CN112369271B - 提高林木碳汇能力的方法 - Google Patents
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Abstract
提高林木碳汇能力的方法,它涉及林业领域。本发明的目的是为了解决现有人工林碳汇能力有待提高的问题,而提供一种提高林木碳汇能力的方法。本发明采用白桦树和落叶松作为碳汇的树种,采取针阔混交林的方式种植,提高其碳汇能力,同时本发明针对种植区不同的坡度进行种植方式的调整,使得碳汇能力强的白桦树和碳汇能力稍弱的落叶松合理分配到其适合生长的区域,并加入复合保水剂提高其生长状态,进而提高碳汇能力。本发明应用于林业领域。
Description
技术领域
本发明涉及林业领域,具体涉及一种提高林木碳汇的方法。
背景技术
森林具有生物量、生产力巨大和碳含量高等优点,是陆地生物圈的主要碳储存库,在全球碳循环和应对气候变化中具有重要作用。小兴安岭针阔混交林是我国主要的地带性森林植被、典型的温带针阔混交林,具有建群种独特、物种多样性丰富、空间结构复杂等特点,作为我国东北代表性林地,占全国总森林面积的1/3之多。因此,提高森林,尤其是人工林的碳储量是极其重要的。
落叶松(Larix)作为我国东北、西北、华北及南方北亚热带高山地区的重要用材和生态树种,具有适应性强、早期速生、成林快、病虫害少、材质优良等特点,在我国速生丰产林工程建设中占有极其重要的地位。落叶松在我国16个省份均有分布和商品性栽培,是我国针叶树中栽种区域最广的树种,特别是在东北林区以及中南部高山地区,落叶松更是首选造林树种。落叶松人工林生物量的估算和预测作为其中的研究热点之一,被广泛关注,成为人工林的主要树种。
森林经营是通过调整和控制森林的组成和结构、促进森林生长,以维持和提高森林生长量、碳储量及其他生态服务功能,从而增加森林碳汇储量。因此通过人工干预,以进一步改善落叶松人工林的固碳能力,对于东北地区森林生态建设具有深远意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有人工林碳汇能力有待提高的问题,而提供一种提高林木碳汇能力的方法。
本发明的提高林木碳汇能力的方法,是按照以下步骤进行的:
选取健壮白桦树苗和落叶松树苗,在人工林种植区以针阔混交林的方式种植,实现所述的提高林木碳汇能力;
具体种植方式为:选取缓坡种植区,所述的缓坡坡度角为≤10°、10~20°和≥20°;并在坡底处种植芒草或狼尾草;
其中,在坡度角≥20°向阳坡地,且年平均日照时间高于此向阳坡地平均值的坡地上落叶松树苗种植面积≥80%;在坡度角10~20°向阳坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1:1~2;在坡度角≤10°向阳坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;保证在向阳坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为35~45%和55~65%;
在坡度角≥20°向阳坡地施加0.5~1.5吨/亩的复合保水剂,在坡度角10~20°向阳坡地施加0.5~1吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤10°向阳坡地施加≤0.5吨/亩的复合保水剂;
在坡度角≥20°背阴坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;在坡度角10~20°背阴坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1~2:1;在坡度角≤10°向阳坡地,以落叶松树苗种植为主;保证在背阴坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为70~85%和15~30%;
在坡度角≥20°背阴坡地,施加0.5~1.0吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤20°背阴坡地,施加≤1.0吨/亩的复合保水剂。
本发明复合保水剂的制备方法按照以下步骤实现:
一、将生物炭浸泡于复合菌液中浸泡处理,得到含菌的生物炭;
二、用机械法将玉米芯取出,粉碎玉米芯成块体,将无机肥、乙二醇和水混合,得到混合肥料,然后将粉碎后的玉米芯浸泡在混合肥料中,得到含有肥料的玉米芯;
三、将含菌的生物炭与含有肥料的玉米芯混合均匀,得到生物质-生物炭混合料;
四、将生物质-生物炭混合料、高岭土和中药材料混合均匀,得到复合保水剂;
其中步骤一中所述的复合菌液中含有灰略红链霉菌和枯草芽孢杆菌。
本发明复合保水剂中的生物炭富含微孔结构,增加了土壤的通透性,保存水分和养料,将生物炭浸泡于复合菌液中,使复合菌负载在生物炭的微孔结构中,还具有一定的抗寒能力,适用于北方低温林区。而复合保水剂中的玉米芯是由薄片层状结构堆积成的大孔天然海绵结构,无机肥或者复合无机肥料能够负载在玉米芯的大孔海绵结构中,同时以乙二醇作为吸附剂,乙二醇具有很强的吸潮性,使玉米芯保持湿润吸水保水,吸附的肥料缓慢释放。
本发明复合保水剂中的高岭土主要起粘合保水作用。中药材料主要包括薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑,以起到驱虫抑制虫害的作用。复合保水剂与土壤混拌后,复合菌会降解玉米芯的粗纤维、糖类和无机矿物元素,使其转化为生物质肥料被林木利用。
本发明采用白桦树和落叶松作为碳汇的树种,采取针阔混交林的方式种植,提高其碳汇能力,同时本发明针对种植区不同的坡度进行种植方式的调整,使得碳汇能力强的白桦树和碳汇能力稍弱的落叶松合理分配到其适合生长的区域,提高其碳汇能力。本发明依据坡度角的不同角度进行调整,种植不同的面积的白桦树和落叶松,显著提高了白桦树和落叶松的生长状态。本发明通过上述调整后,采用本发明的保水剂进行保水处理,能够防止水分的流失,较正常栽培的白桦树和落叶松,可以提高其碳汇能力。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式的提高林木碳汇能力的方法,是按照以下步骤进行的:
选取健壮白桦树苗和落叶松树苗,在人工林种植区以针阔混交林的方式种植,实现所述的提高林木碳汇能力;具体种植方式为:选取缓坡种植区,所述的缓坡坡度角为≤10°、10~20°和≥20°;并在坡底处种植芒草或狼尾草;
其中,在坡度角≥20°向阳坡地,且年平均日照时间高于此向阳坡地平均值的坡地上落叶松树苗种植面积≥80%;在坡度角10~20°向阳坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1:1~2;在坡度角≤10°向阳坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;保证在向阳坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为35~45%和55~65%;
在坡度角≥20°向阳坡地施加0.5~1.5吨/亩的复合保水剂,在坡度角10~20°向阳坡地施加0.5~1吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤10°向阳坡地施加≤0.5吨/亩的复合保水剂;
在坡度角≥20°背阴坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;在坡度角10~20°背阴坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1~2:1;在坡度角≤10°向阳坡地,以落叶松树苗种植为主;保证在背阴坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为70~85%和15~30%;
在坡度角≥20°背阴坡地,施加0.5~1.0吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤20°背阴坡地,施加≤1.0吨/亩的复合保水剂。
在向阳坡地施加的保水剂在种植当年开始施加,在背阴坡地施加的保水剂在种植第二年开始施加。
所述的种植区为大小兴安岭地区。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:本实施方式复合保水剂的制备方法按照以下步骤实施:
一、将生物炭浸泡于复合菌液中浸泡处理,得到含菌的生物炭;
二、用机械法将玉米芯取出,粉碎玉米芯成块体,将无机肥、乙二醇和水混合,得到混合肥料,然后将粉碎后的玉米芯浸泡在混合肥料中,得到含有肥料的玉米芯;
三、将含菌的生物炭与含有肥料的玉米芯混合均匀,得到生物质-生物炭混合料;
四、将生物质-生物炭混合料、高岭土和中药材料混合均匀,得到复合保水剂;
其中步骤一中所述的复合菌液中含有灰略红链霉菌和枯草芽孢杆菌。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一中所述的生物炭的制备过程如下:
将生物质放入管式炉中,在无氧条件下以350~500℃的温度进行高温处理1.5~2.5h,再添加水后在400~600℃的温度下氧化处理,然后在600~700℃的温度下还原后,得到生物炭。
本实施方式所制备的生物炭具有孔隙结构(孔隙直径3-10μm,比表面积可达100-230m2/g),且在孔隙的内表面上含有大量的带电基团,如酚羟基、醇羟基、羧基,该基团通过多级孔的物理吸附及带电基团的静电吸附可降低土壤中金属元素的移动,阻止树木对重金属的吸收,降低重金属对植株的毒害作用。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式二不同的是:所述的生物质为木材、稻草或麦秆。所述的稻草为芒草或狼尾草。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:步骤一中浸泡处理的时间为1~3h。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:步骤一中复合菌液中复合菌剂的(总)浓度为5g/L~20g/L。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:步骤二中粉碎后的玉米芯浸泡在混合肥料中的时间为0.5~3h。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:步骤四中中药材料由薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑组成。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式七不同的是:步骤四中药材料中薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑的质量比为(2~5):(2~3):(0.5~1.0):(0.5~1.5):(0.5~1.5)。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:步骤四中再向复合保水剂中加入豆粕。
本实施方式豆粕发酵后产生氨基酸,易于林木吸收。豆粕的加入量占复合保水剂的6wt%-12wt%。
具体实施方式十一:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:步骤四中生物质-生物炭混合料、高岭土和中药材料的质量比为(10~15):(2~5):(0.01~0.05)。
实施例:
本实施例的提高林木碳汇能力的方法,是按照以下步骤进行的:
选取健壮白桦树苗和落叶松树苗,在人工林种植区以针阔混交林的方式种植,实现所述的提高林木碳汇能力;具体种植方式为:选取缓坡种植区(2~3公顷),所述的缓坡坡度角为≤10°、10~20°和≥20°;并在坡底处种植芒草或狼尾草;
其中,在坡度角≥20°向阳坡地,且年平均日照时间高于此向阳坡地平均值的坡地上落叶松树苗种植面积≥80%;在坡度角10~20°向阳坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1:2;在坡度角≤10°向阳坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;保证在向阳坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为40%和60%;
在坡度角≥20°向阳坡地施加1.5吨/亩的复合保水剂,在坡度角10~20°向阳坡地施加0.8吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤10°向阳坡地施加0.2吨/亩的复合保水剂;
在坡度角≥20°背阴坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;在坡度角10~20°背阴坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比2:1;在坡度角≤10°向阳坡地,以落叶松树苗种植为主;保证在背阴坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为80%和20%;
在坡度角≥20°背阴坡地,施加1.0吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤20°背阴坡地,施加0.5吨/亩的复合保水剂。
在向阳坡地施加的保水剂在种植当年开始施加,在背阴坡地施加的保水剂在种植第二年开始施加。
所述的种植区为小兴安岭地区。
本实施例复合保水剂的制备方法按照以下步骤实施:
一、将生物炭浸泡于复合菌液浸泡处理2h,得到含菌的生物炭;
二、用机械法将玉米芯(玉米棒的内芯)取出,粉碎玉米芯成块体,按照质量比为5:2:10将无机肥、乙二醇和水混合,得到混合肥料,然后将粉碎后的玉米芯浸泡在混合肥料中1h,得到含有肥料的玉米芯;
三、按照质量比为1:2将含菌的生物炭与含有肥料的玉米芯混合均匀,得到生物质-生物炭混合料;
四、按照质量比为12:4.5:0.02:2将生物质-生物炭混合料、高岭土、中药材料和豆粕混合均匀,得到复合保水剂;
其中步骤一中所述的复合菌液中复合菌剂由质量比为1:1的灰略红链霉菌和枯草芽孢杆菌组成,复合菌剂的总浓度为8g/L;中药材料中薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑的质量比为3:2:1:0.5:0.5。
本实施例复合保水剂的吸水率为165g/g。
胸径和树高是评价碳汇能力的重要指标,在大兴安岭人工林场进行试验,划分出3个30m×60m的区域,三个区域中林木分布密度基本相同,树龄相同。A区域为地势平坦的自然生长,B区域中按照提高林木碳汇能力的种植方法种植林木,但未施用复合保水剂,C区域中按照提高林木碳汇能力的种植方法种植林木,并施用复合保水剂。
经过6年的观测,A区域中兴安落叶松的平均胸径DBH(cm)为11.20cm,平均树高H(m)为11.82m;B区域中兴安落叶松的平均胸径为12.08cm,平均树高为12.53m;C区域中兴安落叶松的平均胸径为12.53cm,平均树高为12.95m。兴安落叶松的生物量B可按照B=a·(DBH2·H)b,其中a和b为系数,a=0.1500,b=0.78153。
经过6年的观测,A区域中白桦的平均胸径DBH(cm)为13.65cm,平均树高H(m)为14.35m;B区域中兴安落叶松的平均胸径为14.13cm,平均树高为15.37m;C区域中兴安落叶松的平均胸径为14.35cm,平均树高为15.78m。白桦的生物量B可按照InB=m+n·In(DBH2·H),其中m和n为系数,m=-2.836,n=0.9222。
Claims (6)
1.提高林木碳汇能力的方法,其特征在于它是按照以下步骤进行的:
选取健壮白桦树苗和落叶松树苗,在人工林种植区以针阔混交林的方式种植,实现所述的提高林木碳汇能力;
具体种植方式为:选取缓坡种植区,所述的缓坡坡度角为≤10°、10~20°和≥20°;并在坡底处种植芒草或狼尾草;
其中,在坡度角≥20°向阳坡地,且年平均日照时间高于此向阳坡地平均值的坡地上落叶松树苗种植面积≥80%;在坡度角10~20°向阳坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1:1~2;在坡度角≤10°向阳坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;保证在向阳坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为35~45%和55~65%;
在坡度角≥20°向阳坡地施加0.5~1.5吨/亩的复合保水剂,在坡度角10~20°向阳坡地施加0.5~1吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤10°向阳坡地施加≤0.5吨/亩的复合保水剂;
在坡度角≥20°背阴坡地,以白桦树苗种植为主,多颗白桦树苗与一颗落叶松树苗作为一个单元方式种植,每个单元以落叶松树苗为中心,在四周分别种植多颗白桦树苗;在坡度角10~20°背阴坡地,白桦树苗与落叶松树苗的种植面积比1~2:1;在坡度角≤10°向阳坡地,以落叶松树苗种植为主;保证在背阴坡地白桦树苗与落叶松树苗的种植面积分别为70~85%和15~30%;
在坡度角≥20°背阴坡地,施加0.5~1.0吨/亩的复合保水剂,在坡度角≤20°背阴坡地,施加≤1.0吨/亩的复合保水剂;所述的种植区为大小兴安岭地区;所述的复合保水剂的制备方法按照以下步骤实现:
一、将生物炭浸泡于复合菌液中浸泡处理,得到含菌的生物炭;
二、用机械法将玉米芯取出,粉碎玉米芯成块体,将无机肥、乙二醇和水混合,得到混合肥料,然后将粉碎后的玉米芯浸泡在混合肥料中,得到含有肥料的玉米芯;
三、将含菌的生物炭与含有肥料的玉米芯混合均匀,得到生物质-生物炭混合料;
四、将生物质-生物炭混合料、高岭土和中药材料混合均匀,得到复合保水剂;
其中步骤一中所述的复合菌液中含有灰略红链霉菌和枯草芽孢杆菌;步骤一中所述的生物炭的制备过程如下:
将生物质放入管式炉中,在无氧条件下以350~500℃的温度进行高温处理1.5~2.5h,再添加水后在400~600℃的温度下氧化处理,然后在600~700℃的温度下还原后,得到生物炭;
步骤一中复合菌液中复合菌剂的浓度为5g/L~20g/L。
2.根据权利要求1所述的提高林木碳汇能力的方法,其特征在于述的生物质为木材、稻草或麦秆。
3.根据权利要求1所述的提高林木碳汇能力的方法,其特征在于步骤四中中药材料由薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑组成,薄荷、香草、茴香、冰片和天然樟脑质量比为(2~5):(2~3):(0.5~1.0):(0.5~1.5):(0.5~1.5)。
4.根据权利要求1所述的提高林木碳汇能力的方法,其特征在于步骤四中生物质-生物炭混合料、高岭土和中药材料的质量比为(10~15):(2~5):(0.01~0.05)。
5.根据权利要求1所述的提高林木碳汇能力的方法,其特征在于步骤一中浸泡处理的时间为1~3h。
6.根据权利要求1所述的提高林木碳汇能力的方法,其特征在于在向阳坡地施加的保水剂在种植当年开始施加,在背阴坡地施加的保水剂在种植第二年开始施加。
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2020
- 2020-11-12 CN CN202011263899.8A patent/CN112369271B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (4)
Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN112369271A (zh) | 2021-02-19 |
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