CN107094444A

CN107094444A - 人为控制碳循环的方法

Info

Publication number: CN107094444A
Application number: CN201610091538.7A
Authority: CN
Inventors: 雷学军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-08-29

Abstract

人为控制碳循环的方法，通过人为干预，控制大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中碳元素的转化速度，其途径是：（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO₂向生物圈中转化、利用，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度与数量；（2）通过驯化养殖水生生物（包括藻类和某些细菌），增加大气圈中CO₂向水圈转移的速度与溶解量，提高水圈中碳酸钙的沉积量；（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO₂向岩石圈中转化。控制大气圈中CO₂浓度，调节温室效应，解除温室效应带来的气候灾害。将大气圈中CO₂维持在地球生命活动的最适浓度。

Description

人为控制碳循环的方法

技术领域

本发明涉及碳源、碳汇、碳循环，属环保领域。

背景技术

大气中的CO₂被陆地和海洋中的植物吸收，通过地质变化、生物及人类活动，又以CO₂的形式返回大气中，造成碳在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中循环。人类活动对碳循环影响最大，使生物圈的碳汇功能减弱，岩石圈成为碳源，导致“温室效应”加剧，对人类的生存与发展带来了严重影响。世界各国都在积极应对气候变暖，减少CO₂排放量。如果人为控制大气圈中的CO₂向生物圈、水圈和岩石圈的转化速度，减缓生物圈、水圈和岩石圈中的CO₂向大气圈中释放，碳循环得到调控，CO₂在大气中造成的“温室效应”危害将得到控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种人为控制碳循环的方法，通过人为干预大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中的碳转化速度，控制大气圈中CO₂浓度，调节温室效应，解除全球升温带来的气候灾害。

在自然界，陆地生态系统和海洋生态系统中的植物通过光合作用，将大气圈中的CO₂转化为有机碳，通过食物链或人类活动，一部分碳又回到大气圈中，另一部分则进入水圈、岩石圈被固定下来。

大气圈中的CO₂由于风和波浪的促进作用，在气和水的界面进行交换进入水圈。通过水圈中的生态系统，一部分动、植物残体在被分解之前被掩埋成为有机沉积物，进入岩石圈。当水圈中CO₂浓度升高时，其中一部分CO₂溢出水面进入大气圈中。

当大气圈中的CO₂变成碳酸后，可转化为重碳酸盐，碳酸盐沉积下来形成石灰岩、白云石和碳质页岩。岩石风化或火山喷发，将其中一部分有机碳和碳酸盐中的碳转移到大气圈中。

亿万年来，碳在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中处于动态平衡。工业革命以来，人类大量使用化石燃料，打破了碳在各圈层中的平衡，导致严重的温室效应和极端气候。雷学军在2015年《中国能源》第5期中指出：“动碳”指地球大气圈中能自由运动，产生温室效应的含碳物质及CO₂当量物质。“静碳”指岩石圈、水圈、生物圈、大气圈中不产生温室效应的含碳物质、CO₂当量物质及其前体物质。在一定的条件下，“动碳”和“静碳”可以互相转化。“动碳”转变为“静碳”时，可降低大气温室效应；“静碳”转变为“动碳”时，可增强大气温室效应。提出对大气碳资源及CO₂当量物质实施技术控制，调控温室效应。

雷学军还在2015年《农业工程》第5期中指出：通过植物碳封存，可以减少大气中的CO₂，降低和提前CO₂排放峰值。

在本申请中，所述的碳循环控制方法是：加快大气圈中CO₂向生物圈、水圈和岩石圈转化。通过植物填埋、封存、使用，延长和减缓生物圈中碳向大气圈中释放的速度；通过增加海洋植物（包括微藻、大型藻类和某些细菌）数量，提高海洋植物光合效率，促进大气圈中CO₂向水圈溶解；通过增加土壤碳汇和碳酸盐的形成，增加岩石圈的碳储量。减少大气圈中温室气体含量，将大气圈中CO₂维持在地球生命活动的最适浓度。其途径是：

（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO₂向生物圈中转化，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度与数量；

（2）通过驯化养殖水生生物，增加大气圈中CO₂向水圈转移的速度与溶解量，提高水体中碳酸钙的沉积量；

（3）通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，加快大气圈中的CO₂向岩石圈中转化。

人为控制碳循环的方法一是加快大气圈中CO₂向生物圈中转化，延长或减缓有机碳的分解。其具体方法如下：

方法一：种植速生碳汇草，进行填埋封碳。

1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO₂转化为固态有机碳的速度，减少大气圈中CO₂的浓度。

2、将速生碳汇草进行填埋，延长有机碳分解时间。

方法二：种植速生碳汇草，加工成碳产品进行碳封存。

1、种植或培育速生的水生与陆生碳汇草，通过收割，获得大量的生物质，加快气态CO₂转化为固态有机碳化合物的速度，减少大气圈中CO₂的浓度。

2、将速生碳汇草进行粉碎、干燥、成型、封存，人为控制有机碳分解时间。

方法三：种植速生碳汇草，加工成建筑材料、包装材料，进行使用封碳。

2、将速生碳汇草进行加工，生产建筑板材、保温材料、包装材料、家具、房屋、纸质品等，增加速生碳汇草产品的适应范围和耐用性，延长速生碳汇草产品使用时间，延长有机碳储存时间。

以在长江中下游地区种植速生碳汇草加工成中纤板为例，具体步骤如下：

（1）选择土层深厚、向阳、排水性能良好的土壤起垄作畦，垄宽1m，垄沟深10～20cm，垄长依地形而定，防止积水。

（2）4月下旬，选取叶芽饱满、无病虫害的茎秆为种节，除去包裹腋芽的叶片，用刀斜切成小段，每段保留1～2个节；在每条土垄中间开1条植沟，按1～1.5 m一根种茎，将种茎平放在种植沟中，用细土覆盖1～2cm。

（3）育苗期管理

小苗出地前保持土壤湿润，幼苗前期生长缓慢，封垄前中耕除草1～2次，结合中耕培土每亩穴施尿素20～25kg；1～2个月速生碳汇草可长到3～5m高。

（4）当植株下部2/3的叶片开始枯黄时进行收割。

（5）清除速生碳汇草中的杂物，粉碎成颗粒后经60～80目筛网筛选，在温度100～120℃下，干燥至含水量为5%～8%。

（6）按质量比为1:4.5～5将胶粘剂均匀喷洒在干燥后的速生碳汇草纤维上，混合后送入成型机，在温度140～160℃，压力3.0～3.5MPa下，热压时间10～15min，压缩比为10～12:1；热压成各种规格的平板、波形板、方、棒、条等；

（7）冷却后切边整形即得速生碳汇草中密度纤维制品，可替代木制品加工成各种家具、用具、房屋等进行应用封碳。

方法四：种植速生碳汇草，作为动物饲料、食品或化工原料，进行应用封碳。

2、将收割的速生碳汇草加工成食品（供人食用或者饮用的成品和原料以及按照传统既是食品又是药品的物品）或动物饲料，延长食物链，减缓碳排放。

方法五：种植速生碳汇草，加工成碳基燃烧，替代化石燃料。

2、将速生碳汇草直接燃烧或加工后替代化石燃料燃烧，减少化石燃料使用量，控制岩石圈中“永久静碳”因人为干预，向大气圈中释放CO₂的速度与数量。

人为控制碳循环的方法二是通过水产品（包括微藻、大型藻类及鱼、虾、蟹、贝）的驯化养殖，加快水体中CO₂的转化与沉积，促进大气圈中CO₂向水圈中的转化。其具体方法如下：

方法一：人工养殖微藻，实现固碳与环境修复双重作用。

微藻是一类古老的低等植物，广泛地分布在海洋、淡水湖泊等水域。许多微藻对水质要求不高，在海水、苦咸水、废水里都能正常生长。目前人工培养的微藻均属于蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。可在滩涂、盐碱地、沙漠、山地丘陵、废弃矿区等地，根据地势修建形状类似于跑道的长方形培养池或圆形培养池，大规模微藻培养。消耗大气中的CO₂，去除废水中的氮、磷、重金属及石油污染物，从而实现固定CO₂、修复水体的目的。

微藻含有蛋白质、脂类、藻多糖、β-胡萝卜素、多种无机元素，不与人争粮、不与粮争地，还能固定CO₂，具有环保和减排效应。可用于医药、食品、饲料、能源、化工、环境净化等领域。

根据地势沿等高线修建开放式培养池，通常滩涂、盐碱地、沙漠等区域，面积较大，可修建长方形培养池；山地丘陵、废弃矿区受地形制约，适宜修建圆形培养池；如果地形允许，优选长方形培养池。

开放式长方形培养池，长度50～100m，宽5～10m，优选长宽比为1:15～20，池中间沿池长方向设置长度为培养池总长90%～95% 的隔离带，将培养池分成对称两半，培养池两端为半圆形，并安装搅拌桨。培养池通常深30～50cm，运行水深5～20cm。通过搅拌桨旋转推动培养液循环流动，促进气液交换，适宜水流速度为0.1～0.2cm/s。为增加培养液中CO₂的含量，可在培养池中设置楔形块调整水流，增加水与空气的接触面。

微藻通常在开放池内进行分批培养，先将培养池、培养液进行消毒灭菌（也可不消毒灭菌），再将微藻接种到培养池中进行培养。根据微藻生长特性，确定培养液中CO₂和氮的浓度、pH值、水温、光照等外在因素。

为促进微藻生长，可将烟气或NaHCO₃注入培养液中。微藻对氮源的需求仅次于碳源，但低氮可促进雨生红球藻中虾青素的积累、小球藻中油脂的积累。

根据季节、温度的不同，微藻的生长速度和产量不同。菱形藻适宜在15～20℃生长，栅藻适宜在20～25℃生长、螺旋藻适宜在25～35℃生长。

根据水质不同，微藻的生长速度和产量也不同。栅藻、小球藻适宜生长的pH值为6.0～7.0、螺旋藻适宜生长的pH 值为9.0～10.0。

螺旋藻的光饱和点为200～250μmol/(m²·s)、铜绿微囊藻的光饱和点为450～500μmol/(m²·s)。

方法二：大型藻类人工养殖

大型藻类以海藻为例，有海带、紫菜、裙带菜、石花菜等，都无维管束组织，没有真正根、茎、叶的分化现象；不开花，无果实和种子；生殖器官无特化的保护组织，常直接由单一细胞产生孢子或配子；以及无胚胎的形成。生长在低潮线以下的浅海区域、海洋与陆地交接的地方，在这里海浪的冲击力比较缓和，海水中含有丰富的矿物质，加上阳光充足。无论是红藻或褐藻，虽然颜色不同，都含有叶绿素，可以利用日光进行光合作用，释放氧气。通过对大型藻类的养殖、捕捞和利用可固定CO₂，实现对碳循环的控制。

雷学军在（CN2013101400986）《通过速生藻类的种植、收获和填埋实现固碳的方法》公开了通过藻类光合作用吸收、固定CO₂的方法。

本发明以紫菜养殖为例，其方法是：

1、养殖区选择

选择水质优良、稍有风浪、位于小潮高潮线下的海域作为紫菜养殖区，最好是海水的含氮量在50mg/m³以上，比重1.01～1.02。

2、养殖器材准备

新的尼纶网帘，使用前在水中浸泡10～15天，去除尼纶网中残留的有害物质。

尼纶网的规格为1.5～2m×2～2.5m，5～15个网连在1根绳上，每个网片中间插1根竹竿或木桩，将网片吊起来，可随水涨退而升降浮动。相邻两组网中的间距为3～5m，相邻两片养殖区中的通道为10～15m。

3、采苗放养

9月，当海水温度下降至25℃左右时下海采苗；采苗10～15天后，肉眼可见苗后分帘。苗帘下海后的10～15天为出苗期，应注意保持苗帘清洁，清除杂藻和污泥，3～5天洗晒苗帘一次，连续10～15天。

4、日常管理

小苗长齐后，每天干露2～3h可抑制绿藻生长。当紫菜长到10cm后，每天干露3～4h。

对高密度养殖区或紫菜出缺肥时，可适当喷施尿素水，按每亩0.5～1kg尿素加水25～50kg喷施在紫菜叶片上，3～5天喷施一次。

5、适时收获

当紫菜叶状体长到20cm以上时进行第一次收获，收菜时适当放松调节绳，使网帘处于浮动状态。以后每隔15～30天收一次，保持藻体细柔。

方法三：鱼蟹混养

鱼、蟹混养可以合理利用水体空间，既可增加收入，又可维护良好的水域生态环境，加快水产品养殖业的碳汇积蓄，增加渔业碳汇能力。

鱼、蟹混养方法是：

1、对将要养殖鱼、蟹的池塘或水库年前排干水，清除水体底部过多的淤泥，淤泥最佳深度10～15cm；经过冬季低温冻晒后，在3月份放鱼苗前的7～10天注水10～20cm，每亩洒施生石灰100～200kg或每亩洒施漂白粉10～15kg彻底消毒。

2、在池塘或水库四周用水泥、塑料、木材、竹子、金属等材质的板或瓦做围栏，围栏入土20～30cm，两面用土夯紧。

3、当水温达到10℃以后，将黑藻株植剪成5～8cm长的茎段，按株行距30～50×30～50cm插入水深10～20cm的池塘中，3～5天后开始生根；当植株长到15～20cm时，将水深加至1.5～2m。

4、当黑藻长到30～50cm时，每亩放规格为10～20g/只的蟹400～500只，规格为100～200g /尾的鲢、鳙各30～50尾，规格为100～200g /尾的青鱼、鲤鱼各3～8尾；鱼蟹种苗要求大小一致，附肢齐全，体质健壮，活动敏捷。

5、根据天气、摄食情况适当投料，保持水色、水质，pH值控制在7.0～8.5，防止鱼蟹生病；10月份到次年2月，根据市场需求捕捞鱼蟹。

方法四：虾贝混养法

虾、贝混养是利用贝类滤食特点，充分利用虾类残饵、浮游生物、底栖生物及微生物，有利于调节生态平衡，净化水质，促进虾、贝生长，增加渔业碳汇能力。

虾、贝混养法是：

1、养殖池的选择

选择受洪水、海浪影响小，附近没有污染源的海边建立养殖池，面积以10～50亩为宜，水面过大增加管理难度。养殖池以长方为宜，两端设进水闸与排水闸。

2、放养前的准备

旧的养殖池在先一批养殖物捕捞后，应将池水排干，彻底清除池底淤泥，并日晒15～30天。放养前10～15天，每亩水面用茶子饼5～8kg、石灰50～100kg或漂白粉10～15kg进行消毒。放养前5～10天，用海水冲洗养殖池1～2遍，再注入海水，控制养殖池水深0.3～0.5m，pH值7.0～8.5，比重1.01～1.02。新建的养殖池可不进行池底消毒，也可按旧养殖池的方法进行消毒。

3、培养基础饵料生物

蛤苗投放之前3～5天，选晴天上午每立方水体施尿素1～1.5g、过磷酸钙0.3～0.5g，根据水色施肥1～2次，培养基础饵料生物。

4、苗种放养

蛤苗比虾苗早投放20～30天，烈日、暴雨天不宜蛤苗投放。蛤苗越早投放，穴居越深，受虾苗伤害就越少。每亩投放规格200～300粒/kg的蛤苗75～100kg，规格1～1.5cm的虾苗1万～1.5万尾。

5、日常管理

虾苗投后15～20天，每天加水5～10cm，直至水深1.5～2m。养殖过程中严禁大排大灌刺激虾苗，产生过激反应。根据水色，15～20天，选晴天上午每立方水体施尿素1～1.5g、过磷酸钙0.3～0.5g，水体透明度保持在40～50cm。

定时、定位投放虾饵，保持饲料新鲜，在饲料中可适当添加微量元素、免疫蛋白、有益菌、蜕壳素等，强化饲料营养和增强虾的免疫能力，促进虾的健康生长，减少病害。

6、适时收获

先排水捕捞虾，注意池底干水时间不能过长，适时进水，防止蛤的死亡。

当蛤壳长到3.0～3.5cm时进行收获，虾蛤混养，难免有些蛤会受到虾的伤害而死亡。去除死蛤的方法是：在桶中盛入等量的海水、海泥和细砂，拌成泥浆，然后将蛤倒入桶中，用木棍搅拌，死蛤和砂石等沉在桶底，好蛤则浮在上中层。将好蛤捞起，用水冲洗干净后即可上市。

方法五：岩溶区藻类养殖

藻类在参与自然界碳循环过程中，以太阳能为动力进行光合作用，一方面消耗水体中的CO₂，引起局部水体pH值的提高，促进水体中HCO₃ ^-转化为CO₃ ^2-，从而造成CaCO₃的沉积。另一方面生长在岩溶水体中的藻类，还可通过碳酸酐酶的催化作用，利用水体中的HCO₃ ^-并合成有机质，CaCO₃随藻类沉积而进入岩石圈。

藻类通过光合作用将大气中的CO₂固定下来，不但可以缓解温室效应，还为自然界提供丰富的物质原料。特别是藻类的钙化固碳作用，一方面加速岩溶区石灰岩的成壤速度，另一方面促进钙、碳等元素的生物地球化学循环。

蓝藻、绿藻属单细胞植物，只要有阳光、水和CO₂就能生长。以在岩溶区、咸涩水体养殖蓝藻、绿藻为例，其步骤是：

1、当平均水温达到20℃以上时，将改良的蓝藻或绿藻原种接种到岩溶区、咸涩水体。最适宜生长温度是25～35℃，水体pH值7.0～10.0。

2、接种后的1～10天为蓝藻生长期，适宜在有机质丰富的碱性、静态水体中生长，对于岩溶区有机质含量偏低的泉水，可适当增加水体含氮量，每立方水施尿素1～10g。

3、接种后的11～20天为蓝藻高峰期，生命力最旺盛，吸收水中的氮较多。可适当搅动水体，水流加快可促进大气中的 CO₂向水中溶解，有利于蓝藻生长和水体中碳酸钙的沉积。

4、接种后的21～30天为老化期，处于新老交替时期，总体活性较弱。当水色有些发黑，及时打捞蓝藻进行综合利用。或用无污染的药剂如高锰酸盐、ClO₂ ^-、O₃等氧化剂，破坏藻细胞的细胞壁、细胞膜及细胞结构中的一些物质（如酶等），抑制蛋白质及核酸的合成，阻碍藻细胞体的生长和繁殖，同时防止藻类厌氧分解产生有毒物质。

人为控制碳循环的方法二是通过提高土壤碳储量，加快大气圈中CO₂向岩石圈转化。其具体方法如下：

方法一：种植速生碳汇草，加工成有机肥或炭基肥料，替代化学肥料。

2、将收割的速生碳汇草直接还田，或通过堆肥与沤肥加工成有机肥与炭基肥料。

方法二：增加土壤有机质含量，提高土壤固碳能力，扩大土壤碳库碳储量。

1、动物残体、植物废弃物经微生物发酵、分解后施入土壤，可改善了土壤团粒结构，提高保水、保肥能力，为植物生长创造良好的土壤环境；植物地上部分产量增加的同进，地下根系也会随着增加，土壤中动植物残体增多。

2、秸秆还田减少田间焚烧，或种植绿肥，直接增加土壤有机质。

3、保护性耕作，减少了对土壤的翻动。深层土壤接触空气的机会减少，残留于田间或另外覆盖于土壤之上的有机物归还到土壤的数量增多。

方法三：碳酸钙通过微生物沉淀，形成的生物沉积岩（生物沉积岩包括叠层石、核形石、树形石、凝块石、某些鲕粒、团粒、球粒和泥晶等类型），加快大气圈中CO₂向岩石圈的转化。

胶质芽孢杆菌又称硅酸盐细菌，能够分解出长石、云母等矿物中的钾、硅，磷灰石中的磷，以及分泌植物生长刺激素及多种酶，可增强作物对一些病害的抵抗力，提高作物产量。同时胶质芽孢杆菌能够产生碳酸酐酶，形成的碳酸钙晶体，对CO₂的固定具有一定的作用。

喀斯特地区的土壤、水体富含钙，接种胶质芽孢杆菌，可加快CO₂水合生成HCO₃ ^-，形成碳酸钙晶体，促进大气圈中CO₂向岩石圈的转化。

具体方法是：

1、称取10g新鲜石灰性土样溶于90mL无菌水中，在25～28℃下培养3～7d，初步筛选出胶质芽孢杆菌，用平板划线分离纯化后保存于PDA（马铃薯葡萄糖琼脂培养基）斜面上。

2、将在PDA培养基上培养48h的真菌孢子刮入无菌水中，充分振荡摇匀，制成1%的孢子悬液。

3、在250mL三角瓶中加入100mL已灭菌的PDA培养基，pH值控制在6.5～8.5，将孢子悬液接入灭过菌的培养基上，在温度25～30℃，转速120～150 r/min下，振荡培养5～7d，复选出固定CO₂和形成碳酸盐能力强的胶质芽孢杆菌。

4、将胶质芽孢杆菌加入有机质中，做成生物质有机肥。

5、将胶质芽孢杆菌有机肥施入石灰性土壤、喀斯特地区的土壤或水体中，不但能增加土壤肥力、还可促进碳酸钙晶体形成，增强土壤固碳能力。

本发明的优点：

1)、全球经济增长的同时，也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价。特别是温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。通过人为控制CO₂循环速度，可缓解全球气候变化。

2）通过植物光合作用，将大气圈中气态的CO₂转入生物圈中形成固态的有机碳化合物，可减缓全球变暖。

3）通过水体吸收大气圈中CO₂，可促进水生生物生长，不但增加水产品的养殖产量，还可降低大气圈中CO₂的浓度。

4）碳酸钙通过微生物沉淀，形成生物沉积岩封CO₂。

具体的实施方式

下面详细说明本发明优选的技术方案，但本发明不限于所提供的实施例。

实施例1通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO₂向生物圈中转化，延长或减缓有机碳的分解。

（2）4月下旬，选取叶芽饱满、无病虫害的茎秆为种节，撕去包裹腋芽的叶片，用刀斜切成小段，每段保留1～2个节；在每条土垄中间开1条植沟，按1～1.5 m一根种茎，将种茎平放在种植沟中，用细土覆盖1～2cm。

（3）育苗期管理

（4）当植株下部2/3的叶片开始枯黄时进行收割。

实施例2通过驯化养殖水生生物，加快水体中CO₂的转化与沉积，促进大气圈中CO₂向水圈中转化。

以在岩溶区、咸涩水体养殖蓝藻、绿藻为例，其步骤是：

（1）当平均水温达到20℃以上时，将改良的蓝藻或绿藻原种接种到岩溶区、咸涩水体。最适宜生长温度是25～35℃，水体pH值7.0～10.0。

（2）接种后的1～10天为蓝藻生长期，适宜在有机质丰富的碱性、静态水体中生长，对于岩溶区有机质含量偏低的泉水，可适当增加水体含氮量，每立方水施尿素1～10g。

（3）接种后的11～20天为蓝藻高峰期，生命力最旺盛，吸收水中的氮较多。可适当搅动水体，水流加快可促进大气中的 CO₂向水中溶解，有利于蓝藻生长和水体中碳酸钙的沉积。

（4）接种后的21～30天为老化期，处于新老交替时期，总体活性较弱。当水色有些发黑，及时打捞蓝藻进行综合利用。或用无污染的药剂如高锰酸盐、ClO₂ ^-、O₃等氧化剂，破坏藻细胞的细胞壁、细胞膜及细胞结构中的一些物质（如酶等），抑制蛋白质及核酸的合成，阻碍藻细胞体的生长和繁殖，加快蓝藻细胞内固定的碳酸钙在水底沉积的速度和数量，同时防止藻类厌氧分解产生有毒物质。按每立方米水用50～100g氧化剂，将其均匀洒入水中，杀灭蓝藻。

实施例3通过提高土壤的碳储量，加快大气圈中CO₂向岩石圈转化。

以石灰性土壤或喀斯特地区施用胶质芽孢杆菌为例，具体步骤如下：

（1）称取10g新鲜石灰性土样溶于90mL无菌水中，在25～28℃下培养3～7d，筛选出胶质芽孢杆菌，用平板划线分离纯化后保存于PDA（马铃薯葡萄糖琼脂培养基）斜面上。

（2）将在PDA培养基上培养48h的真菌孢子刮入无菌水中，充分振荡摇匀，制成1%的孢子悬液。

（3）在250mL三角瓶中加入100mL已灭菌的PDA培养基，pH值控制在6.5～8.5，将孢子悬液接入灭过菌的培养基上，在温度25～30℃，转速120～150 r/min下，振荡培养5～7d，复选出固定CO₂和形成碳酸盐能力强的胶质芽孢杆菌。

（4）将胶质芽孢杆菌加入有机质中，做成生物质有机肥。

（5）将胶质芽孢杆菌有机肥施入石灰性土壤、喀斯特地区的土壤或水体中，不但能增加土壤肥力、还可促进碳酸钙晶体形成，增强土壤固碳能力。

Claims

1.人为控制碳循环的方法，该方法包括的途径有：

（1）通过种植速生碳汇草，加快大气圈中的CO₂向生物圈中转化，通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度、数量；

（2）通过驯化养殖水生生物，增加大气圈中CO₂向水圈转移的速度、溶解量，提高水体中碳酸钙的沉积量；

2.根据权利要求1所述的方法，其中在途径（1）中所述通过植物封存，控制生物圈中碳释放速度，具体步骤如下：

（1）选择土层深厚、向阳、排水性能良好的土壤起垄作畦，垄宽1m，垄沟深10～20cm，垄长依地形而定，防止积水；

（2）4月下旬，选取叶芽饱满、无病虫害的茎秆为种节，除去包裹腋芽的叶片，切成小段，每段保留1～2个节；在每条土垄中间开1条植沟，按1～1.5 m一根种茎，将种茎平放在种植沟中，用细土覆盖1～2cm；

（3）育苗期管理

小苗出土前保持土壤湿润，幼苗前期生长缓慢，封垄前中耕除草1～2次，结合中耕培土每亩穴施尿素20～25kg；1～2个月速生碳汇草株高3～5m；

（4）当植株下部2/3的叶片枯黄时进行收割；

（5）清除速生碳汇草中的杂物，粉碎成颗粒后经60～80目筛网筛选，在温度100～120℃下，干燥至含水量为5%～8%；

（6）按质量比为1:4.5～5将胶粘剂均匀喷洒在干燥后的植物颗粒上，混合后送入成型机，在温度140～160℃，压力3.0～3.5MPa下，热压时间10～15min，压缩比为10～12:1；

（7）冷却后切边整形即得速生碳汇草中密度纤维制品，替代木制品加工成家具、用具、房屋用材，进行应用封碳。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在途径（2）中所述驯化养殖水生生物，提高水体中碳酸钙的沉积量，具体步骤如下：

（1）当平均水温达到25～35℃时，将改良的蓝藻原种接种到pH值7.0～10.0的岩溶区、咸涩水体；

（2）接种后的1～10天为蓝藻生长期，对于岩溶区有机质含量偏低的泉水，每立方米水中施尿素1～10g；

（3）接种后的11～20天为蓝藻高峰期，其间搅动水体，加速大气中的 CO₂向水中溶解，促进水体中碳酸钙的沉积；

（4）接种后的21～30天为老化期，当水色稍发黑；按每立方米水体用50～100g高锰酸盐，均匀洒入蓝藻养殖区，阻碍藻细胞体的生长、繁殖，加快蓝藻细胞内固定的碳酸钙在水底沉积的速度及数量，防止藻类厌氧分解时产生有毒物质。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在途径（3）中所述通过增加土壤中的碳基，促进碳酸盐的形成，具体步骤如下：

（1）称取10g新鲜石灰性土样溶于90mL无菌水中，在25～28℃下培养3～7d，初步筛选出胶质芽孢杆菌，用平板划线分离纯化后保存于PDA斜面上；

（2）将在PDA培养基上培养48h的真菌孢子刮入无菌水中，充分振荡摇匀，制成1%的孢子悬液；

（3）在250mL三角瓶中加入100mL已灭菌的PDA培养基，pH值控制在6.5～8.5，将孢子悬液接入灭过菌的培养基上，在温度25～30℃，转速120～150 r/min下，振荡培养5～7d，复选出固定CO₂、形成碳酸盐能力强的胶质芽孢杆菌；

（4）将胶质芽孢杆菌加入有机物中，做成生物质有机肥；

（5）将胶质芽孢杆菌有机肥施入石灰性土壤、喀斯特地区的土壤中，增加土壤肥力、促进碳酸钙晶体形成，增强土壤固碳能力。