胡杨、柽柳或梭梭外缘的400cm处，挖长400cm的平行条沟，条沟宽35-40m，沟深0.5-1cm，条沟行间距150cm，并使沟首尾连通；

c、将铃铛刺或骆驼刺或罗布麻种子浸泡在浓度为0.5%的保水剂为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物溶液中，温度20℃，浸泡时间24小时，然后将浸泡后的种子按厚度1-2cm平铺于室内，并保持湿润，待有白头露出时，均匀撒播至沟内，播种后用耙将沟面耧一遍，盖土1cm后浇水，灌溉量以达到土壤饱和含水量为宜；

d、6月与8月进行灌溉，达到土壤饱和含水量为宜； 

e、第三年5月，待苗高达60-130cm，根长20-50cm时，在各苗木外围两侧30cm处实施开沟断根萌蘖，沟宽20-30cm，沟深20-30cm；

f、同期，在胡杨、柽柳或梭梭外缘150cm处挖环状沟，切断林木水平根，使断根外露，萌蘖成苗，断根沟宽30-40cm，沟深50-70cm； 

g、待根蘖苗长出后对步骤b中的平行沟、步骤e中的沟和步骤f中的环状沟进行灌溉，灌溉量以达到土壤饱和含水量，6月与8月再次进行灌溉，保证达到土壤饱和含水量为宜，确保苗木和根蘖幼苗生长发育。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤c中配制保水剂溶液为将市售保水剂搅入水中配制成浓度为0.5%的溶液，搅拌20分钟，水温20℃，将配制的溶液浸泡种子500-1000g。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法中所述的灌溉用水为农田灌溉尾水和河道泄洪水。