專利名稱：一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的方法，具體涉及提高干旱荒漠區(qū)胡楊林下土壤固碳能力的快速方法。
背景技術(shù)：
目前，全世界干旱、半干旱地區(qū)的面積已超過地球陸地總表面積的1/3。由于嚴(yán)酷的氣候條件和不斷增加的人口壓力，這些地區(qū)荒漠化等問題越來越嚴(yán)重。土地荒漠化影響著全球約36億hm的土地。我國荒漠化土地約占國土面積的27. 2 %，是世界上受荒漠化影響最嚴(yán)重的國家之一。干旱荒漠區(qū)特殊的生態(tài)條件和自然環(huán)境致使土壤有機(jī)質(zhì)普遍含量較低，缺磷少氮，土壤含鹽量較高，土壤形成具有原始性。隨著土地退化，作為植被生長的基質(zhì)土壤也開始發(fā)生變化，首先是土壤表層裸露，容易遭到風(fēng)、水的侵蝕，破壞了表層土壤的正常結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能；然后土壤不斷沙化，有機(jī)質(zhì)含量下降，養(yǎng)分減少，土壤結(jié)構(gòu)性變差，土壤緊實(shí)度增加，通透性變壞，土壤持水保水能力下降等一系列不利于環(huán)境健康的方向發(fā)展。 植物群落發(fā)生逆行演替，從固定沙地到半固定沙地再到流動(dòng)沙地，植物群落的種類組成、蓋度、生物量、土壤理化性質(zhì)發(fā)生了顯著變化，生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力逐漸降低。因而可能導(dǎo)致包括胡楊林在內(nèi)的干旱、半干旱區(qū)的碳同持發(fā)生重大變化，可能對區(qū)域或全球的碳循環(huán)造成一定影響。由于大規(guī)模的人類活動(dòng)，干旱荒漠區(qū)地下水位大幅度下降，胡楊林嚴(yán)重衰敗，地上生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力大大減小，地下土壤巨大的碳固持潛力日益受到重視。但是，干旱荒漠區(qū)土壤類型屬于荒漠土壤類型，其成土過程生物累積量少，有機(jī)碳初始值低已經(jīng)很低，難以在自然條件下提高。豬毛菜在干旱荒漠區(qū)的田野路旁、溝邊、荒地、沙丘或鹽堿化沙地上常見的田間雜草。8-9月果熟后，植株干枯，莖基部極易折斷，隨風(fēng)滾動(dòng)，利用率低?？紤]到干旱荒漠區(qū)豬毛菜的廣泛分布，作為田間雜草不被利用，將豬毛菜莖稈埋入胡楊林間土壤，增加地下土壤碳儲(chǔ)量，達(dá)到有效固碳的目的；同時(shí)，利用干旱荒漠區(qū)自然高溫條件，營造豬毛菜分解的天然堆肥環(huán)境，促進(jìn)其莖稈分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，建立胡楊林間土壤的“營養(yǎng)泵”，改善胡楊根系生長的土壤環(huán)境，促進(jìn)胡楊根系發(fā)育，從而達(dá)到增加地下生物根系碳儲(chǔ)量的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，該方法利用干旱區(qū)土壤溫度、土壤性質(zhì)、固碳機(jī)制，有效利用田間雜草豬毛菜，通過人工措施直接將豬毛菜的地上有機(jī)碳部分固定到地下，同時(shí)，通過其植株分解，改善胡楊根系生長的土壤環(huán)境，加速胡楊根系發(fā)育，從而達(dá)到增加地下土壤有機(jī)碳的目的，以補(bǔ)償干旱荒漠區(qū)因地下水位大幅下降，胡楊林嚴(yán)重衰敗所造成生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力下降的損失。本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，按下列步驟進(jìn)行
a、秋季8-9月，選擇果熟，植株干枯的豬毛菜收割；b、將保水劑150_300g攪入30升水中，攪拌20分鐘，配制成濃度為0. 的溶
液，在將步驟a收割的豬毛菜浸泡30秒-10分鐘；C、在距離胡楊林根部邊緣100cm-250cm處挖坑，坑的深度為80_100cm、長寬為 100-150cm，在坑內(nèi)平鋪預(yù)先處理好的豬毛菜，厚度為10cm，填回挖出的土，夯實(shí)；d、在用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為70-90cm即可。步驟a所述的豬毛菜，是選擇在田野路旁、溝邊、荒地、沙丘或鹽堿化沙質(zhì)地常見的豬毛菜。步驟b所述的保水劑其成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物。步驟b所述配制的溶液處理500-1000株豬毛菜。本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，該方法一是、根據(jù)豬毛菜生長情況，收割豬毛菜。二是、針對胡楊吸水根根量分布特點(diǎn)，即在水平方向上， 100-250cm、250-350cm處根量分別占48. 9%和19.沈％，而垂直方向上，胡楊吸水根根量主要集中在O-IOOcm 土層內(nèi)，從而確定將坑挖在距離胡楊根部100-250cm的附近，坑大小為深 80-100cm、長寬100-150cm。三是、8_9月，干旱荒漠區(qū)土壤表面最高可達(dá)60°C高溫，到了地下SO-IOOcm左右，土壤溫度變化微弱，基本保持在溫度20°C左右，溫暖的地下環(huán)境有利于豬毛菜莖稈分解。四是、豬毛菜莖稈殘?bào)w在分解過程中，改變了原有的土壤結(jié)構(gòu)和生物、化學(xué)性質(zhì)，增加了土壤有機(jī)碳含量，同時(shí)促進(jìn)了土壤團(tuán)聚體形成，即改善土壤結(jié)構(gòu)，增加胡楊根系的供應(yīng)養(yǎng)分，促進(jìn)胡楊根系發(fā)育，從而達(dá)到最大限度的增加地下有機(jī)碳的目的。本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，該方法中所用的保水劑為市售產(chǎn)品，其成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物，商品名為農(nóng)林保水劑，由廣州安信保水農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為NY886-2004，吸水倍率450-500倍(純水g/g)，PH 值6. 0-8. 0，保質(zhì)期36個(gè)月(干燥防潮避光儲(chǔ)藏)，，凈含量500g士3%，地址廣州市東風(fēng)東路707號自動(dòng)化大廈1705室。本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，其特點(diǎn)為本發(fā)明針對干旱荒漠區(qū)受損胡楊林生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力下降的問題，利用該區(qū)域常見田間雜草，通過人工措施直接埋入地下增加土壤有機(jī)碳，同時(shí)，充分利用土壤溫度、土壤性質(zhì)、胡楊根系分布特點(diǎn)，促進(jìn)地下豬毛菜莖稈分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，形成供應(yīng)胡楊根系生長的“營養(yǎng)泵”，促進(jìn)胡楊地下根系發(fā)育，從而達(dá)到最大限度增加土壤地下碳固持潛力的目的。干旱荒漠區(qū)土壤有機(jī)碳難以在自然條件下得以增加，本發(fā)明所述方法可以在胡楊林嚴(yán)重衰敗造成地上生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量下降的干旱荒漠區(qū)，用低經(jīng)濟(jì)成本，高技術(shù)操作性的方法有效增加提高干旱荒漠區(qū)地下土壤固碳的目的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 秋季8-9月，收獲果熟，植株干枯的豬毛菜莖稈，對豬毛菜莖稈大小無要求；將市售保水劑(其主要成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物)150g攪入30升水中配制成濃度為0. 5%的溶液，攪拌20分鐘，將干枯的豬毛菜500株放入溶液中浸泡30秒；在距離胡楊林根部邊緣IOOcm處挖坑，坑的深度為80cm，長寬各100cm，將浸水處理好的豬毛菜平鋪坑底，厚度達(dá)10cm，再將挖出的土填回夯實(shí)；待確定豬毛菜埋好后，在用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為70cm即可。實(shí)施例2 秋季8-9月，收獲果熟，植株干枯的豬毛菜莖稈，對豬毛菜莖稈大小無要求；將保水劑(其主要成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物)300g攪入30升水中， 攪拌20分鐘，配制成濃度為的溶液，將干枯的豬毛菜1000株浸泡10分鐘；在距離胡楊林根部邊緣250cm處挖坑，坑的深度為90cm，長寬各為150cm，在坑內(nèi)平鋪預(yù)先處理好的豬毛菜，厚度為10cm，填回挖出的土，夯實(shí)；待確定豬毛菜埋好后，用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為75cm即可。實(shí)施例3 秋季8-9月，收獲果熟，植株干枯的豬毛菜莖稈，對豬毛菜莖稈大小無要求；將保水劑(其主要成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物)200g攪入30升水中， 攪拌20分鐘，配制成濃度為0. 8%的溶液，將干枯的豬毛菜800株浸泡8分鐘；在距離胡楊林根部邊緣150cm處挖坑，坑的深度為100cm，長寬各為100cm，在坑內(nèi)平鋪預(yù)先處理好的豬毛菜，厚度為10cm，填回挖出的土，夯實(shí)；待確定豬毛菜埋好后，在用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為90cm即可。實(shí)施例4 秋季8-9月，收獲果熟，植株干枯的豬毛菜莖稈，對豬毛菜莖稈大小無要求；將保水劑(其主要成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物)250g攪入30升水中， 攪拌20分鐘，配制成濃度為的溶液，將干枯的豬毛菜1000株浸泡5分鐘；在距離胡楊林根部邊緣200cm處挖坑，坑的深度為100cm、長寬各為150cm，在坑內(nèi)平鋪預(yù)先處理好的豬毛菜，厚度為10cm，填回挖出的土，夯實(shí)；待確定豬毛菜埋好后，在用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為80cm即可。本發(fā)明所述方法利用塔里木河下游常見田間雜草，通過人工措施直接埋入地下增加土壤有機(jī)碳，同時(shí)，充分利用土壤溫度、土壤性質(zhì)、胡楊根系分布特點(diǎn)，促進(jìn)地下豬毛菜莖稈分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，形成供應(yīng)胡楊根系生長的“營養(yǎng)泵”，促進(jìn)胡楊地下根系發(fā)育，從而達(dá)到最大限度增加土壤地下碳固持潛力的目的。實(shí)現(xiàn)在胡楊林嚴(yán)重消退下通過人為輔助措施補(bǔ)償因其衰敗所造成生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力下降的損失。
權(quán)利要求
1.一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，其特征在于按下列步驟進(jìn)行a、秋季8-9月，選擇果熟，植株干枯的豬毛菜收割；b、將保水劑150-300g攪入30升水中，攪拌20分鐘，配制成濃度為0.的溶液，在將步驟a收割的豬毛菜浸泡30秒-10分鐘；C、在距離胡楊林根部邊緣100cm-250cm處挖坑，坑的深度為80-100cm、長寬為 100-150cm，在坑內(nèi)平鋪預(yù)先處理好的豬毛菜，厚度為10cm，填回挖出的土，夯實(shí)； d、再用土鉆分別在坑的表面均勻打4個(gè)通氣眼，通氣眼的深度為70-90cm即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a所述的豬毛菜，是選擇在田野路旁、 溝邊、荒地、沙丘或鹽堿化沙質(zhì)地常見的豬毛菜。
3.根據(jù)權(quán)利要2所述的方法，其特征在于步驟b所述的保水劑其成分為淀粉接枝丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物。
4.根據(jù)權(quán)利要3所述的方法，其特征在于步驟b所述配制的溶液可處理500-1000株豬毛菜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種增加干旱荒漠區(qū)土壤固碳能力的快速方法，該方法利用干旱區(qū)土壤溫度、土壤性質(zhì)、固碳機(jī)制，有效利用田間雜草豬毛菜，通過人工措施直接將豬毛菜的地上有機(jī)碳部分固定到地下，同時(shí)，通過其植株分解，改善胡楊根系生長的土壤環(huán)境，加速胡楊根系發(fā)育，從而達(dá)到增加地下土壤有機(jī)碳的目的，以補(bǔ)償干旱荒漠區(qū)因地下水位大幅下降，胡楊林嚴(yán)重衰敗所造成生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力下降的損失。
文檔編號A01B79/02GK102550162SQ20121004347
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者李衛(wèi)紅, 陳亞寧, 馬建新, 黃湘 申請人:中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所