专利名称：一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法
技术领域：
本发明涉及森林培育技术领域，具体涉及一种适宜喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，适用于森林资源清查、森林群落生物量调查与森林生态系统固碳现状等方面。
背景技术：
森林是全球陆地生态系统的主体，其生物量和生产力在生物圈碳循环及生物圈-大气圈交换中起着决定性的作用。自20世界60年代以来，全球森林生物量的研究发展迅速，包括立地区域和全球尺度上森林生物量和生产力的观测、分析和模拟，除立地观测和遥感分析之外，森林清查资料作为有效手段之一，亦可从较大尺度上、较精确估算森林植被的生物量和生产力，以此为林业生产和区域碳循环研究提供基础数据。然而，中国森林面积较广、森林类型复杂，区域尺度上森林生物量和生产力的研究需要进一步的关注，尤其是热带和亚热带地区，东部常绿阔叶林区的人为干扰频繁和西部山地森林的复杂多样性，使得该地区森林生物量和生产力的研究任务更加艰巨，而西南喀斯特地区石漠化严重现象的现实，增加了该地区特殊的喀斯特常绿落叶阔叶混交林生物量观测数据的获取难度，尤其是地下生物量的获取难度。以贵州为中心连带成片的我国西南喀斯特地区(世界三大岩溶地区之一)，受地球内动力、强烈的地质运动、高温多雨且分布不均、碳酸盐岩溶蚀性强、水文二维结构明显， 以及其适生植物具有嗜钙性、耐旱性和石生性等限制特点的综合影响，生境和植被具有高度的异质性，生态系统的稳定性和抗干扰性差，与黄土、沙漠、寒漠并列为中国四大生态环境脆弱区，尖锐的人地矛盾导致了十分严重的石漠化现象，且呈不断扩张的态势，严重制约了该区域的可持续发展，直接威胁到长江和珠江流域的生态安全。20世纪40 80年代，人口的急剧膨胀导致了西南喀斯特地区尖锐的人地矛盾， 人类为了生存通过砍伐、垦殖、采樵、采矿、放牧、旅游开发、工程建设等各种方式对本来脆弱的喀斯特原始生态系统进行了长期的干扰和破坏，特别是50年代、60年代初和70年代3 次垦荒高潮和1958年、60 70年代、80年代分山到户3次森林恶性开采，导致了该区植被严重减少和生物多样性严重丧失，小气候环境及土壤发生了严重退化，生态服务功能失调， 气温和地表温度增高，湿度降低，生境干旱化问题突出，连中生性植物种类也因此生长不良或不适合生长，取而代之是一些旱生性带刺的灌木、藤本和草本，乔木及幼苗完全消失，绝大部分森林退化成草灌丛或草丛，出现了不同演替途径和阶段各种退化生态系统，部分地带甚至完全石漠化。80年代中期进入环境保护阶段之后，人为干扰显著减少，因物种多样性丧失严重，繁殖体缺乏，没有较为完善和有效的方法，农业生产仍保持着80年代的广种薄收的大部分特色，石漠化仍以3% 6%的速度发展。西南喀斯特地区出现了人-自然-经济复合退化现象，主要有裸岩地、坡耕地、草地、灌木、人工林、次生林和原生林7种代表性生态系统。受人类活动的影响，全球碳循环发生了显著改变，大气(X)2等温室气体浓度持续大幅度的增加导致温室效应增强、全球气候变暖、大气环流发生变化、区域性气候变化加剧等一系列的生态环境问题，全球气候变化及其对全球生态系统和人类的环境的影响既是举世瞩目的科学问题、经济贸易和环境问题，也是一个具有浓烈政治色彩的全球问题，受到国际社会的普遍关注。IPCC认为生态系统固碳特别是森林固碳是目前最经济可行和环境友好的减缓大气C02浓度升高的主要途径。为应付国际谈判，摸清我国碳汇现状、固碳速率、潜力和机制，提高我国碳排放的国际话语权，中国科学院组织了战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支论证及相关问题”，森林固碳项目是其中之一。森林生物量和生产力研究尤为重要，由于喀斯特地区土壤瘠薄、不连续及岩石裸露率高的特点，植被生长在岩石缝隙中， 且根系不能全挖，尤其增加了地下生物量调查的难度和数据的不准确性。通过长期的野外调查与林业作业，我们发现结合使用挖砍两用镐和钢锹能较完整地获得乔木根系的生物量，与以往任何单独使用一种和结合使用2种或两种以上工具更加便捷、快速。有效解决喀斯特地区乔木根系生物量调查工具，能使森林资源清查或者碳专项野外调查数据更加准确，达到事倍功半的效果。
发明内容
本发明目的是，针对喀斯特地区土壤瘠薄、不连续及岩石裸露率高的特点和植被生长在岩石缝隙中且根系不能全挖的现状，是在于提供了一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，方法易行，工具制作简单，操作简便，省时、省力、能最大程度获取乔木根系从而保证数据的准确性。本发明目的通过以下技术方案来实现。一种结合使用挖砍两用镐和钢锹获取喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法。一些挖砍两用镐和钢锹。两用镐根据洋镐改良而成，在镐头两端分别接有镐片，其中一片镐片为倒“U”型，作为锄头使用，另一片为弧形镐片，作为斧头使用；两块镐片尖端宽约9cm，与镐头连接处缩小至3cm ；“U”型镐片长30cm，弧形镐片长25cm ；镐库、镐片均选用汽车梁钢或者炮弹钢，采用常规的锻造工艺制作，容易实施。钢锹形状类似铁锹，所不同的是锹面和锹柄是固定连接的，锹面材质也不同。锹面选用汽车梁钢或者炮弹钢，采用常规的锻造工艺制作，锹面呈倒“U”型，长45cm，宽8cm，厚8mm，锹面略微弯曲，尖端磨锐；锹柄与锹面焊接固定，锹柄选用内径25mm镀锌管，长约95cm ；在锹柄与锹面连接处垂直锹柄方向焊接一节 8cm长，直径12mm的钢筋。一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，其步骤是(1)使用挖砍两用镐挖掘端将表层土壤掘开，找到表层侧根，再将侧根周围土挖开，露出主要粗根系；(2)使用挖砍两用镐砍端将树干周围的粗根系(主要是侧根)砍断；(3)侧根砍断后沿树根生长方向用镐头边刨土边将根系拔出；(4)待树干周围主要侧根清理完之后，接下来使用钢锹将树干周围小范围的土壤锹松，并将土取出，找到主根生长位置主根找到后使用钢锹从斜下方向主根所在位置斩去， 一步步将主根斩断；(5)对于主根系不发达的树，在挖掘过程中可用钢锹垂直向下将主要受力侧根斩断，当主要受力侧根与主根分离之后，树便自然倒伏，连根拔起；(6)树倒伏后将所有树根取出清理，清理非根物质后，按树桩、大根、中根、小根分类，分别称重，获得生物量数据。本调查方法基本收集了所有的根系，数据准确；不同于以往任何一种根系调查方法，由于工具或者方法的不足，只能获取部分根系，从而导致根系生物量数据的偏低或者不准确。本发明的有益效果是一、本发明充分利用了挖砍两用镐和钢锹的优点。挖砍两用镐集锄头和斧头功能于一体，便于携带；此镐重量重于一般锄头和斧头，与土面或树根接触时作用力大，效果好。 钢锹锹面采用钢板锻造而成，锹柄为钢管，厚度薄，硬度好，可以轻易将树根斩断(一般铁锹达不到这种效果)；在挖掘石缝中的树根时，因锄头或洋镐过宽而不适宜，使用此锹更容易操作。二、本发明目的明确，基于挖砍两用镐和钢锹的优点，结合使用用来调查喀斯特地区乔木根系生物量，解决了喀斯特地区森林地下生物量获取难且估算难等困难，为准确获取喀斯特地区森林生物量数据从而准确评估喀斯特地区森林生态系统固碳现状、速率和潜力奠定了坚实基础。三、综上所述本发明简单实用，可操作性强，携带方便，省时、省力，且获取数据准确，是一套适合喀斯特地区乔木根系生物量调查的实用工具，具有广阔的应用前景。
具体实施例方式本发明目的通过结合使用挖砍两用镐和钢锹获取喀斯特地区乔木根系生物量，一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，其步骤是(1)使用挖砍两用镐挖掘端将表层土壤掘开，找到表层侧根，再将侧根周围土挖开，露出主要粗根系；(2)使用挖砍两用镐砍端将树干周围的粗根系(主要是侧根)砍断；(3)侧根砍断后沿树根生长方向用镐头边刨土边将根系拔出；(4)待树干周围主要侧根清理完之后，接下来使用钢锹将树干周围小范围的土壤锹松，并将土取出，找到主根生长位置主根找到后使用钢锹从斜下方向主根所在位置斩去， 一步步将主根斩断；(5)对于主根系不发达的树，在挖掘过程中可用钢锹垂直向下将主要受力侧根斩断，当主要受力侧根与主根分离之后，树便自然倒伏，连根拔起；(6)树倒伏后将所有树根取出清理，清理非根物质后，按树桩、大根、中根、小根分类，分别称重，获得生物量数据。由于该方法基本收集了所有的根系，数据准确无误。
权利要求
1. 一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，其步骤是(1)使用挖砍两用镐挖掘端将表层土壤掘开，找到表层侧根，再将侧根周围土挖开， 露出根系；(2)使用挖砍两用镐砍端将树干周围的侧根砍断；(3)侧根砍断后沿树根生长方向用镐头边刨土边将根系拔出；(4)待树干周围侧根清理完之后，接下来使用钢锹将树干周围范围的土壤锹松，并将土取出，找到主根生长位置主根找到后使用钢锹从斜下方向主根所在位置斩去，一步步将主根斩断；(5)对于主根系不发达的树，在挖掘过程中用钢锹垂直向下将主要受力侧根斩断， 受力侧根与主根分离之后，树便自然倒伏，连根拔起；(6)树倒伏后将所有树根取出清理，清理非根物质后，按树桩、大根、中根、小根分类，分别称重，获得生物量数据。
全文摘要
本发明公开了一种喀斯特地区乔木根系生物量的处理方法，其步骤(1)使用挖砍两用镐挖掘端将表层土壤掘开，露出根系；(2)使用挖砍两用镐砍端将树干周围的侧根砍断；(3)侧根砍断后沿树根生长方向用镐头边刨土边将根系拔出；(4)待树干周围侧根清理完之后，并将土取出，使用钢锹从斜下方向主根所在位置斩去，一步步将主根斩断；(5)在挖掘过程中用钢锹垂直向下将主要受力侧根斩断，受力侧根与主根分离之后，连根拔起；(6)树倒伏后将所有树根取出清理，清理非根物质后，按树桩、大根、中根、小根分类，获得生物量数据。方法易行，工具制作简单，操作简便，省时、省力、能最大程度获取乔木根系从而保证数据的准确性。
文档编号A01G23/06GK102511358SQ20111045347
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者宋同清, 宋敏, 彭晚霞, 曾馥平, 杜虎 申请人:中国科学院亚热带农业生态研究所