免费文献传递   相关文献

泥炭藓种植与泥炭开采迹地生态恢复的技术进展



全 文 :SHADE PLANT 本期专题·耐阴植物>
2013年第3期44 >
与泥炭开采迹地生态恢复的技术进展
泥炭藓种植
泥炭的作用
利用泥炭生产有机肥料是泥炭在农业上的一个重要用途。富营养草本泥炭是生产腐质酸类肥
料的优质原料,腐质酸类肥料不仅能够提高肥料利用效率、刺激作物生长,还能改善土壤结构、提高
土壤肥力,是发展绿色农业难以替代的肥料。
栽培介质是泥炭的另一个重要用途。相比于其他栽培介质,泥炭具有容重低、结构稳定、有机质
含量高、通气透水性好、无病原体、价格便宜、有利于使用液体调节养分供应等优点,非常适合无土
栽培,在园艺生产中具有重要的作用。
目前,对泥炭的过度开发造成了难以逆转的破坏和自然碳汇功能的
丧失。研究泥炭藓一方面可以使泥炭资源再生,另一方面也可以代替泥炭作为
植物栽培介质,减少对泥炭的开采。2011年,上海市园林科研所承担了国家林
业局关于《泥炭藓种植和泥炭开采迹地恢复技术引进》的948项目。项目组参
观考察了德国的实验基地和生产工厂,对泥炭从机械开采到加工、再到包装的
流程有了初步了解,还从德国引进了8种泥炭藓。此外,国内部分泥炭藓资源的
调查收集工作也已经完成。
编者按
文·图 ◎ 王铖
1
3
2
4
泥炭藓(Spha
gnum palustre
)为泥炭藓科
、泥炭
藓属下的一个
种,分布最广
,常见于山地
湿润地区或
沼泽中,多成
大面积垫状单
一的植物群落
,是生成泥
炭的主要成分
来源。
泥炭是植物体
在沼泽中经过
长期的物理化
学过
程累积形成的
一种非金属矿
产资源,在农
业、园艺、
能源、工业以
及环境保护方
面具有广泛的
用途。
>>
SHADE PLANT 本期专题·耐阴植物>
> 452013年第3期
由于泥炭富含有机质、结构松散、表
面吸附力大,是天然的离子交换剂和吸附
剂。泥炭经加工后,主要被用于“三废”
处理,不仅作为重金属离子的捕除剂、油
污吸附剂,还用于核工业放射性射线和
物质的吸收。
泥炭中有机碳含量高,发热量超过3
000卡/千克以上,欧洲国家很早就将泥炭
作为燃料和发电。随着现代工业的发展,
能源需求量的剧增,泥炭燃料产品和燃烧
技术有了很大发展。
泥炭开采的环境代价
湿地生态系统是重要的有机碳库,
碳储量约为770亿吨,占到陆地生态系统
的35%。泥炭地是分布最广的湿地类型,
总面积为400万平方公里,占全球湿地面积的50%~70%,碳储量为全球土壤碳储量的1/3,相当于全球
大气碳库碳储量的3/4,在全球碳循环和气候变化中具有重要的作用。随着经济的发展,对泥炭湿地
的破坏日益加剧,泥炭湿地的固碳能力逐渐减少。研究表明,在过去的200年内,全球泥炭湿地的碳
储量减少了4.1Gt(碳储量单位:1Gt=109 吨),其中60%是由人工开发导致泥炭湿地消失造成的结果。
泥炭开采对泥炭地造成不可逆的破坏,不仅使泥炭地的固碳功能丧失,还加速了泥炭地中有机
物质的分解,使泥炭湿地由“碳汇”转变为“碳源”。泥炭开采对碳的固定造成三个方面的不良影响:
第一,开采泥炭使湿地中的植被和微生物环境遭到破坏,使湿地原有的固碳功能消失;第二,泥炭开
采排水使氧气进入土壤,加快了土壤中有机物质分解,施放出CO2和N2O;第三,泥炭产品作为栽培介
质在使用过程中分解进程加快,同时作为燃料燃烧,有机碳最终都将转变为CO2;第四,泥炭开采过
6
8
7
5
9
图片说明
1. 泥炭开采迹地
2. Diepholz泥炭地恢复初期
3. Diepholz恢复2年的泥炭地
4. 人工恢复后的情况
5. 没有人工干预泥炭地很难恢复
6. Hankhausen 泥炭藓引种试验场
7. Hankhausen 泥炭藓种植试验
8. Esterwege Dose mire 种植试验
9. 红线以上为1年的生长量
SHADE PLANT 本期专题·耐阴植物>
2013年第3期46 >
程中将清除植被、排干沼泽,使原有的湿地生态系统遭受彻底的毁灭,破坏了鸟类和湿生动植物的栖
息环境,导致泥炭湿地生物多样性的消失。
泥炭藓种植与泥炭开采迹地恢复的意义
随着全球气候变暖、自然灾害频发,控制碳排放成为世界关注的焦点。泥炭藓是一种重要的造
炭植物,其固碳量占北半球泥炭沼泽固碳总量的一半。开展泥炭藓的种植和泥炭迹地的恢复技术研
究,可以使大量因泥炭沼泽破坏造成碳汇功能丧失的泥炭开采迹地恢复其生态功能。
泥炭藓作为一种优良的栽培基质原材料,由于其市场需求量大,应用前景广阔,已得到许多国家
的认可。为了满足不断增长的市场需求,最大限度地减少开采泥炭藓给环境带来的负面影响,欧洲和
北美相继开展了在泥炭开采迹地种植泥炭藓的实验研究。研究结果表明,在泥炭开采迹地种植泥炭
藓,既可以恢复泥炭地、增加对大气碳的固定,又能够满足市场对栽培基质的需求,具有较强的环境
价值和经济技术可行性。
10
12
14
11
13
15
SHADE PLANT 本期专题·耐阴植物>
> 472013年第3期
泥炭的自然形成过程极为缓慢,每年仅能形成1毫米,相对于不断攀升的庞大需求,泥炭资源储
量迅速降低。德国是泥炭资源丰富的国家,但是,经过近100多年的开采,目前,保留下来的泥炭湿地
也仅为原来的5%。开展泥炭藓的种植(Sphagnum Farming),可以使泥炭资源再生,实现泥炭资源的持
续利用与保育平衡。泥炭藓被称为白泥炭(White Peat),可以制成新型栽培基质。作为使用量最大的园
艺泥炭的替代品,通过泥炭藓的种植可以实现栽培介质的本地化和持续化,减少对泥炭湿地和生物
多样性的破坏。
泥炭藓种植与泥炭开采迹地恢复的进展
为了最大限度地减少开采泥炭给环境带来的负面影响,确保泥炭资源的持续利用,从20世纪90
年代开始,欧洲和北美开始泥炭藓种植技术研究,其中以加拿大、德国的研究水平最高,取得的成果
最多。
1995年,加拿大开始进行泥炭地的生态恢复工作,在魁北克恢复了42公顷的泥炭地,并留出25公
顷作为试验地;1997年,加拿大泥炭藓协会出版了《泥炭地恢复指南》(Peatland Restoration Guide),并
于2003年进行了再版,对泥炭地的恢复技术和经验进行了总结;到2000年为止,加拿大利用泥炭藓已
经恢复了150多公顷的泥炭地。1995年,德国开始在Diepholz一块长60公里、宽50公里宽的泥炭开采迹
地上进行生态恢复,目前,已成为一块野生动植物栖息的重要湿地,每年都吸引2万~3万只鹤前来越
冬;2004年,德国格赖夫斯瓦尔德大学植物与景观生态学研究所(University of Greifswald, Institute of Botany
and Landscape Ecology)与一家当地泥炭公司(Wemer Koch GmbH & Co.)合作在Ramsloh的Esterwege Dose mire
的泥炭开采迹地上建立了一个1公顷的泥炭藓种植试验场,进行园艺泥炭藓的种植技术研究;2011
年,又在Hankhausen的牧场用地上建立了一块1公顷的泥炭藓种植试验场,进行泥炭藓的引种筛选与泥
炭湿地的生态学研究。
2005年4月,在德国不来梅召开了一次泥炭藓种植的国际研讨会,对泥炭藓种植的成功经验和技
术进行了交流,并决定建立泥炭藓种植的国际合作项目,推动泥炭藓的种植,除加拿大和德国外,丹
麦、芬兰、瑞士和中欧的一些国家也开始加入了泥炭藓种植计划。
王铖 上海市园林科学研究所高级工程师,植物研究部主任。
图片说明
10. 埋伏在草丛中的泥炭藓
11. 泥炭藓的温室栽培试验
12~15. 泥炭藓种类
16. 中德科研人员观察泥炭藓生长
17. 泥炭沼泽1年形成1毫米
18. 生长量测定
16
17
18