CN108370881A - 草本植物应对全球气候变化的方法 - Google Patents

Abstract

草本植物应对全球气候变化的方法，包括：（1）以草本植物为主体，治理石漠化、沙漠化，控制海岸侵蚀和水土流失，防止地球生态系统崩溃瓦解；（2）在石漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失区域种植草本植物，固定表土层，恢复或重建植被，控制岩石圈中的碳向大气圈和水圈中释放；（3）利用速生草本植物生长发育迅速、捕碳效率高、生物量巨大的特性，将大气圈中的动碳转化为静碳，发展新气候经济，进一步促进农、林、牧、副、渔业生物固碳量的增加，实现世界零碳发展模式；生态建设是最好的减排方式，二氧化碳是人类的宝贵财富。尊重自然、顺应自然、保护自然、引导自然，解决生态、环境、资源、经济与全球气候变化问题。

Description

草本植物应对全球气候变化的方法

技术领域

本发明涉及一种草本植物应对全球气候变化的方法，属环保领域。

背景技术

蒸汽机开启了人类的工业文明，沉睡在地下的煤炭、石油、天然气被开采燃烧，释放出大量的CO₂、NO_x等温室气体，导致大气温室效应显著增强，打破了地球上水、气、冰共存的气候平衡状态，引起海平面上升、海洋风暴增多、海岸侵蚀、陆地面积减少、沙漠化加剧、土地干旱、农作物减产、雾霾肆虐、病虫害、热射病、传染性疾病及生物多样性丧失等等，威胁着人类的生存与发展。为实现工业化以来全球升温不超过2℃的目标，世界各国都面临着碳减排的严峻挑战。

为应对全球气候变化，2015年12月在巴黎召开了第21届联合国气候变化大会，《巴黎协定》提出：“本世纪下半叶全球实现温室气体净零排放”。但目前还没有一种用草本植物来降低大气CO₂浓度，控制石漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失，防止生态系统进一步恶化，恢复或重建植被，发展新气候经济，应对全球气候变化的方法。

发明内容

草本植物应对全球气候变化的方法，包括：（1）以草本植物为主体，治理石漠化、沙漠化，控制海岸侵蚀和水土流失，防止地球生态系统崩溃瓦解；（2）在石漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失区域种植草本植物，固定表土层，恢复或重建植被，控制岩石圈中的碳向大气圈和水圈中释放；（3）利用速生草本植物生长发育迅速、捕碳效率高、生物量巨大的特性，将大气圈中的动碳转化为静碳，发展新气候经济，进一步促进农、林、牧、副、渔业生物固碳量的增加，实现世界零碳发展模式；生态建设是最好的减排方式，二氧化碳是人类的宝贵财富。尊重自然、顺应自然、保护自然、引导自然，解决生态、环境、资源、经济与全球气候变化问题。

草本植物应对全球气候变化，发展新气候经济的方法包括：采用生物育种技术，改良遗传特性，选育优良高产的草本植物品种，在单位时间内反复收获，实现生物质飞跃大增产，将大气圈中的CO₂转入生物圈中，发展育种、种植经济，增加生物捕碳量；种草、造灌、植树，形成多盖度的复合生态系统，发展生态固碳经济，扩大植物蓄碳量；改良耕作方式，生产、使用生物有机肥，增加土壤中生物质总量及动物、微生物的种群数量，发展土壤固碳经济，提高土壤储碳量；运用生物技术，加工生物碳产品，制备生物制品，发展生物固碳经济，拓展生物封碳量；繁育丰产的水生生物，发展渔业固碳经济，加大水圈转碳量；扩大畜牧业规模，发展畜牧业固碳经济，扩充动物传碳量；收集生物质直接填埋，把生物碳输入岩石圈，发展碳封存经济，限制大气总碳量；将清洁能源替代化石燃料，发展新能源经济，控制大气增碳量；采取节能减排措施，提高能效，发展碳减排经济，减少人为排碳量；综合开发利用大气碳资源，建立人工碳库，发展碳循环经济，创造大气分碳量。具体步骤包括：将草本植物粉碎，成型封存、输入土壤或添加到建材中制备成新型建筑材料，进行生物碳封存。

长期以来，人们只认为草具有净化空气、吸收噪音、减少水土流失和土地荒漠化、保持生物多样性、改良土壤、培肥地力、涵养水源、饲养动物等作用，忽视了“草业固碳”方面的研究和实践，把目光和人力、物力、财力倾注在“森林固碳”上。而世界森林面积仅40亿公顷，形成于6500万年以前，碳蓄积总量约2890亿吨，工业化、城市化和现代化建设使森林面积不断地减少，碳储总量也在大幅下降。

本发明提出“光合作用的降温效应与储能效应理论”：“降温效应”是指地球生物圈通过光合作用吸收CO₂，减少大气圈中的CO₂总量，增加下垫面对太阳辐射的反射，降低温室效应的现象；“储能效应”是指地球生物圈吸收太阳能，转变成化学能的形式储存在生物质中的现象。增加地球生物圈光合作用的空间、面积和光合作用生成物的总量，可使地球表面的“降温效应”和“储能效应”增强；减少地球生物圈光合作用的空间、面积和生成物的总量，可使地球表面的“降温效应”和“储能效应”减弱。

“速生草”是指光合效率高、生长速度快，一年可多次收割的草本植物。

实验证明，选育的“速生草”叶面总面积50年累计值是相同面积乔木50年累计值的260～370倍，叶绿体总数量50年累计值是相同面积乔木50年累计值的250～350倍。

“速生草”及生物碳产品经南方林业生态应用技术国家工程实验室和湖南农业大学教育部重点实验室检测，平均碳含量为49.2%；经中南大学能源环境检测与评估中心检测，热值为3000～4500大卡/公斤；经中国质量认证中心核算，试验田选育种植的“速生草”年净固碳量为14吨/亩；50年的“生物固碳增量”，是相同面积森林“生物固碳增量”的650倍；是快速捕碳固碳，调节大气温室效应的先锋植物。

“速生草”的界定与选育，为实现生物质大丰产和形成丰富多彩的生态系统创造了条件。一方面加速了大气圈中的动碳转变为静碳（光合作用生产1吨生物质需吸收大气中1.63吨CO₂），同时向大气中释放了大量的氧气（光合作用生产1吨生物质可向大气中释放1.19吨氧气），为臭氧层输送“氧源”，屏障紫外线辐射，把太阳射向地球表面的光线更多地向太空反射，降低温室效应；另一方面使光能更多地转变为化学能被吸收储存，增加了地球的能量储存量，提高了地球生物圈光合作用的总生物量，在为人类创造社会财富的同时，调节和稳定地球气候系统。

从物种进化与演替的过程来看，裸子植物的出现早于被子植物。裸子植物都是木本植物，草本植物大多数为被子植物。被子植物是植物界中等级最高、数量最多的植物，如菊科、十字花科等都是草本植物。白垩纪早期陆地上的裸子植物和蕨类植物仍占统治地位，由松柏、苏铁、银杏、真蕨及有节类组成主要植物群，直到晚白垩纪才出现灌木和草本植物，渐新世以后草本植物逐渐增多。草本植物是由树进化而来，木本植物较原始，草本植物进化程度高，更加适应环境。没有草就不能驯化庄稼形成农业；没有草场就没有畜牧业，就不会进入农耕、畜牧时代，人类现在可能仍然在森林里采集或狩猎。

C₄植物光合效率高，先进行C₄途径，然后进行卡尔文循环过程（C₃途径）。C₄途径的光合效率比C₃高，原因是PEP与CO₂的结合能力远远大于RuBP，这是C₄植物固碳效率高于C₃植物的关键，C₃植物的光合作用启动慢，效率低，C₄植物的光合作用启动快，效率高。至今木本植物中还未发现C₄途径，只有草本植物中有C₄途径。

草的光合效率高，生长快，可反复萌发和刈割；树生长缓慢，不能反复刈割，在同等生长面积和生长时间内草的生物量比树大；草本植物的地上部分器官大多数都含有叶绿体，可以进行光合作用，而树只有树叶可以进行光合作用，树消耗营养的器官无论是体积还是重量都占绝大部分；草的光补偿点低于树，同等光照条件下光合速率高，有机物积累量大，单位时间内光合作用最终产物多于树。

草不异树，树不异草。草木同源，本质无异，越千万载，远古而来。草与木本植物一样，都是由糖类、淀粉、蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等成分组成，均可用做建筑材料、家具、农具、用具、工业品、造纸、化工原料、香料、香精、食品、饲料、肥料及直接燃烧发电等；还可深度开发生产多种精细化学品，如糖基化学品、淀粉基化学品、纤维素/半纤维素基化学品、木质素基化学品、油脂基化学品、甲壳素衍生物、生物塑料及生物燃料等。

新气候经济学（The New Climate Economy Theory，NCET），是研究全球气候变化引起的科技创新、社会经济发展理念和方式变革的科学；是综合开发利用大气碳资源，制造碳产品，形成碳产业，创造碳经济的方法学；是研究生态效益、环境效益、社会效益和经济效益共赢的学说。

新气候经济包括育种、种植经济，生态固碳经济，土壤固碳经济，生物固碳经济，渔业固碳经济，畜牧业固碳经济，碳封存经济，新能源经济，碳减排经济，碳循环经济等一切以实现全球净零碳排放为目标的经济活动范畴。

将大气圈中的CO₂一部分转化封存，限制大气圈中的CO₂总量；一部分转化分配到以生物质为原料的产品生产、运输、储存和使用的产业链中，实现全球净零碳排放和大气CO₂负增长。新气候经济是以光合作用为动力，以碳循环为载体，以生物质丰产为基础，以速生、耐干旱、耐贫瘠、耐严寒的植物为主体，以生态效益、环境效益、社会效益和经济效益共赢为目标的经济产业链。

本发明提出大气温室效应的动碳与静碳理论：“动碳”是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”是指大气圈、生物圈、水圈、岩石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。

根据“动碳”的不同来源，可分为“自然动碳”和“人为动碳”。自然界释放的产生温室效应的含碳物质及CO₂当量物质称“自然动碳”；人类生产、生活活动中释放的产生温室效应的含碳物质及CO₂当量物质称“人为动碳”。

根据“动碳”存在的时间，可分为“暂时动碳”、“长期动碳”和“永久动碳”。在10年内转化为“静碳”的物质称“暂时动碳”；在10～100年内转化为“静碳”的物质称“长期动碳”；在100年以上转化为“静碳”的物质称“永久动碳”。

根据“静碳”的不同来源，可分为“自然静碳”和“人为静碳”。自然界存在的产生温室效应的含碳物质及CO₂当量物质的前体物质称“自然静碳”；人类生产、生活活动中形成的产生温室效应的含碳物质及CO₂当量物质的前体物质称“人为静碳”。

根据“静碳”存在的时间，可分为“暂时静碳”、“长期静碳”和“永久静碳”。在10年内转化为“动碳”的物质称“暂时静碳”；在10～100年内转化为“动碳”的物质称“长期静碳”；在100年以上转化为“动碳”的物质称“永久静碳”。

大自然的碳循环是碳释放、碳转化、碳传递、碳封存在地球各圈层中的自然循环过程；而人类也在长期的社会生产和生活过程中不自主的进行着“应用封碳”和“使用封碳”。只有“成型封碳”和“填埋封碳”才是人类有意识进行的生物碳封存。创建“人工碳库”，采用技术措施人为干预碳循环过程，进行大气分碳，将大气圈中的“动碳”转移到地球的其他圈层形成“静碳”封存，调节大气CO₂浓度。具体方法包括“应用封碳”、“使用封碳”、“成型封碳”和“填埋封碳”。

“应用封碳”是当大气圈中CO₂当量为275～350ppm时，用生物质制备化工产品，用于造纸、食品、饲料和生产有机肥料等，可提高碳循环经济总量，同时，扩大和增加了“暂时静碳”量，能延长碳循环的过程和调节单位时间内的大气CO₂浓度。是一种影响大气圈中CO₂浓度升高的抑制性方法。

“使用封碳”是当大气圈中CO₂当量为350～400ppm时，用大量的生物质生产建筑材料、家具、农具、用具、工业品等，可提高碳循环经济总量，同时，扩大和增加了“暂时静碳”量或“长期静碳”量，能延长碳循环的过程和调节单位时间内的大气CO₂浓度。是一种影响大气圈中CO₂浓度升高的抑制性方法。

“成型封碳”是当大气圈中CO₂当量为400～450ppm时，在使用生物质能源替代化石燃料的前提下，将生物加工成一定形状和密度的生物碳产品进行封存，扩大和增加“长期静碳”量或“永久静碳”量。当大气CO₂浓度稳定后，储碳产品再用于造纸、生产建筑材料、家具、农具、用具、工业品、化工产品、燃料、食品添加剂、饲料、有机肥料，进行深度加工和综合利用，让其充分释放价值。是一种限制大气圈中CO₂浓度升高的控制性方法。

“填埋封碳”是当大气圈中CO₂当量达到450 ppm以上时，由升温引起的自然灾害十分严重时，在使用生物质能源替代化石燃料的前提下，将生物质进行填埋，扩大和增加“长期静碳”量或“永久静碳”量，在填埋过程中收集甲烷，提纯后用作燃气或用来发电。当大气CO₂浓度稳定后，将其用作生物质肥料、燃料，或将生物质长期填埋封存，任其在地层下转化成烃类化合物（煤炭、石油和天然气）。是一种限制大气圈中CO₂浓度升高的控制性方法。

IPCC指出：化石燃料燃烧和土地利用变化是人类活动造成的主要CO₂排放源，CO₂排放总量的45%滞留在大气圈中，30%被海洋生态系统吸收，25%被陆地生态系统吸收。据此，如果人类通过减排、替代、转化、抵消和封存每年碳排放总量的50%左右，可实现大气CO₂零增长，适度增加碳封存量，可实现大气CO₂负增长。

将大气圈中CO₂浓度从当前的400ppm，降低到工业革命前的275ppm，需减少大气圈中9725亿吨CO₂，需封存6661亿吨生物碳产品。

将大气圈中CO₂浓度从当前的400ppm，降低到1990年的356 ppm，需减少大气圈中3423亿吨CO₂，需封存2345亿吨生物碳产品；

维持当前的大气圈中CO₂浓度400ppm，每年需减少大气圈中162亿多吨CO₂；需封存生物碳产品111亿多吨。

地球每年通过光合作用可产生约2200亿吨生物质，仅需收集填埋约221亿吨/年（占总量的10.05%），可吸收大气中约360亿吨CO₂，即可实现全球净零碳排放。

本发明所指的实现全球净零碳排放是指实现全球CO₂及其当量物质的净零排放。

应对全球气候变暖不可盲目遵从和照搬西方国家推行的“低碳经济”发展模式，要采取多种途径、多种手段集成的具有“治碳”实效的方法，应当以“大气温室效应的动碳与静碳理论”和“光合作用的降温效应与储能效应理论”为依据，以节能减排为基础，以发展“新气候经济”为主导，以“生物碳封存”为措施，以创建“零碳区域”模式为方向，以实现全球温室气体净零排放为目标。

本发明提出创立《国际生物碳封存与碳排放权交易新公约》，制定《生物碳封存的技术标准》，用生物碳产品参与碳交易，根据生物碳封存量收取碳排放权交易费。改虚拟的碳排放权“配额指标”交易为“实物碳”交易。生物碳产品理化性质稳定，填补了国际碳交易产品不能准确计量的空白，必将成为全球碳交易市场的主流，是驾驭高碳的有力措施；既能解决我国节能减排的难题，又可解除西方国家要求减排的巨大压力，使我国获得“治碳”的主动权、话语权与经济权，成为经济发展和应对全球气候变化的先锋。

本发明还提出了草本植物应对全球气候变化的方法，可实现零碳发展模式。

“零碳区域”（The Zero-Carbon District，ZCD）是指在一个行政区划或一个单位的边界范围内，运用科学技术方法，使总排碳量与总减碳量（包括节能减排量、绿色能源替代量、碳产品封存量、生态固碳补偿量）的代数和等于零。

采用“零碳技术”实现大气CO₂负增长，把CO₂浓度降低到工业革命前的275ppm（或维持在1990年356ppm、2014年400ppm）的水平，提前和降低大气CO₂峰值；稳定气候系统，维持地球上水、气、冰共存的气候平衡状态与生物多样性；调节温室效应，消除雾霾，控制全球气候变化，使人类可持续生存与发展。

近十年以来大面积露天焚烧秸秆，向大气中排放了大量的PM2.5、CO、CO₂、SO₂、NO_x、可吸入颗粒物等污染物。不仅造成了生物质资源的浪费、降低了土壤肥力，导致农作物减产，还对大气环境造成了巨大的污染。我国农作物秸秆每年可吸收大量的CO₂，转化成糖类、淀粉、蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等，如果将燃烧的秸秆进行封存，可获得大量的生物质资源，减少环境污染。

草本植物作为保水、保肥、改良土壤的先锋植物，不仅能降低大气CO₂浓度，治理石漠化、沙漠化、海岸侵蚀和水土流失，还能改善土壤结构、提高土壤肥力、净化土壤，具有在乔木、灌木无法适应的气候条件下生存的能力。随着草本植物在石漠化、沙漠化、海岸侵蚀和水土流失区域的生长、繁衍，使环境得到改善，通过种草、造灌、植树，构建多盖度的复合生态系统，维护生态平衡。

草本植物应对全球气候变化的方法，包括下列子步骤：

1、利用草本植物治理石漠化的步骤；

2、利用草本植物与内生固氮菌治理石漠化的步骤；

3、利用草本植物治理沙漠化的步骤；

4、利用草本植物与结皮生物治理沙漠化的步骤；

5、利用草本植物治理海岸侵蚀的步骤；

6、利用草本植物治理水土流失的步骤；

7、利用草本植物生产植物纤维涂料的步骤；

8、利用草本植物生产相变保温墙体材料的步骤；

9、利用草本植物生产植物纤维乳化沥青混凝土的步骤；

10、利用草本植物成型封存的步骤；

11、利用草本植物生产植物纤维土壤改良剂的步骤。

本发明的优点：

1）通过扩大生态面积和生态空间，特别是加强石漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失区域的生态建设，控制全球环境恶化，防止生态系统崩溃瓦解。

2）本发明可增加生物固碳量，为解决秸秆焚烧问题，提供了技术方法，可获得很好的生态效益、环境效益、社会效益和经济效益。

3）草本植物在生长过程中能够充分合理地吸收没有国界、没有纷争的大气碳资源，获得大量的物质财富，解决生态、环境、资源、经济与气候变化问题。

4）通过草本植物固碳产品的利用，形成以速生草为主的生产、加工、运输、储存、使用的新型碳产业，在创造巨大生物固碳量的同时，创造了新的经济增长点，可新增大量的就业岗位。

5）通过大力种草、造灌、植树，形成多盖度的复合生态系统，增加地球生物质总量和生物种群数量；用生物质能源替代化石燃料，解决同根同源的雾霾与全球气候变暖的污染问题。

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。

石漠化主要是指在喀斯特生态环境下，人类不合理的社会经济活动，造成植被破坏、水土流失、岩石裸露、土地生产力衰退甚至丧失，地表呈现类似于荒漠化的演变过程或结果。全世界喀斯特地区面积达5100万km²，占地球总面积的10%。我国是喀斯特地形分布的大国，裸露和半裸露喀斯特地区分布面积超过130万km²，占国土面积的13.54%。以贵州高原为中心的喀斯特面积达55万km²，是世界热带、亚热带喀斯特分布面积最广、发育最强烈的地区。以云贵高原为中心，北起秦岭山脉南麓，南至广西盆地，西至横断山脉，东抵罗霄山脉西侧。行政范围涉及黔、滇、桂、湘、鄂、渝、川和粤八省（区、市）463个县，国土面积107.1万平方公里，居住着1亿多人口、48个少数民族。石漠化已成为制约我国西南喀斯特地区经济社会发展的一个重大生态问题。

根据石漠化程度，分轻度石漠化、中度石漠化、强度石漠化等多个等级。石漠化是生态系统逆演化过程，植被的破坏和水土流失增加了陆地生态系统CO₂的排放。通过草本植物综合治理，可有效地控制甚至扭转石漠化生态系统逆演化过程，使不同程度的石漠化区域的生态得到恢复和重建。随着石漠化生态的恢复，生物量的增加，土壤有机质的聚集，土壤养分含量的增多，使土壤质量变好、土壤固碳量增多；土壤含水量、有机质、有机碳、全氮、碱解氮、速效钾含量呈现上升趋势，土壤肥力增加，土壤容重减小。

修复石漠化土地常用的草本植物有：紫花苜蓿、白三叶、红三叶、扁穗雀麦、多年生黑麦草、鸭茅、高羊茅、柱花草、菊苣、皇竹草、甜象草、饲用玉米、青蒿、狗尾草、野菊、千里光、风轮菜、鬼针草、下田菊、香薷、小蓬草、马唐、荩草、类芦、黄茅、三毛草、苔草、烟管头草、芒、井栏边草、方茎草、苦马豆、黄芪、大叶补血草、花花柴、河西菊、大花蒿、苞苣、沙蔗茅、大赖草、滨藜、刺沙蓬、碱蓬、沙竹、问荆、蓼、狗筋蔓、石竹、女娄菜、旱麦瓶草、藜、长穗虫实、凹头苋、唐松草、乌腺金丝桃、花旗竿、独行菜、瓦松、龙牙草、委陵菜、地榆、野大豆、鸡眼草、野火球、野豌豆、草木樨、老鹳草、堇菜、月见草、红柴胡、防风、迷果芹、龙胆、狼尾花、拉拉藤、风车草、益母草、薄荷、荠苎、黄芩、香茶菜、柳穿鱼、马先蒿、松蒿、阴行草、婆婆纳、车前、败酱、蓝盆花、沙参、风铃草、桔梗、紫菀、山马兰、旋覆花、苍耳、短瓣蓍、艾蒿、野蓟、山苦菜、山莴苣、鸦葱、苣荬菜、蒲公英、狼巴草、龙葵、南玉带、小玉竹、射干、鸭跖草、灯心草、芦苇、荻、早熟禾、拂子茅、滨麦、野古草、大油芒、小叶章、绶草、斑茅、扭黄茅、莠竹、狗牙根、稗、姜、牛毛草等。

根据石漠化程度开展以草饲、草粮、草经为主的石漠化治理模式，改坡为梯，以野草（狗牙根、稗、狼尾草等）为主，条播或混播饲草（紫花苜蓿、白三叶、红三叶、扁穗雀麦、多年生黑麦草等）、粮食作物（玉米、高梁、大豆等）、中药植物（黄芩、红柴胡、防风等），提高石漠化修复植物的净光合速率、水分利用效率和经济效益。

实施例1 利用草本植物治理石漠化的步骤

1、严重石漠化地区，见土整地，适当密植。

坡度大、风速急的地区，点播或撒播狗牙根、多年生黑麦草、稗；播种时，狗牙根、多年生黑麦草、稗种子按质量比1:1:1～1.5混合均匀，每平方米土地用种量为3～5g。坡度平缓，风速较慢的地区种植芒草、杂交狼尾草、皇竹草；采用小苗带土移栽的方式，按株行距40～50×40～50cm进行混合栽培。

栽培成活后的第一年，当植物地上部分2/3的叶片开始枯黄时，留茬5～10cm刈割地上部分；将刈割下来的植物均匀覆盖在地上，减少土壤水分散失、增加土壤有机质。

从第二年开始，为增加石漠化土地的经济效益，每年可刈割鲜草1～2次，作为动物饲料，刈割时留茬5～10cm高；每年秋季最后一茬，留茬5～10cm，将刈割下来的植物均匀覆盖在地上；种植多年后，石漠化区域的土层厚度和有机质含量增加，土壤固碳量增多，石漠化程度得到改善。

2、中度石漠化地区，将坡地改为梯田；在每块梯田的四周，按株行距20～30×20～30cm混种紫花苜蓿、串叶松香；当植株长到40～60cm高时，作为动物饲料进行刈割，刈割后适当加强水肥管理；为促进根部积累养分，秋冬季最后一次刈割不晚于停止生长前30d。

在梯田的中部，间种菊芋、红柴胡，下种前结合整地，每亩施有机肥1～2t，菊芋与红柴胡之间，开挖宽20～30cm、深10～15cm的排水沟。

在春季解冻后，选择20～30g/块的菊芋块茎，按株行距40～50×40～50cm穴播；菊芋播种一年后，翌年可不再播种，对于植株分布不均匀的地方，进行疏苗或补苗；当花蕾大量出现时，摘除花蕾，促使块茎膨大；当叶、茎2/3以上枯死时，收获地下块茎。

红柴胡春秋播均可，优选春播；当温度达到15℃以上，播前将红柴胡用40～50℃温水浸泡10～15min，再将红柴胡种与湿沙按质量比1:3～5混合均匀，储存10～15天；处理好的种子按株行距20～30×20～30cm点播，覆盖细土0.5～1.5cm；出苗后及时间苗、定苗，花期摘除花蕾、花薹；2～3年后收获地下部分。

经多年种植后，石漠化区域的水土流失明显减少，有机质含量显著增加，土壤固碳量增多，石漠化得到治理。

3、轻度石漠化地区，当气温达到20℃以上时，结合耕地，每亩施有机肥1～2t，按1.5～2m起垅作畦，平整地面。

玉米播前晒种1～2d后，用40～50℃温水浸泡10～15min，再用冷水（常温）浸泡4～8h，沥干水后按株行距20～30×50～70cm点播；每个种植穴播2颗玉米种子后，覆盖细土1～2cm。

玉米出苗后，将红三叶、多年生黑麦草种子按质量比1:1～2混合均匀，播种时，在混好的种子中拌入2～3倍的种过红三叶的细土，补充红三叶根瘤菌；每亩撒播红三叶和多年生黑麦草混合种子0.5～0.8kg；当株高20cm以上时，作为饲草进行刈割，刈割时留茬不低于5cm，也可将割下的鲜草进行田间就地覆盖，增加土壤保水保肥能力；红三叶、多年生黑麦草一年可刈割4～6次。

当玉米长出4～5片真叶时，进行定苗、间苗，保证每穴留一株壮苗；5～6片真叶时，结合施肥，进行培土，每亩施复合肥10～15kg；抽穗开花、灌浆期及时灌水，保持土壤湿润，根据不同的栽培目的，适时收获玉米。

为保持地力，2～3年后，可轮作高梁、大豆等耐旱经济作物。

实施例2 利用草本植物与内生固氮菌治理石漠化的步骤

1、从干旱地区采集类芦的茎及狗牙根的叶片，从中分离出内生固氮菌；两种内生固氮菌纯化后，按菌株数1:1混合均匀，形成内生固氮混合菌群。

2、将蔗糖、苹果酸、NaCl、水按质量比10:5:0.1:980～1000混合均匀，pH值控制在6.5～7.5，灭菌，即得内生固氮菌培养液。

3、1L内生固氮菌培养液中加入20～100株内生固氮菌，在25～30℃，好氧情况下培养20～24h。

5、将内生固氮混合菌群悬浮液与狗牙根种子，按质量比1:2～3混合均匀。

6、将接种后的种子撒播到石漠化区域的土壤中，每亩用种量为3～5kg，接种后的种子需12h内播种完。狗牙根发芽后，内生固氮菌在植物体内能起到固氮作用，为狗牙根提供氮元素，提高了狗牙根耐干旱和贫瘠的能力。

7、当狗牙根达到20cm以上时，进行刈割；当地下根过密时适当“梳草”，清除部分植株；当地表植被覆盖率达到80%以上时，即完成石漠化治理目标。

由于干旱少雨、植被破坏、土壤侵蚀（大风吹蚀、流水侵蚀、冻融荒漠及土壤盐渍化）等因素造成土壤生产力下降或丧失，导致土地荒漠化，最终结果是沙漠化。全球2/3的国家和地区受到沙漠化的危害，全球1/4的陆地面积（即35.92亿公顷）受到沙漠化的威胁。沙漠化在全球不断扩大，全世界每年有500～700万公顷的土地荒漠化。

我国干旱、半干旱和亚湿润干旱区面积331.7万km²，占国土总面积的34.6%。沙漠化面积为267.4万km²，占可能发生荒漠化面积的80.6%，占国土面积的27.9%。每年沙漠化净扩展面积超过1000万亩，约1.16亿亩农田、20.7亿亩草场因沙漠化危害导致低产或退化。近半个世纪来，我国已有1000万亩耕地、20多亿亩草地和1亿亩林地退化为沙漠。

其治理的方法是在沙丘上栽培固沙的草本植物，固住松散的沙粒，阻止沙丘移动和沙漠扩张。在含水的古河道、古湖泊、地下水发育的沙漠区域建立地下井，将各竖井的底部以洞相连，形成地下渠道。水在地下渠道流动，蒸发损耗量小，且不需动力设备。通过光伏或风力发电，提取地下水进行滴灌。

固沙的草本植物有：沙蒿、沙葱、狗尾草、蒺藜、骆驼蓬、三芒草、冰草、芦苇、芨芨草、苦豆子、海乳草、苦马豆、马蔺、碱蓬、小画眉草、雾冰藜、虫实、荆三棱、灯心草、针茅、齿稃草、沙漠绢蒿、白茎绢蒿、尖喙牻牛儿苗、东方旱麦草、沙苔草、线叶庭荠、角果藜、念珠芥、猪毛菜、假狼紫草、沙蓬、四齿芥、胡芦巴、千里光、小甘菊、琉苞菊、粗柄独尾草、簇花芹、白茎盐生草、骆驼蹄瓣、棘豆、西伯利亚蓼、沙打旺、紫花苜蓿等。

实施例3 利用草本植物治理沙漠化的步骤

1、在沙漠边缘和含水的古河道、古湖泊、地下水发育的沙漠地区，按2～5×2～5m呈格子状设置点灌管。

2、在点灌管上，每距30～50cm设一个点灌孔；每个点灌孔附近撒播沙蒿、沙葱、沙米种子各3～5颗，再在点灌管、沙蒿、沙葱、沙米上覆盖2～3cm细沙。

3、在地下水发育地区挖掘竖井，获取地下水源，建立地下水渠，利用落差将水引至种植区；再在种植区挖掘竖井，将地下水渠的水存在竖井中；在竖井边建造风力或太阳能发电装置，通过水泵将地下水抽入点灌管。

4、沙蒿、沙葱、沙米出苗后及时补种，保证每个点灌孔附近有3～5株植物。

5、3年后，形成格子状植物篱，具有一定的防沙和保水能力。

6、在格子状植物篱附近撒播芨芨草、沙漠绢蒿、沙蓬种子，每亩用种量为5～10kg；以后每年在植物篱内播一次种，直到植被覆盖率达到60%以上。

7、当植被覆盖率达到60%以后，在没有植被的沙地上撒播沙打旺、紫花苜蓿种子，每平方米土地用种量为5～10g，没出苗的沙地翌年再次撒播沙打旺、紫花苜蓿种子；当植被覆盖率达到80%以后不再撒种，加强沙地鼠、虫害、毒草的防治，3～5年后植被覆盖率将达到95%以上，沙地有机质增多、容重下降，保水保肥能力增强，使沙漠得到根治。

实施例4 利用草本植物与结皮生物治理沙漠化的步骤

1、将木质素、胶原蛋白与沙漠中生长的苔藓孢子，按质量比20～30:5～10：0.5～1混合均匀，再按质量比加水稀释100～200倍，形成生物结皮液。苔藓植物分泌物可缓慢地溶解岩石表层，加速岩石的风化，促进土壤的形成，是植物界的开路先锋。群集生长的苔藓植物，植株间空隙多，具有良好的保土、保水能力。

2、当地面温度稳定在10℃以上时，将稀释好的生物结皮液喷洒到地下水发育良好，地表沙粒移动缓慢的沙漠地区，每亩用量为75～150kg。

3、喷洒完生物结皮液20～30d后，沿沙丘等高线设置点灌管，两点灌管间距2～5m。

4、在点灌管上，每距30～50cm设一个点灌孔；每个点灌孔附近撒播沙蒿、沙葱、沙米种子各3～5颗，再在点灌管、沙蒿、沙葱、沙米上覆盖2～3cm细沙。

5、当沙蒿、沙葱、沙米长出2片真叶后及时补种，保证每个点灌孔附近有3～5株植物；对结皮生物生长不理想的地区，再次喷洒生物结皮液。

6、当沿沙丘等高线植物篱形成后，再在结皮生物生长区撒播芨芨草、沙漠绢蒿、沙蓬种子，每亩用种量为5～10kg；根据植被覆盖情况进行补种，当植被覆盖率达到60%以后，停止补种，加强沙鼠、虫害的防治，3～5年后植被覆盖率将达到90%以上，沙粒移动区得到治理。

在海洋动力作用下，沿岸供沙少于沿岸输沙而引起的海岸蚀侵。海岸带作为岩石圈、水圈、大气圈与生物圈四大圈层交汇的地带，碳循环明显。无论是基岩海岸、粉砂淤泥质海岸、砂质海岸、河口海岸还是珊瑚礁、红树林等生物海岸，都受到海岸侵蚀的威胁，海岸侵蚀已成为全球性问题。

海岸位于陆地和海洋的交汇地带，区位优势明显。随着全球经济由大陆转向海洋，人口从内陆向沿海的迁移，沿海地区已聚集全世界约60%的人口和2/3的大中城市。在全球气候变暖背景下，海平面上升、台风和风暴潮频率增加，强度增大，引起海岸侵蚀加剧。

我国海岸带北起鸭绿江口，南至北仑河口，大陆岸线长约18000km，侵蚀海岸占总岸线长度的1/3以上，其中渤海沿岸为46%，黄海沿岸为49%，东海沿岸（包括台湾岛）为44%，南海沿岸（包括海南岛）为21%。我国所有开敞的淤泥质海岸和约70%的砂质海岸在不同程度上均遭受到侵蚀，引起沿海地面沉降，滩面变窄、滩面变陡，海咸水入侵地下淡水层等问题，导致沿海地区生态失去平衡，直接影响了沿海人民的生活和生产，每年造成的直接和间接损失超过20亿元。

在海岸生长的草本植物有：蜈蚣草、三白草、黄花草、齿果草、远志、锦地罗、白鼓钉、多荚草、粟米草、海马齿、马齿觅、水蓼、酸模叶蓼、红蓼、习见蓼、疏蓼、伏毛蓼、香蓼、小藜、盐角草、土牛膝、牛膝、莲子草、凹头苋、青葙、落葵、酢浆草、圆叶节节菜、耳叶水苋菜、多花水苋菜、水龙、假柳叶菜、毛草龙、黄花小二仙草、黄细心、地耳草、甜麻、箭叶秋葵、细齿大戟、猩猩草、匍匐大戟、苦味叶下珠、蜜甘草、黄珠子草、地杨桃、蛇莓、三点金、鸡头薯、鸡眼草、积雪草、破铜钱、纤花耳草、细叶亚婆潮、伞房花耳草、白花蛇舌草、鼎湖耳草、丹草、松叶耳草、东风草、石胡荽、沙苦荬菜、粘毛白酒草、鳢肠、地胆草、一点红、菊芹、鼠麹草、红凤菜、白子菜、菊三七、泥胡菜、匐枝栓果菊、千里光、豨莶、罗星草、车前、蓝花参、半边莲、大尾摇、酸浆、野芹、少花龙葵、土丁桂、篱栏网、毛山猪菜、掌叶鱼黄草、地旋花、毛麝香、假马齿觅、三翅萼、石龙尾、母草、通泉草、狗肝菜、小叶水蓑衣、枪刀药、小叶散爵床、山壳骨、过江藤、马鞭草、广防风、疏毛白续草、绉面草、凉粉草、紫苏、喜盐草、苦草、野慈姑、矮大叶藻、眼子菜、川蔓藻、二药藻、针叶藻、饭包草、鸭跖草、牛轭草、裸花水竹叶、黄眼草、葱草、谷精草、兰花蕉、红豆蔻、草豆蔻、华山姜、高良姜、闭鞘姜、红球姜、山菅、山麦冬、长茎沿阶草、簇花球子草、异蕊草、鸭舌草、尖尾芋、魔芋、刺芋、水烛、文殊兰、绶草、笄石菖、刺鳞草、薄果草、毛鳞球柱草、隐穗薹草、莎草、茳芏、荸荠、飘拂草、毛芙兰草、黑莎草、割鸡芒、水蜈蚣、石龙刍、辐射砖子苗、三翅秆砖子苗、多枝扁莎、刺子莞、三俭草、萤蔺、长穗赤箭莎、圆秆珍珠茅、毛果珍珠茅、越南珍珠茅、尖稃草、芦竹、臭根子草、虎尾草、竹节草、金须茅、薏苡、青香茅、扭鞘香茅、狗牙根、龙爪茅、马唐、稗、牛筋草、乱草、画眉草、鲫鱼草、牛虱草、鹧鸪草、无芒耳稃草、大白茅、柳叶箬、有芒鸭嘴草、粗毛鸭嘴草、细毛鸭嘴草、淡竹叶、五节芒、假蛇尾草、毛俭草、野生稻、短叶黍、双穗雀稗、圆果雀稗、狼尾草、茅根、金丝草、狗尾草、老鼠艻、鼠尾粟、粽叶芦、结缕草、草胡椒、皱子白花菜、独行菜、土人参、尾穗苋、刺苋、苋、皱果觅、银花觅、龙珠果、赛葵、飞扬草、含羞草、圭亚那笔花豆、小叶冷水花、盖裂果、墨苜蓿、藿香蓟、紫菀、鬼针草、飞机草、小蓬草、野茼蒿、假臭草、银胶菊、裸柱菊、金腰箭、羽芒菊、喀西茄、五爪金龙、野甘草、假马鞭、美人蕉、凤眼蓝、地毯草、蒺藜草、红毛草、铺地黍、海滨藜、射干、绢毛飘拂草、珊瑚菜、海滨月见草、艾堇、番杏、蟛蜞菊、匍匐苦荬菜、二叶红薯、补血草、碱蓬、链荚豆、双穗雀稗、茵陈蒿、砂引草、鸦葱、乌敛梅、天门冬、砂钻苔草、节节草、芦苇、猪毛菜、滨旋花、月见草等。

根据海岸不同质地（泥质、沙质、岩基），采用以草饲、草经为主的海岸侵蚀治理模式，喜盐（或耐盐）草本植物：海滨藜、滨旋花、水苋菜、喜盐草、稗、绢毛飘拂草、盐地鼠尾粟、咸水草等，喜盐（或耐盐）饲料草本植物有：匍匐苦荬菜、砂钻苔草、莲子草等，喜盐（或耐盐）草本类经济植物有：番杏、补血草、芦苇等。将多种草本植物条播或混播，提升植物群落抵抗海水侵蚀的能力，增加海岸线固碳能力，提高植物修复海岸侵蚀的经济效益。

实施例5 利用草本植物治理海岸侵蚀的步骤

1、平整海边潮上带的沙土，将盐地鼠尾粟、咸水草种子按质量比1:1混合均匀；每亩播种量为3～5kg；当苗高10cm以上时，退潮期在潮间带按株行距30～50×30～50cm移栽盐地鼠尾粟、咸水草小苗，每穴移栽2～3株苗；一周后适时补苗，减少草地人为干扰及生物危害，促其返青。

2、在潮间带、潮下带种植芦苇；先选择茎粗壮且带有2～4个分蘖的芦苇，留茬10～15cm去除茎杆，挖取地下茎，切成10～15cm长，具有3～5个节；再按株行距1～2m×1～2m，挖长20～30cm，宽10～20cm，深10～20cm的种植穴；将芦苇根放入种植穴用土压实，栽植后灌水保持湿润，促进成活，加快根系生长。

土壤在水的浸润和冲击作用下，其结构变得破碎和松散，随水流动而散失，形成水土流失。多发生在地貌起伏不平、陡坡沟多、降水集中、多暴雨、地表土质疏松、植被稀少的山区和丘陵区。

毁林开荒、陡坡顺坡开垦、超载放牧、盲目扩大耕地、滥砍滥伐、破坏天然植被、开发建设不注意采取水土保持措施等行为，是造成水土流失的主要因素。水土流失造成有机质减少，土壤肥力降低，引起生态平衡失调，导致河、湖淤积，影响水利工程的使用，加剧洪涝灾害。

全球水土流失面积达30%，每年损失有生产力的表土250亿t。我国是多山国家，山地面积占国土面积的2/3，同时我国又是世界上黄土分布最广的国家，每年水土流失面积占国土面积38%。黄河流域的水土流失在全球尤为严重，每立方米黄河水含泥沙37kg，年输沙量为16亿t，其中入海4亿t，黄土高原每平方公里土壤侵蚀量高达1～2万t。长江每年流失土壤44～50亿t，入海8亿t，超过世界三大名河密西西比河、亚玛逊河、尼罗河入海泥沙的总和，而长江的径流量和流域面积却只有三大河流总和的1/5和1/7。我国每年流失土壤100亿t，相当于损失了1000万亩耕地的30cm厚的耕作层。我国七大水系（长江、黄河、珠江、淮河、松花江、海河、辽河）由于水土流失，泥沙淤积，垫高河床，成为“悬河”。全国1/2的人口、1/3的耕地和70%的产值处于江河洪水威胁之下。水土流失加剧沟壑发展，破坏生态环境，导致气候变化，引起贫困。

用草本植物防治水土流失，还可改良盐碱地、治理土地荒漠，常见草本植物有：香根草、类芦、狼尾草、杂交狼尾草、皇竹草、芦竹、龙须草、五节芒、野古草、莎草、白三叶、假俭草、百喜草、马尼拉草、狗牙根、豇豆、多花黑麦草、紫云英、雀稗、紫花苜蓿、沙打旺、无芒雀麦、百脉根、紫羊茅、早熟禾、鸭茅、碱茅、星星草等。

根据水土流失区坡度、土质，采取种草作篱（如：狼尾草、芦竹、五节芒等）、草地减流（如：香根草、龙须草、狗牙根等）、种草养地（如：白三叶、紫云英、紫花苜蓿等）和草地经济（如：豇豆、早熟禾、无芒雀麦等）相结合，提高水土流失防治区草本植物的生态效益、环境效益、社会效益和经济效益。

实施例6 利用草本植物治理水土流失的步骤

1、在地表径流易造成冲刷的区域，种植芦竹、五节芒，做成草篱，防止流量较大的突发地表水，将地面冲刷出沟壑。

在雨季来临前，越早越好；根据水流方向，与水流方向交叉开挖种植沟；通常间距1～2m平行开挖种植沟5～10条，沟宽30～50cm，深10～20cm；将健壮的芦竹、五节芒的根整齐排列在种植沟内，覆土压实，保持土壤润湿。

芦竹、五节芒长出5～10片叶子后进行培蔸，整成垅状；当株高1.5m以上时，在距地面50～100cm处将植株扎成排，做成植物篱笆。

2、在地表易漫流的坡地种植香根草，减少水流对地表土壤的侵蚀。

在苗圃将香根草留茬10～20cm进行刈割，减少移栽过程中水分散失，影响成活率；起苗后，留根10～15cm，剪除过长的须根。

在地表易漫流的坡地，沿等高线开挖种植沟，沟与沟的间距为100～150cm，种植沟宽20～30cm，深15～20cm；间距20～30cm为一蔸，每蔸香根草3～5株，移栽时保持根系不折曲、盘缠，以免影响成活，根部覆土压实后定期洒水，促其快速返青。

3、在植被覆盖率小于60%的坡地，种植白三叶、紫云英，在防止雨水冲刷地面的同时增加土壤氮含量。

坡地种玉米、高粱、果树时，在高杆植物底下撒播白三叶、紫云英；播种前将白三叶种子与紫云英种子按1～2:1混合均匀，每亩播种量为2～3kg；作饲料时，植株高20cm以上进行刈割，作为绿肥还田时，结合翻耕进行压青。

4、在地表水较多，无明显冲刷痕迹的地区，种植早熟禾、无芒雀麦，发展畜牧业。

涂料种类繁多，使用范围非常广泛。2015年，全球涂料产量6150万t，其中建筑涂料产量3198万t，占行业总产量的52%。我国涂料总产量1710万t，约占全球涂料总产量的28%。

在涂料中加入植物纤维，可增强涂料的保温、隔热、隔声、吸声性能，具有“使用封碳”功能。随着植物纤维涂料使用量的增加，植物纤维涂料将成为生物碳封存的新途径。

速生草有：紫茎泽兰、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲、假高梁、土荆芥、刺花莲子草、北美车前、异檐花、藿香蓟、一年蓬、大波斯菊、大米草、三裂蟛蜞菊、银胶菊、草木犀、棒叶景天、苇状羊茅、梯牧草、地毯草、节节草、毛花雀稗、狼尾草、狗尾草、苏丹草、黑麦草、球茎大麦、紫花苜蓿、熊耳草、蛇目菊、大花金鸡菊、矢车菊、万寿菊、紫茉莉、土人参、美洲商陆、野茼蒿、菊苣、胜红蓟、刺苍耳、牛膝菊、香丝草、小蓬草、钻形紫菀、刺苞果、鬼针草、牛筋草、野燕麦、两耳草、蒺藜草、反枝苋、皱果苋、刺苋、合被苋、臭荠、龙葵、麦蓝菜、香附子、杂配藜、草胡椒、红花酢浆草、青葙、银花苋、刺芹、苏门白酒草、假臭草、苦苣菜、金腰箭、肿柄菊、羽芒菊、北美独行菜、飞扬草、山香、大黍、铺地黍、香根草、阔叶丰花草、假马鞭草、千日红、巴西含羞草、田菁、地胆头、菊芹、洋金花、假败酱、吊球草、丁香罗勒、风车草、象草、红毛草、芒麦草、野胡萝卜、银莲花、紫堇、延胡索、荷青花、喜盐草、龙须草、沙打旺、串叶松香草、青蒿、海菖蒲、狐米草、荻、芦苇、甜象草、皇竹草、田野毛茛、水盾草、绛车轴草、红三叶、白三叶、南苜蓿、假高粱、早熟禾、扁穗雀麦、巴拉草、孔雀草、北美苋、菊芋、千叶蓍、甘露子、聚合草、月见草、狗筋麦瓶草、加拿大一枝黄花、稗、草高粱、肥皂草、尾穗苋、地耳草、丁香蓼、葛缕子、风轮菜、天仙子、大狼把草、千里光、白苋、麦仙翁、花环菊、线叶金鸡菊、春飞蓬、水飞蓟、节节麦、臂形草、裂颖雀稗、小虉草、奇异虉草、黄木犀草、芫荽、墨西哥玉米、籽粒苋等，上述物种及通过杂交、诱变、单（多）倍体育种或驯化培育出的品种；及小麦、玉米、水稻、红薯、油菜、花生、棉花、甘蔗和其它农作物在收获后的剩余部分。

实施例7 利用草本植物生产植物纤维涂料的步骤

1、当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草等草本植物（包括玉米、高粱、小麦等农作物秸秆），2/3的叶片接近干枯时进行收割；去除杂物后，粉碎成直径0.1～1mm，长0.5～5mm的植物纤维。

2、将植物纤维干燥至含水量5%～10%。建议先将粉碎的植物纤维自然干燥至含水量20%～30%，再人工干燥至含水量5%～10%。人工干燥时将温度控制在85℃以下，防止纤维因温度过高失去柔性。

3、将树脂加热至70～80℃后加入干燥的植物纤维，植物纤维与树脂按质量比3～5:50混合，在转速1000～2000r/min，恒温条件下搅拌3～5min；优选环氧当量约190的环氧树脂。

4、停止加温后搅拌10～15min，形成树脂纤维。

5、将H-113环氧固化剂与二甲苯按质量比3:1混合，在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，形成混合固化剂。

6、将混合固化剂、正丁基缩水甘油醚、树脂纤维按质量比3:4:10～15混合,在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，形成树脂纤维涂料半成品。

7、树脂消泡剂与平流剂按质量比1:0.5～1混合均匀，形成树脂添加剂。

8、将树脂添加剂与树脂纤维涂料半成品按质量比0.3～0.5:100混合，在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，即为树脂纤维涂料成品。

我国建筑总面积达600亿m²，每年新增建筑面积约20亿m²，占世界新增建筑面积总量的一半。在水泥中加入植物纤维和相变材料，白天在日照下吸热储能，晚上气温下降时相变放热。改变传统建筑物需采用化石燃料加温的方式，可降低CO、CO₂、SO₂、NO_x等有害气体的排放量，减少环境污染。所有需要室内保温的建筑墙体材料，都加入植物纤维和相变材料，可固定大量的碳，属于“应用封碳”，将成为应对气候变化的重要途径。

实施例8 利用草本植物生产相变保温墙体材料的步骤

1、当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草等草本植物（包括玉米、高粱、小麦等农作物秸秆），2/3的叶片接近干枯时进行收割；去除杂物后，粉碎成直径0.1～2mm，长1～50mm的植物纤维。

2、将植物纤维干燥至含水量20%～30%，优选自然干燥。人工干燥时，将温度控制在85℃以下，防止纤维因温度过高失去柔性。

3、将硬脂酸与硬脂酸正丁酯按质量比1:0.6～0.8混合均匀，配成硬脂酸混合液；硬脂酸正丁酯与硬脂酸配合使用，可增强润滑效果。

4、将硬脂酸混合液、氨水、石蜡按质量比1:1:0.5～1混合均匀，配成石蜡乳液；石蜡乳液比石蜡相变时储能效果更明显。

5、将含水量控制在30%以下的植物纤维完全浸入石蜡乳液中，浸泡18～24h后，将植物纤维从石蜡乳液中捞出沥干。平分成两份，质量比各占50%。

6、将一半石蜡乳液浸泡后的植物纤维与水泥按质量比0.6～0.8:1混合，在转速30～50r/min下搅拌2～3min，优选强度为42.5的硅酸盐水泥；水与水泥按质量比例1:1～1.5，加水搅拌1～2min形成水泥纤维浆。

7、将另一半石蜡乳液浸泡后的植物纤维与水泥发泡剂按质量比0.8～1:1混合，在转速30～50r/min下搅拌2～3min，优选松香树脂发泡剂和强度为42.5的硅酸盐水泥；水与水泥发泡剂按质量比例1:1～1.2，加水搅拌2～3min形成泡沫纤维浆。

8、将水泥纤维浆、泡沫纤维浆、砂石、煤灰、水按质量比4:1:2～4:1～2:1～2混合，在转速30～50r/min下，搅拌3～5min形成相变保温材料。

9、将相变保温材料浇注到模具中，24～36h固化成型，成型后脱模，保养3～4周，即为相变墙体材料成品；相变墙体材料成品可以是块状、条状的砖或块状、条状、板状的块，根据建筑需要选用不同形状的模具。

在公路建设中沥青路面作为一种无接缝连续路面，整体强度高、行车平稳性好、低噪音、振动小、维修方便，被世界各国广泛采用。我国交通业发展迅速，超载、重载现象极为普遍。在高温和低温季节，沥青路面易出现裂缝、车辙、松散、剥落和表面磨光等问题。

将普通沥青乳化，在施工中加入纤维，可增强普通沥青路面抵抗永久变形和抗滑的能力，降低噪音，增强路面耐久性，防止发生水雾和“水滑”现象。植物纤维乳化沥青混凝土在施工、运输过程中，可节约能源和材料，方便施工，减少环境污染，改善施工条件。植物纤维原料成本低，来源广泛，加到乳化沥青中，可增强路面强度、提高路面的高温抗车辙性能和低温抗裂性能，增加行车的安全性和舒适性，延长路面使用寿命，减少养护管理成本。

植物纤维沥青路面，增加了“暂时静碳”或“长期静碳”的封存量，属于“使用封碳”。我国公路总里程450万km，其中高速公路总里程10.8万km，居世界第一。若所有沥青路面都使用植物纤维；将形成12～15亿吨的生物碳封存量，成为地球上一个新的碳库。

实施例9 利用草本植物生产植物纤维乳化沥青混凝土的步骤

1、将石头粉碎，筛选出直径5～15mm的粗料，直径1～5mm的细料。

2、将石灰石粉碎成直径1～3mm的细料，或筛选直径1～3mm沙粒作为细料。

3、当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草等草本植物（包括玉米、高粱、小麦等农作物秸秆），2/3的叶片接近干枯时进行收割；去除杂物后，粉碎成直径0.1～1mm，长1～5mm的植物纤维。

4、将植物纤维干燥至含水量5%～10%，建议先将粉碎的植物纤维自然干燥至含水量20%～30%，再人工干燥至含水量5%～10%。人工干燥时将温度控制在85℃以下，防止纤维因温度过高失去柔性。

5、将粗料、细料、粉料按质量比16:3～4:1～3混合，在转速30～50r/min下搅拌1～2min，形成主料。

6、主料加热至60～80℃后，将植物纤维与加热的沥青混凝土主料按质量比1～2:500，在转速30～50r/min下搅拌2～3min，形成沥青混凝土主料。

7、乳化沥青与沥青混凝土主料按质量比1:20～25，将乳化沥青加到沥青混凝土主料中，搅拌3～5min，即为植物纤维沥青混凝土。

8、植物纤维沥青混凝土自然冷却至45℃前，进行施工，凝固后形成植物纤维沥青混凝土建筑成品。

植物通过光合作用，吸收CO₂排出O₂，储存有机物，使大气中CO₂与O₂的含量处于相对稳定，维护生态平衡，促进生物进化。将草本植物成型封存，创建“人工碳库”，增加了“长期静碳”或“永久静碳”封存量，属于“成型封碳”，可有效地调节大气CO₂浓度。

实施例10 利用草本植物成型封存的步骤

1、当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草等草本植物（包括玉米、高粱、小麦等农作物秸秆），2/3的叶片接近干枯时进行收割；去除杂物后，粉碎成直径0.1～0.5mm，长1～5mm的植物纤维。

2、将植物纤维干燥至含水量10%～15%，建议先将粉碎的植物纤维自然干燥至含水量20%～30%，再人工干燥至含水量10%～15%。

3、干燥后的植物纤维在温度180～220℃、压力3～5Mpa下挤压成型。

4、封存前对植物型材和仓库进行杀菌防霉处理，可用紫外线照射或环氧乙烷杀灭霉菌、真菌。

5、植物型材自然冷却后，型材含水量控制在10%以内，密封储存；或储存在相对湿度小于40%、低于40℃的环境中。

6、定期进行通风与紫外线杀菌，防止植物型材霉变、崩解。

草本植物粉碎后输入土壤中，能提高土壤中有机质的含量，增强土壤团聚体稳定性，增加土壤持水、供水能力，降低土壤容重，改善土壤结构和通气状况，达到提高作物产量的目的，植物还田，增加了“暂时静碳”封存量，属 “应用封碳”。

实施例11 利用草本植物生产植物纤维土壤改良剂的步骤

1、当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草等草本植物（包括玉米、高粱、小麦等农作物秸秆），去除杂物后，粉碎成1～10cm长的植物颗粒。尽量减少收获后植物的日晒时间；日晒时间过长，将影响腐熟速度。

2、氨水与植物颗粒按质量比2～3:20搅拌均匀，优选含氮量15%～20%的NH₃·H₂O。也可在植物颗粒中加入质量比为3%～5%的NH₄HCO₃，搅拌均匀。将调节好碳氮比的植物颗粒施入土壤，可防止植物颗粒腐烂过程中与植物争氮。

3、在林地、果园和已播种的旱地中，将调节好碳氮比的植物颗粒，可直接覆盖3～5cm厚，用来减少土壤水分的蒸发，达到保墒的目的，腐烂后能增加土壤有机质。也可通过翻耕，将调节好碳氮比的植物颗粒埋入15～30cm深的表土层中，加速养分的释放。

4、植物颗粒还田后，腐烂过程中产生有机酸，在水田中容易累积，浓度大时可影响作物生长。因此在水田管理上应采取“干湿交替、浅水勤灌”的方法，并适时搁田，改善土壤通气性，消除有机酸对作物的影响。

Claims (12)

1.草本植物应对全球气候变化的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在石漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失区域种植草本植物；

(2)将草本植物粉碎，成型封存、施入土壤、添加到建材中制备成新型建筑材料。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(3) 利用草本植物治理石漠化的步骤，包括下列子步骤：

(a1)严重石漠化地区，见土整地，适当密植；

坡度大、风速急的地区，撒播狗牙根、多年生黑麦草、稗；播种前将狗牙根、多年生黑麦草、稗种子按质量比1:1:1～1.5混合均匀，每平方米土地用种量为3～5g；

坡度平缓，风速较慢的地区种植芒草、杂交狼尾草、皇竹草；采用小苗带土移栽的方式，按株行距40～50×40～50cm进行混合栽培；栽培成活后的第一年，当植物地上部分2/3的叶片开始枯黄时，留茬5～10cm刈割地上部分；将刈割下来的植物均匀覆盖在地上，减少土壤水分散失、增加土壤有机质；

从第二年开始，为增加石漠化土地的经济效益，每年刈割鲜草1～2次，作为动物饲料，刈割时留茬5～10cm高；每年秋季最后一茬，留茬5～10cm，将刈割下来的植物均匀覆盖在地上；

(a2)中度石漠化地区，将坡地改为梯田；在每块梯田的四周，按株行距20～30×20～30cm混种紫花苜蓿、串叶松香；当植株长到40～60cm高时，作为动物饲料进行刈割；秋冬季最后一次刈割不晚于停止生长前30d；

在梯田的中部，间种菊芋、红柴胡，下种前结合整地，每亩施有机肥1～2t，菊芋与红柴胡之间，开挖宽20～30cm、深10～15cm的排水沟；

在春季解冻后，选择20～30g/块的菊芋块茎，按株行距40～50×40～50cm穴播；菊芋播种一年后，翌年不再播种，对于植株分布不均匀的地方，只需疏苗、补苗；当花蕾大量出现时，摘除花蕾，促使块茎膨大；当叶、茎2/3以上枯死时，收获地下块茎；

当温度达到15℃以上，用40～50℃温水浸泡10～15min，再将红柴胡种子、湿沙按质量比1:3～5混合均匀，储存10～15天；处理好的种子按株行距20～30×20～30cm浅穴点播，覆盖细土0.5～1.5cm；出苗后及时间苗、定苗，花期摘除花蕾、花薹；2～3年后收获地下部分；

(a3)轻度石漠化地区，当气温达到20℃以上时，结合耕地，每亩施有机肥1～2t，按1.5～2m起垅作畦，平整地面；

玉米播前晒种1～2d后，用40～50℃温水浸泡10～15min，再用冷水浸泡4～8h，沥干水后按株行距20～30×50～70cm点播；每个种植穴点播2颗玉米种子后，覆盖细土1～2cm；

玉米出苗后，将红三叶、多年生黑麦草种子按质量比1:1～2混合均匀，播种时，在混好的种子中拌入2～3倍的种过红三叶的细土，补充红三叶根瘤菌；每亩撒播红三叶和多年生黑麦草混合种子0.5～0.8kg；当株高20cm以上时，作为饲草进行刈割，刈割时留茬不低于5cm；

当玉米长出4～5片真叶时，进行定苗、间苗，保证每穴留一株壮苗；5～6片真叶时，结合施肥培土，每亩施复合肥10～15kg；抽穗开花、灌浆期及时灌水，保持土壤湿润；根据不同的栽培目的，适时收获玉米；

为保持地力，2～3年后，轮作高梁、大豆。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(4) 利用草本植物与内生固氮菌治理石漠化的步骤，包括下列子步骤：

(b1)从干旱地区采集类芦的茎、狗牙根的叶片，从中分离出内生固氮菌群；两种内生固氮菌群纯化后，按菌株数1:1混合均匀，形成内生固氮混合菌群；

(b2)将蔗糖、苹果酸、NaCl、水按质量比10:5:0.1:980～1000混合均匀，pH值控制在6.5～7.5，灭菌，即得内生固氮菌培养液；

(b3)1L内生固氮菌培养液中加入20～100株内生固氮菌，在25～30℃，好氧情况下培养20～24h；

(b4)将内生固氮混合菌群悬浮液、狗牙根种子，按质量比1:2～3混合均匀；

(b5)将接种后的种子撒播到石漠化区域的土壤中，每亩用种量为3～5kg；

(b6)当狗牙根达到20cm以上时，进行刈割；当地下根过密时适当“梳草”，清除部分植株；当地表植被覆盖率达到80%以上时，即完成石漠化治理目标。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(5) 利用草本植物治理沙漠化的步骤，包括下列子步骤：

(c1)在沙漠边缘，含水的古河道、古湖泊、地下水发育的沙漠地区，按2～5×2～5m呈格子状设置点灌管；

(c2)在点灌管上，每距30～50cm设一个点灌孔；每个点灌孔附近撒播沙蒿、沙葱、沙米种子各3～5颗，再在点灌管、沙蒿、沙葱、沙米上覆盖2～3cm细沙；

(c3)在地下水发育地区挖掘竖井，获取地下水源，建立地下水渠，利用落差将水引至种植区；再在种植区挖掘竖井，将地下水渠的水存在竖井中；在竖井边建造风力发电装置，通过水泵将地下水抽入点灌管；

(c4)沙蒿、沙葱、沙米出苗后及时补种，保证每个点灌孔附近有3～5株植物；

(c5)3年后，形成格子状植物篱；

(c6)在格子状植物篱附近撒播芨芨草、沙漠绢蒿、沙蓬种子，每亩用种量为5～10kg；以后每年在植物篱内播一次种，直到植被覆盖率达到60%以上；

(c7)当植被覆盖率达到60%以后，在没有植被的沙地上撒播沙打旺、紫花苜蓿种子，每平方米沙地用种量为5～10g，没出苗的沙地翌年再次撒播沙打旺、紫花苜蓿种子；当植被覆盖率达到80%以后不再撒种，加强沙鼠、虫害、毒草的防治，3～5年后植被覆盖率将达到95%以上，使沙漠得到根治。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(6) 利用草本植物与结皮生物治理沙漠化的步骤，包括下列子步骤：

(d1)将木质素、胶原蛋白、沙漠中生长的苔藓孢子，按质量比20～30:5～10：0.5～1混合均匀，再按质量比加水稀释100～200倍，形成生物结皮液；

(d2)当地面温度稳定在10℃以上时，将稀释好的生物结皮液喷洒到地下水发育良好，地表沙粒移动缓慢的沙漠地区，每亩用量为75～150kg；

(d3)喷洒完生物结皮液20～30d后，沿沙丘等高线设置点灌管，两点灌管间距2～5m；

(d4)在点灌管上，每距30～50cm设一个点灌孔；每个点灌孔附近撒播沙蒿、沙葱、沙米种子各3～5颗，再在点灌管、沙蒿、沙葱、沙米上覆盖2～3cm细沙；

(d5)当沙蒿、沙葱、沙米长出2片真叶后；对缺蔸部分及时补种，保证每个点灌孔附近有3～5株植物；对结皮生物生长不理想的地区，再次喷洒生物结皮液；

(d6)当沿沙丘等高线植物篱形成后，再在结皮生物生长区撒播芨芨草、沙漠绢蒿、沙蓬种子，每亩用种量为5～10kg；根据植被覆盖情况进行补种，当植被覆盖率达到60%以后，停止补种，加强沙鼠、虫害的防治，3～5年后植被覆盖率将达到90%以上，沙粒移动区得到治理。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(7) 利用草本植物治理海岸侵蚀的步骤，包括下列子步骤：

(e1)平整海边潮上带的沙土，将盐地鼠尾粟、咸水草种子按质量比1:1混合均匀；每亩播种量为3～5kg；当苗高10cm以上时，退潮期在潮间带按株行距30～50×30～50cm移栽盐地鼠尾粟、咸水草小苗，每穴移栽2～3株苗；一周后适时补苗，减少草地人为干扰及生物危害，促其返青；

(e2) 在潮间带、潮下带种植芦苇；先选择茎粗壮且带有2～4个分蘖的芦苇，留茬10～15cm去除茎杆，挖取地下茎，切成10～15cm长，具有3～5个节；再按株行距1～2m×1～2m，挖长20～30cm，宽10～20cm，深10～20cm的种植穴；将芦苇根放入种植穴用土压实，栽植后灌水保持湿润，促进成活，加快根系生长。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(8) 利用草本植物治理水土流失的步骤，包括下列子步骤：

(f1)在地表径流易造成冲刷的区域，种植芦竹、五节芒，做成草篱状；

在雨季来临前，越早越好；根据水流方向，与水流方向交叉开挖种植沟；间距1～2m平行开挖种植沟5～10条，沟宽30～50cm，深10～20cm；将健壮的芦竹、五节芒的根整齐排列在种植沟内，覆土压实，保持土壤润湿；

芦竹、五节芒长出5～10片叶子后进行培蔸，整成垅状；当株高1.5m以上时，在距地面50～100cm处将植株扎成排，固定成植物篱笆；

(f2)在地表易漫流的坡地种植香根草，减少水流对地表土壤的侵蚀；

在苗圃将香根草留茬10～20cm进行刈割，减少移栽过程中水分散失，影响成活率；起苗后，留根10～15cm，剪除过长的须根；

在地表易漫流的坡地，沿等高线开挖种植沟，沟与沟的间距为100～150cm，种植沟宽20～30cm，深15～20cm；间距20～30cm为一蔸，每蔸香根草3～5株，移栽时保持根系不折曲、盘缠，以免影响成活，根部覆土压实后定期洒水，促其快速返青；

(f3)在植被覆盖率小于60%的坡地，种植白三叶、紫云英，在防止雨水冲刷地面的同时增加土壤氮含量；

坡地种玉米、高粱、果树时，在高杆植物底下撒播白三叶、紫云英；播种前将白三叶种子、紫云英种子按1～2:1混合均匀，每亩播种量为2～3kg；作饲料时，植株高20cm以上进行刈割，作为绿肥还田时，结合翻耕进行压青；

(f4)在地表水较多，无明显冲刷痕迹的地区，种植早熟禾、无芒雀麦，发展畜牧业。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(9) 草本植物生产植物纤维涂料的步骤，包括下列子步骤：

(g1)将草本植物去除杂物，清理干净后粉碎成直径0.1～1mm，长0.5～5mm的植物纤维；

(g2)先将植物纤维自然干燥至含水量20%～30%，再人工干燥至含水量5%～10%；人工干燥时将温度控制在85℃以下，防止纤维因温度过高失去柔性；

(g3)将环氧树脂加热至70～80℃后加入干燥的植物纤维，植物纤维与环氧树脂按质量比3～5:50混合，在转速1000～2000r/min，恒温条件下搅拌3～5min；

(g4)停止加温后搅拌10～15min，形成树脂纤维；

(g5)将H-113环氧固化剂、二甲苯按质量比3:1混合，在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，形成混合固化剂；

(g6)将混合固化剂、正丁基缩水甘油醚、树脂纤维按质量比3:4:10～15混合,在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，形成树脂纤维涂料半成品；

(g7)树脂消泡剂、平流剂按质量比1:0.5～1混合均匀，形成树脂添加剂；

(g8)将树脂添加剂、树脂纤维涂料半成品按质量比0.3～0.5:100混合，在转速1000～2000r/min下搅拌3～5min，即为树脂纤维涂料成品。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(10) 草本植物生产相变保温墙体材料的步骤，包括下列子步骤：

(h1)将草本植物清理干净，粉碎成直径0.1～2mm，长1～50mm的植物纤维；

(h2)将植物纤维自然干燥至含水量20%～30%；

(h3)将硬脂酸、硬脂酸正丁酯按质量比1:0.6～0.8混合均匀，配成硬脂酸混合液；

(h4)将硬脂酸混合液、氨水、石蜡按质量比1:1:0.5～1混合均匀，配成石蜡乳液；

(h5)将含水量控制在30%以下的植物纤维完全浸入石蜡乳液中，浸泡18～24h后，将植物纤维从石蜡乳液中捞出沥干；

(h6)将50%石蜡乳液浸泡后的植物纤维、硅酸盐水泥按质量比0.6～0.8:1混合，在转速30～50r/min下搅拌2～3min；再按水、水泥质量比例1:1～1.5，加水搅拌1～2min形成水泥纤维浆；

(h7)将另外50%石蜡乳液浸泡后的植物纤维、硅酸盐水泥发泡剂按质量比0.8～1:1混合，在转速30～50r/min下搅拌2～3min；再按水、水泥发泡剂质量比例1:1～1.2，加水搅拌2～3min形成泡沫纤维浆；

(h8)将水泥纤维浆、泡沫纤维浆、砂石、煤灰、水按质量比4:1:2～4:1～2:1～2混合，在转速30～50r/min下，搅拌3～5min形成相变保温材料；

(h9)将相变保温材料浇注到模具中，24～36h固化成型，脱模后保养3～4周，即为相变墙体材料成品。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(11) 草本植物生产植物纤维乳化沥青混凝土的步骤，包括下列子步骤：

(i1)将石头粉碎，筛选出直径5～15mm的粗料，直径1～5mm的细料；

(i2)将石灰石粉碎成直径1～3mm的细料；

(i3)将草本植物粉碎成直径0.1～1mm，长1～5mm的植物纤维；

(i4)先将植物纤维自然干燥至含水量20%～30%，再人工干燥至含水量5%～10%；人工干燥时将温度控制在85℃以下，防止纤维因温度过高失去柔性；

(i5)将粗料、细料、粉料按质量比16:3～4:1～3混合，在转速30～50r/min下搅拌1～2min，形成主料；

(i6)主料加热至60～80℃后，将植物纤维、加热的沥青混凝土主料按质量比1～2:500，在转速30～50r/min下搅拌2～3min，形成沥青混凝土主料；

(i7)乳化沥青、沥青混凝土主料按质量比1:20～25，将乳化沥青加到沥青混凝土主料中，搅拌3～5min，即为植物纤维沥青混凝土成品；

(i8)植物纤维沥青混凝土在自然冷却至45℃前，进行施工，当乳化沥青凝固后，形成植物纤维沥青混凝土建筑成品。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(12) 草本植物成型封存的步骤，包括下列子步骤：

(j1)当象草、皇竹草、芦竹、狼尾草2/3的叶片接近干枯时进行收割；去除杂物后，粉碎成直径0.1～0.5mm，长1～5mm的植物纤维；

(j2)将植物纤维干燥至含水量10%～15%；

(j3)干燥后的植物纤维在温度180～220℃、压力3～5Mpa下挤压成型；

(j4)封存前用紫外线照射，对仓库进行杀菌、防霉处理；

(j5)植物型材自然冷却后，型材含水量控制在10%以内，在相对湿度小于40%、低于40℃的环境进行储存；

(j6)定期进行通风与紫外线杀菌，防止植物型材霉变、崩解。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(13) 草本植物生产植物纤维土壤改良剂的步骤，包括下列子步骤：

(k1)将草本植物粉碎成1～10cm长的植物颗粒；

(k2)含氮量15%～20%的NH₃·H₂O、植物颗粒按质量比2～3:20搅拌均匀；

(k3)将调节好氮碳比的植物颗粒，通过翻耕，全部埋入15～30cm深的表土层中；

(k4)植物颗粒还田后，水田管理上采取干湿交替、浅水勤灌的方法，改善土壤通气性，消除有机酸对作物的影响。