一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干旱荒漠區(qū)鹽生植物有機碳固定的方法，具體涉及增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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I / 3。由于嚴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重。土地荒漠化影響著全球約36億hm2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、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，有機質(zhì)含量下降，養(yǎng)分減少，土壤結(jié)構(gòu)性變差，土壤緊實度增加，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。
[0003]由于大規(guī)模的人類活動，干旱荒漠區(qū)水資源大量消耗，地表植被逐漸衰敗，地上生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力大大減小，地下根系有機碳的巨大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，有機碳初始值低已經(jīng)很低，難以在自然條件下提高。同時，由于落葉會導(dǎo)致干旱荒漠區(qū)鹽生植物的地上有機碳的迅速、大量流失，因此區(qū)域有機碳的長期儲存主要依靠地下根系的固持，因此，地下根系的發(fā)育對有機碳的增加有著直接影響。
[0004]硝態(tài)氮是指硝酸鹽中所含有的氮元素。水和土壤中的有機物分解生成銨鹽，被氧化后變?yōu)橄鯌B(tài)氮。硝態(tài)氮對高鹽脅迫下鹽生植物根系生長具有很好的促進作用。考慮到鹽生植物在高鹽和干旱脅迫下生物量分配具有相應(yīng)的適應(yīng)對策，存在很好的可塑性，利用硝態(tài)氮營養(yǎng)促進鹽生植物側(cè)根發(fā)育，增加其表面積和總吸收面積，進而促進光合作用產(chǎn)生的生物量有效地在根系和地上部分分配，進而導(dǎo)致根冠比增加，直接增加植物地下有機碳儲存。但目前國內(nèi)外還沒有利用硝態(tài)氮增加有機碳的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于，提供一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法，該方法對于鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物生長地區(qū)，在春季末期地表溫度維持在20°C，或草本植被生長至10cm，進行挖帶或鉆孔，在生長季內(nèi)，再進行挖帶或鉆孔，然后再在挖帶的帶內(nèi)或鉆孔的孔內(nèi)施入硝態(tài)氮，利用硝態(tài)氮增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物有機碳固定，其原理是干旱荒漠區(qū)鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物地上地下生物量在高鹽脅迫下具有適應(yīng)策略，存在很好的可塑性，利用添加硝態(tài)氮可以促進高鹽脅迫下的鹽生草本植物根冠比增加，進而促進植物將光合作用形成的有機碳更多的向地下分配，進而增加地下有機碳的長期儲存。
[0006]本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法，按下列步驟進行:
在鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物生長地區(qū):
a、在春季末期地表溫度維持在20°C，或草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物生長至10cm，進行挖帶或鉆孔，挖帶為每5m2劃I條溝，溝寬0.5_lm、深度3-lOcm，鉆孔用洛陽鏟每5m2鉆5-25個點，每個點大小8mm，深度5_12cm ；
b、在生長季內(nèi)，進行2-3次的挖帶或鉆孔，在挖帶的帶內(nèi)按10-15mmol/L氮水平施加硝態(tài)氮l_5cm，澆水，再按常規(guī)方法進行后續(xù)的管理；
或在鉆孔的孔內(nèi)按10-15mmol/L氮水平施加硝態(tài)氮l_5cm，澆水，再按常規(guī)方法進行后續(xù)的管理即可。
[0007]本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法，該方法利用硝態(tài)氮營養(yǎng)促進鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物側(cè)根發(fā)育，促進光合作用產(chǎn)生的生物量有效地在根系和地上部分分配，加大地下根系生長量，進而導(dǎo)致根冠比增加，達到增加草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物地下有機碳長期儲存的目的，以補償干旱荒漠區(qū)植物衰敗導(dǎo)致造成生態(tài)系統(tǒng)碳固持能力下降的損失。
[0008]干旱荒漠區(qū)鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物通過施用硝態(tài)氮后，鹽生草本河西菊、角果藜、沙蓬或駱駝刺植物側(cè)根生長發(fā)育非常顯著，根系表面積和總吸收面積顯著增加，地下生物量有效增加使得植物將光合作用固定的有機碳更多轉(zhuǎn)移到地下，提高了干旱荒漠區(qū)有機碳的長期儲存。
[0009]植物根系是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的碳匯和礦質(zhì)養(yǎng)分庫，也是土壤中碳及養(yǎng)分的主要來源，植物根系是碳儲存的重要部分。增加植物根系生長量可以有效增加地下有機碳的長期儲存。硝態(tài)氮能有效促進高鹽脅迫下的鹽生草本植物側(cè)根發(fā)育，增加其表面積和總吸收面積，進而增大地下根系生長量，增加植物根冠比，有效提高地下有機碳儲存。
[0010]本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法，該方法中的硝態(tài)氮為市售產(chǎn)品，由標美力克肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的“肥太郎、硝酸鉀”。
【具體實施方式】
[0011]下面詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但本發(fā)明不限于所提供的實施例。
[0012]本發(fā)明所述的一種增加干旱荒漠區(qū)鹽生草本植物有機碳固定的方法，該方法在塔里木河盆地和準噶爾盆地進行試驗。
[0013]實施例1:
在鹽生草本河西菊植物密集生長地區(qū):
a、在春季末期地表溫度維持在20°C，在鹽生草本河西菊植物密集生長地區(qū)進行挖帶，挖帶為每5m2劃I條溝，溝寬0.5m、深度3cm ；
b、在鹽生草本河西菊植物生長季內(nèi)，進行2次的挖帶，在挖帶的帶內(nèi)按10mmol/L氮水平施加硝態(tài)氮1cm，澆水，再按常規(guī)方法進行后續(xù)的管理，通過施加硝態(tài)氮促進植物根