第２８卷第６期 ２００８年１１月 云南师范大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．６ Ｎｏｖ．２００８ 紫茎泽兰生长对ＣＯ２的固定能力研究 胡 觉， 张无敌， 尹 芳， 李建昌， 徐 锐 （云南师范大学省农村能源工程重点实验室，云南昆明６５００９２） 摘要：文章分析紫茎泽兰的生物产量，探讨紫茎泽兰对ＣＯ：减排的作用。结果表明，云南省紫茎泽 兰生物产量为１．７６亿ｔ，吸收ＣＯ：２．４８亿ｔ，碳贮量达０．０７１２ ＰｇＣ；每生长Ｉｔ紫茎泽兰可吸收ｃＯ２１．４１ｔ。 关键词：紫茎泽兰；ＣＯ：吸收；碳贮量；紫茎泽兰ＣＯ：减排潜力 中图分类号：Ｑ９４９．９９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—９７９３（２００８）０６—００２１—０４ 气候变化已成为一个全球性环境问题，大气中温室气体，特别是ＣＯ 浓度升高作为全球气候主要 的驱动力，已经得到共识¨－３］。２００１年时，大气中的ＣＯ 的浓度已达３７０ｍｌ／ｍ ，并且以每年ｌ—１．５ ｍｌ／ ｍ 的速度递增 Ｊ。据ＩＰＣＣ的结论，从１９世纪后期至今的１００多年中，全球近地面气温平均升高了 ０．３～０．６￣Ｃ；而与此同时，全球海平面平均升高了１０～２０ｃｍ。如不采取任何控制措施，这样发展下去， 到２ｌ世纪末，全球气温将上升３℃，海平面将上升６５ｃｍ＿６ Ｊ。为了减少全球气候变化带来的不利影响， 减缓温室气体，是大气中ＣＯ 浓度的增加趋势，１９９７年《联合国气候变化框架公约》（ＵＮＦＣＣＣ）第３次 缔约方大会（ＣＯＰ３）通过了《京都议定书》，附件Ｉ国家和非附件Ｉ国家都面临着ＣＯ：减排的巨大压 力 。 植物固定大气中ＣＯ 的量与植物产量是呈正相关的，而植物产量又与叶片光合速率呈正相关 Ｊ。 紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ）生长速度快，繁殖能力强，茎叶产量高，进人旺盛生长后，分 枝量和生长量都比较大，生物产量大，每ｈｍ 可产紫茎泽兰鲜草４．５万ｋｇ以上。紫茎泽兰光合效率高， 当光照强度达到３５０００～４００００Ｉｘ时，其净光合速度可达２１．８６ｍｇＣＯ ／ｄｍ ・ｈ Ｊ。所以，我们开展紫茎 泽兰对ＣＯ，减排作用的探讨。 １ ＣＯ２减排压力 《京都议定书》中规定了６种主要的温室气体：ＣＯ 、ＣＨ 、Ｎ：Ｏ、ＨＦＣｓ、ＰＦＣｓ、ＳＦ ，其中ＣＯ：的增加对 增强温室效应的贡献大约是７０％，因此，降低大气中ＣＯ：的浓度是减排温室气体的关键。《京都议定 书》为３８个《联合国气候变化框架公约》附件Ｉ国家及欧洲共同体规定了温室气体排放的“配额”¨ ， 各发达国家从２００８年到２０１２年必须完成的削减目标是：与１９９０年相比，欧盟削减８％、美国削减７％、 日本削减６％、加拿大削减６％、东欧各国削减５％至８％。 中国自２０世纪９０年代，每年生产和消费资源折算为标准煤ｌ２～１４亿吨，是当今世界第二大ＣＯ 排放国，预计到２０１５年，将达到６５．３亿吨，届时将是世界上最大的ＣＯ：排放国…Ｊ。随着俄罗斯的加 入，《京都议定书》从２００５年２月１６日起正式生效，作为世界第二大ＣＯ：排放国，中国迟早要承担温室 ・收稿日期：２００８—６—７ 基金项目：云南省“中青年学术和技术带头人后备人才培养计划”（２ＯＯ５ｐｙＯｌ—ｌ６）和云南省科技攻关计划 （２００３ＮＧ０４）联合资助． 作者简介：胡觉（１９８３一），女，湖南省溢阳市，硕士研究生，主要从事生物质能与环境工程方面研究． 通讯作者：张无敌，男，研究员，从事生物质能的研究与利用工作． ・２２・ 云南师范大学学报（自然科学版） 第２８卷 气体的减排任务 。 ２紫茎泽兰与ＣＯ：减排 ２．１紫茎泽兰的分布状况 紫茎泽兰系菊科泽兰属植物，原产于墨西哥，现广泛分布于中国、美国、澳大利亚、新西兰、南非、西 班牙、印度、菲律宾、马来西亚、新加坡、印度尼西亚、巴布亚新几内亚、泰国、缅甸、越南、尼泊尔、巴基斯 坦、以及太平洋群岛 。紫茎泽兰是２０世纪４Ｏ年代从缅甸传人我国境内的，短短６０多年的时间里， 紫茎泽兰肆意疯长，现已遍及云南、贵州、广西、四川和西藏等省区，甚至连重庆和湖北的三峡地区也已 经发现紫茎泽兰的踪迹¨ 。并以每年６０公里的速度，随西南风向东、向北蔓延¨ 。 据文献报导，紫茎泽兰在我国的发生面积近３０万ｋｍ Ｊ，占我国国土面积的３．１３％。在云南省的 分布最广，ｌ０个州（或市）的９８个县（或市、区）都有发生，总面积达２４．７７万ｋｍ ＿ｌ ，占云南省总面积 的６２．８７％。在四川省凉山州、攀枝花市、乐山市、宜宾市、雅安市、甘孜州６个市（或 ）共３４个县（或 区），４００多个乡镇有都分布，总面积达０．８６万ｋｍ Ｊ。 ２．２紫茎泽兰的生物产量 紫茎泽兰的生长速度快，定植前２—４周内，单株每周平均生长１．４３ｇ，８周即可成株¨ 。赵国晶等 人对云南省不同发生程度上的紫茎泽兰地上部份生物产量作了调查¨ ，见表１。（生物产量是植物一 生中合成并积累下来的全部有机物质的干重¨ 。） 表１ 不同发生程度上的紫茎泽兰地上部份生物产量 Ｔａｂ．１ Ｂｉｏｍａｓｓ ｔｏ ｐａｒｔ ｕｐ Ｓｏｉｌ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｒｏｕｔｈ ｗｉｔｈ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｅｐｈｏｒｕｍ 形成产量的有机物都直接或间接来自光合产物，光合作用是植物产量形成的基础。 ２．３紫茎泽兰的碳贮量 根据紫茎泽兰的总生物产量和含碳量（紫茎泽兰碳含量为４０．４３％［１８ ３），可以计算出紫茎泽兰的碳 贮量： ＨＣ＝ＩｎＥＡｓ ｘ Ｃ％＝１．７６ Ｘ １０ ｔ ｘ４０．４３％＝０．７１ Ｘ １０ ｔ 式中：Ｈ ——紫茎泽兰的碳贮量 ｍ ——紫茎泽兰的生物产量 ｃ％——紫茎泽兰中碳的百分含量 云南省紫茎泽兰的碳贮量为０．７１２亿ｔ，即０．０７１２ＰｇＣ，占全国森林植被碳贮量的１．５０％～２．１８％。 （专家估算中国森林植被的碳贮量介于３．２６～４．７５ ＰｇＣ之间ｎ 。） ２．４紫茎泽兰的ＣＯ：减排潜力 大气中ＣＯ 的浓度升高，是产生温室效应的主要原因。为了成本有效地实现将地球大气中温室气 体稳定在防止气候变化的水平上这一目标，《京都议定书》建立了三种“灵活机制”，即：排放贸易（ＥＴ）、 联合履行（ｊＩ）和清洁发展机制（ＣＤＭ） 。这三种机制的本质都是寻找一定的途径以实现ＣＯ２减排， 并将减排的ＣＯ 量以一定的价格出售，进行碳交易。 ｃＯ 减排从广意上讲应包括两个方面的内容，即：一方面，以替代燃料和节约能耗等方式，减小ｃＯ， 第６期 胡觉，等：紫茎泽兰生长对ＣＯ：的固定能力研究 ．２３． 的排放量；另一方面，以植树造林、提高光合效率等方式，增大ｃＯ 的吸收量。后者受植物本身特性影 响较大。 形成产量的有机物都直接或间接来自光合产物，光合作用是植物产量形成的基础。植物干物质的 ９５％左右来自光合作用同化的ｃＯ ，根据紫茎泽兰的总生物产量和含碳量，可以计算出紫茎泽兰同化 的ＣＯ２量： ｍｃｏ，＝ｍＥＡｓ×Ｃ％×Ｊｃｏ，／ｃ×９５％ ＝ｍｃｏ，ｍ０，×Ｊ ０２／ＣＯ２×９５％ 式中：ｍＣ０２——紫茎泽兰吸收ｃＯ 的质量 Ｊ 。 ——ＣＯ。和Ｃ的质量转换系数 ｍｏ——２紫茎泽兰放出０ 的质量 ‘ Ｊｏ２／ｃｏ２——Ｏ：和ｃ０ 的质量转换系数 云南省紫茎泽兰的总生物产量为１．７６亿ｔ，计算得： ｍｃｏ，＝ｍＥＡｓ×Ｃ％×Ｊｃ０ ｃ×９５％ ：－ ｘ９５％ｔ １．７６×１０。ｔ×４０４３％× ．ｌ ：２．４８×１０ ｔ ２ｍｏ２＝ｍｃｏ×Ｊｏ２／ｃｏ２×９５％ ：２．６１×１０ ｔ× 鲁×９５％ ４４ ：１．８０×１Ｏ。ｔ 即紫茎泽兰能吸收ＣＯ ２．４８亿ｔ，如按现国际上ＣＯ ￥１０／ｔ的售价出售，可获得收益２４．８亿美元， 折合人民币约２００．９亿元。同时可放出０ １．８０亿ｔ。 同时，可以推导出紫茎泽兰的ＣＯ 减排潜力ＨＥＡＳ为 Ｈ…ｍｃｏ２ 一： 垒 ！Ｑ ｍＥ＾ｓ１．７６×１０。ｔ ＝１．４１ｔｃｏ／ｔＥＡｓ ２即每生长ｌｔ紫茎泽兰干物质可以减排ＣＯ １．４１ｔ ３结语 紫茎泽兰是一种恶性有毒杂草，自传人我国以来，给我国农、林、牧业带来巨大的经济损失，但至今 仍没有找到有效地、长效地防治紫茎泽兰的方法，且有文献报导，紫茎泽兰具有长久性的土壤种子库，只 有将整个土壤中的种子全部耗尽时，地表的紫茎泽兰才可能彻底根除 ，所以要根除紫茎泽兰还需要 段漫长的时间。而利用将可能是治草的有效方法。现人们已从很多方面去研究紫茎泽兰可能的利用 方式，并取得了一定的成果 。我们从紫茎泽兰的生物产量出发，探讨紫茎泽兰对ｃＯ 减排的作 一用，对进一步研究和开发紫茎泽兰是有价值的。 参考文献： ［１］Ａｐｐｓａ ＭＪ，Ｋｕｒｚ ＷＡ，Ｂｃｕｋｃｍａ ＳＪ，ｅｔ ａ１．，Ｃａｒｂｏｎ ｂｕｄｇｅｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｎａｄｉａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｐｒｏｄｕｃｔ ｓｅｃｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｓｃｉ Ｐｏｌｉｃｙ， １９９９．２：２５—４１． ［２］Ｈｏｎｇｈｔｏｎ ＲＡ．，Ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｔｅｒｒｅｓｔｉｒａｌ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｓｉｎｋｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ［Ｊ］，Ｃｌｉｍ Ｃｈａｎｇｅ，２００１，４８：５２５—５３４． ［３］ Ｍａｒｌａｎｄ Ｅ，Ｍａｌａｎｄ Ｇ．，Ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｌｏｎｇ—ｌｉｖｅｄ，ｃａｒｏｎ—ｃｏｎｔｂａｉｎｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ ｉｎｖｅｎｔｏｒｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｏｎ ｂｄｉｏｘｉｄｅ ｅｍｉｓ— ・２４・ 云南师范大学学报（自然科学版） 第２８卷 ｓｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｊ］，Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｓｃｉ Ｐｏｌｉｃｙ，２００３，６：１３９—１５２． ［４］ Ｋｉｒｓｃｈｂａｕｍａ ＭＵＦ，Ｔｏ ｓｉｎｋ ｏｒ ｂｕｒｎ？Ａ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｏｎｔｉｒｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔｓ ｔｏ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｂａｌａｎｃｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔｏｒｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｏｆ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｂｉｏｆｕｅｌｓ，Ｂｉｏｍ Ｂｉｏｅｎｅｒｇｙ，２００３，２４：２９７—３１０． ［５］Ｐｏｕｈｏｎ ＰＲ，Ｐｙｅ Ｅ，Ｈａｒｒｇｅａｖｅｓ ＰＲ ｅｔ ａ１．，Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｙ ｏｌｄ ｒａａｂｌｅ ｌａｎｄ ｒｅｖｅｒｔｉｎｇ ｔｏ ｗｏｏｄｌａｎｄ， Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌ，２００３，９：９４２—９５５． ［６］ＩＰＣＣ，Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇ １９９５：ＩＰＣＣ［Ｒ］，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９９５． ［７］ＵＮＦＣＣＣ，Ｔｈｅ Ｋｙｏｔｏ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｔｏ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｎａｔｉｏｎｓ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ，ＵＮＥＰ：ＷＭＯ． ［８］许大全．光全速率、光全效率与作物产量［Ｊ］，生物学通报，１９９９，３４（８）：８—１０． ［９］ 刘伦辉，谢寿昌，张建华．紫茎泽兰在我国的分布、危害与防除途径的探讨［Ｊ］，生态学报，１９８９，９（１）：６６—７Ｏ． ［１０］ 中国能源部门清洁发展机制机遇项目组．小型清洁发展机制项目开发手册［Ｍ］．北京：中国环境科学出版社， ２ｏ０５． ［１１］马一太，魏东，吕灿仁：温室气体减排与ＣＯ 资源化宏观研究与探讨［Ｊ］．大连理工大学学报，２００１，４１（增刊１）：９ —１４． ［１２］胡会峰，刘国华．森林管理在全球ＣＯ 减排中的作用［Ｊ］．应用生态学报，２００６，１７（４）：７０９—７１４． ［１３］强胜．世界性恶性杂草——紫茎泽兰研究的历史及现状［Ｊ］．武汉植物学研究，１９９８，１６（４）：３５４—３５６． ［１４］段惠，强胜，吴海荣，等．紫茎泽兰［Ｊ］．杂草科学，２００３，（２）：３６—３８． 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６５００９２，ＰＲＣ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｖａｓｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ ｈａｓ ｃａｕｓｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｎａｔｕｒａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ｂｕｔ Ｅ．ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｎｙ ｗａｙｓ．Ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｅ．ａｄｅｎｏｐｈｏ一 ｉｓ ０．１７６ ｂｉｌｌｉｏｎ ｔｏｎ，ＣＯ２ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｓ ０．２４８ ｂｉｌｌｉｏｎ ｔｏｎ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｓ ０．０７１２ ＰｇＣ．Ｗｅ ｃａｎ ｆｉｎｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ １ ｔｏｎ Ｅ．ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｔｏｔａｌ ｓｏｌｉｄ Ｅ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｃａｎ ａｂｓｏｒｂ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ １．４１ ｔｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇ；ＣＯ２ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｃａｒｏｂｎ ｓｔｏｒａｇｅ；ＣＯ２ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ
