技术领域
[0001] 本
发明涉及一种运用C4植物应对全球
气候变化的方法，属环保领域。
背景技术
[0002] 工业化以来，人类使用化石
燃料，向大气中释放了大量的CO2、NOx等
温室气体和SO2、H2S等污染性物质及PM2.5粉尘，使大气
温室效应显著增强，全球气候变暖。导致生态破坏、环境污染、
自然灾害频发、资源消耗与资源补偿失衡，打破了地球上“
碳、热、
氧”量和“
水、气、
冰”共存的气候平衡状态，威胁着生命的延续。
[0003] 沙漠化、石漠化、荒漠化、海岸侵蚀、水土流失等造成地球
生物质总量和生物的种群数量减少，植被
覆盖率降低，环境恶化等等。为了扼制沙漠扩张，人们付出了巨大的努
力，但收效甚微。随着人口数量的增加、人民生活水平的提高，对粮食、燃料、生物质等资源的需求量越来越大，过度樵采、过度放牧、不合理耕作，导致石漠化扩张。由于植被破坏、流水侵蚀、
土壤盐渍化等使土地荒漠化蔓延。人为地拦河建坝、滩涂围垦、海沙开采、滥伐红树林及不适当的海岸工程等，使海岸侵蚀引起海岸
建筑物破坏、海滨浴场退化、海滩生态环境恶化、港湾淤积。滥砍滥伐、不合理耕作造成水土流失，严重影响工农业生产和下游河道的安全。
[0004] 随着工业化、城市化
进程的加快，片面强调经济发展，对土地进行掠夺性垦殖，忽视了因地制宜的草、林、牧、副、渔业的综合发展。面对资源约束趋紧、环境污染严重、
生态系统退化的严峻形势，栽培C4植物治理污染，修复生态和应对全球气候变化已成为全人类拯救地球生态系统的紧迫任务。
发明内容
[0005] 针对
现有技术的
缺陷，本发明旨在提出一种运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：（1）根据年降水量、年
蒸发量、年干燥度、年生长积温、年平均
温度、年日照量，划分C4植物种植区域；
（2）筛选抗逆性强、生物量大的C4植物；
（3）制备C4植物栽培基质；
（4）科学地种植C4植物，适时刈割，增加生物量和固碳量；
（5）通过对C4植物的
封存，控制碳释放。
[0006] 植物的光合作用将无机物转化为有机物，固定太阳的光能，是地球上最重要的化学反应；是植物碳积累、生长发育和生物量积累的重要源头。高等植物光合碳同化途径有C3途径、C4途径和景天酸代谢（Crassulacean acid metabolism，CAM）途径，根据CO2固定的最初产物不同，分别称为C3、C4和CAM植物，大多数植物为C3植物。C4和CAM植物是由C3植物进化而来。地球上约一半的陆生植物群落在生长过程中会受到干旱影响，C4植物相对于C3植物来说更适应在高温、强光、干旱地区生长。随着世界人口数量的不断增加，水资源短缺、干旱地区增多、全球气候变暖、海平面上升、自然灾害频发等等，威胁着人类的生存与可持续发展。本发明提出运用C4植物提高光合效率，治理污染，修复生态和应对全球气候变化。
[0007] C3植物的叶肉细胞比较分散，维
管束鞘细胞中没有叶绿体，对CO2的利用率较低，一般生活在温带地区。C3植物光合碳同化过程的最初光合产物为3碳（C）的3-
磷酸甘油酸（Phosphoglyceric acid，PGA），其最初固定CO2是在叶肉细胞中通过核
酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，RuBisCO）作用实现的。
[0008] C4植物的叶肉细胞排列有规律，与维管束鞘细胞形成两圈“花环”，光合作用过程有C3循环和C4循环，对CO2的利用率较高，一般生活在热带、亚热带地区。C4植物固定CO2的最初产物是苹果酸（Malate）或天冬
氨酸（Aspartic acid）等4C二
羧酸，最初固定CO2是在叶肉细胞胞质中经磷酸烯醇式丙
酮酸羧化酶（Phosphoenolpyruvate carboxykinase，PEPCK）催化与受体磷酸烯醇式
丙酮酸 （Phosphoenolpyruvate，PEP）形成草酰乙酸（Oxalacetic Acid），再还原为4C酸转运至维管束鞘细胞中脱羧，释放出的CO2经Calvin循环（即C3途径）再固定，余下的3C产物运回到叶肉细胞中再生PEP，从而完成C4途径循环。
[0009] C3植物每固定一分子的CO2，要消耗833分子的水；而C4植物只消耗277分子的水，更适合在炎热干旱地区生长。但C4植物每合成一分子
葡萄糖要消耗30分子的ATP，而C3植物只需要消耗18分子ATP。ATP是由光能转化而来，在阳光充足地区C4植物很容易获得ATP，所以，碳同化效率高。
[0010] 全球约有7600种C4植物，分布于18科487属，其中单子叶植物约占79%（其中禾本科约4600种，莎草科约1330种），双子叶植物约占21%（其中藜科、苋科、菊科、蓼科、爵床科、
马齿苋科、石竹科、蒺藜科均在50种以上）。我国C4植物主要分布于24科160属，有禾本科（96属324种、32变种和2亚种）、莎草科（14属108种）、藜科（13属37种、7变种和1亚种）和苋科（3属
16种1亚种）。
[0011] 植物习性表 C4植物生长区域，按年降水量、年蒸发量和干燥度分为极干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区、湿润区，按年生长积温、年平均温度和年日照量分为亚寒带、中温带、暖温带、亚热带、热带。
[0012] 按年降水量和干燥度区域划分表 按温度区域划分表
1、热带气候包括热带雨林气候、热带草原气候、热带沙漠气候、热带季
风气候。
[0013] 热带雨林气候位于赤道两侧，南、北纬5°～10°左右。受赤道低压控制，盛行上升气流，全年高温多雨（雷阵雨），无季节变化，年降水量在2000 mm以上，月平均气温为25～28℃，气温年较差小于3℃。
[0014] 热带草原气候分布在赤道多雨气候区的两侧，南、北纬10°～15°左右（有的延伸到25°），受赤道低压带和信风带的交替影响，全年高温，湿季多雨，有明显的干湿两季，年降水量一般在700～1000 mm。
[0015] 热带沙漠气候分布于热带干湿季气候区以外，南、北纬15°～30°之间，常年处在副热带高压和信风的控制下，炎热、干燥，年降雨量不足200 mm。
[0016] 热带季风气候分布于北纬10°～25°之间的大陆东岸。全年高温，夏季多雨，有旱雨两季。年平均气温在20℃以上，最冷月一般在18℃以上。年降水量一般在1500～2000 mm以上。
[0017] 2、亚热带气候包括地中海气候、亚热带季风气候、亚热带湿润气候、亚热带沙漠气候。
[0018] 地中海气候位于副热带纬度的大陆西岸，南、北纬30°～40°之间，处于热带半干旱气候与温带海洋性气候之间的过渡地带。受西风带与副热带高气压交替控制，夏季炎热干燥，冬季温和多雨，年降水量在300～1000 mm之间。
[0019] 亚热带季风气候位于南、北纬25°～35°亚热带大陆东岸，处于热带海洋气团和极地大陆气团交替控制地带。夏季高温多雨，冬季温和少雨，季节变化显著，四季分明。冬季最冷月平均气温在0℃以上，夏季最热月平均气温大于22℃，年降水量一般在1000～1500 mm。
[0020] 亚热带湿润气候分布在北美洲东南部、南美洲的东部地区及澳大利亚的东南部。冬夏干湿差别不大，1月平均气温在0℃以上，7月平均气温在25℃左右。冬夏风向有明显变化，年降水量一般在1000 mm以上，春夏多降水，秋冬季降水相对较少。
[0021] 亚热带沙漠气候位于南、北纬25°～35°的大陆西部和内陆地区，受副高和干燥信风影响，全年干旱少雨，夏季高温炎热。
[0022] 3、温带气候包括温带海洋性气候、温带季风气候、大陆性湿润气候、温带大陆性气候。
[0023] 温带海洋性气候位于大陆西岸，南、北纬40°～60°地区。受中纬西风控制，全年湿润，夏季凉爽、冬季温和。最冷月平均气温在0℃以上，最热月在22℃以下，气温年较差、气温日较差都小。年降水量在1000 mm以上。
[0024] 温带季风性气候位于北纬35°～55°的大陆东岸，冬季受来自高纬内陆偏北风的影响，盛行极地大陆气团，寒冷干燥；夏季受极地海洋气团或变性热带海洋气团影响，盛行东风和南风，高温多雨。年降水量约1000 mm。
[0025] 大陆性湿润气候位于北美大陆西经100°以东和亚欧大陆温带海洋性气候区的东侧。夏季炎热多
对流雨、冬季寒冷少雨。
[0026] 温带大陆性气候位于北纬35°～50°的亚洲和北美大陆的中心部分。冬寒夏热，气温较差年、气温日较差都大，降水量少。干旱地区年降水量在250 mm以下，植物很少，在干旱区外围，年降水量在250～500 mm之间。
[0027] 4、亚寒带大陆性气候为亚寒带主要气候类型，又称亚寒带针叶林气候。位于北纬50°～65°之间，呈带状分布，横贯北美和亚欧大陆。冬季漫长而严寒，每年有5～7个月平均气温0℃以下，并经常出现-50℃的严寒天气；夏季短暂而温暖，月平均气温在10℃以上，高者可达18～20℃，气温年较差特别大；年降水量一般为300～600 mm之间，以夏雨为主。蒸发微弱，
相对湿度高。
[0028] 5、寒带气候包括极地冰原气候、极地苔原气候、高原山地气候。
[0029] 极地冰原气候分布在极地及其附近地区，整个冬季处于永夜状态，夏季半年虽是永昼，但阳光斜射，所得热量微弱，因而气候全年严寒，各月温度都在0℃以下；南极大陆的年平均气温为-25℃，是世界上最寒冷的大陆。地面多被巨厚冰
雪覆盖，植物难以生长。
[0030] 极地苔原气候位于亚欧大陆和北美大陆北冰洋沿岸，与冰原气候同为极地气候。因常受冰洋气团和极地大陆气团影响，终年严寒。最热月平均气温1℃～5°C，降水少，蒸发弱，
云量较高，自然植被主要是苔原（苔藓、地衣类）。
[0031] 高原山地气候位于中纬度地区的高原地区，由于海拔较高，终年低温。
[0032] 本发明所述C4植物种植区域包括沙漠、干旱半干旱地区、盐
碱地、喀斯特地区、海岸、荒地等。
[0033] 沙漠是指沙质荒漠化的土地，全世界沙漠面积约占地球总面积的30.3%，集中分布于13个地区。按所处纬度不同又分热带沙漠、亚热带沙漠、温带沙漠三种类型。因气候因素而形成的沙漠集中分布在南北纬度15°～35°之间；受地形因素影响而形成的沙漠多分布于北纬35°～50°之间，集中分布于亚洲的中部和美国西部。中国沙漠主要位于北纬35°～50°，沙漠总面积约7.0×105 km2。沙漠、戈壁和沙漠化土地总面积总计约1.31×106 km2，占国土总面积的13.5%。
[0034] 沙漠区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量100～500 mm、年生长积温3000～4500℃、年平均温度8～13℃、年日照量2200～2600 h的沙漠区域。
[0035] 2、选择固沙草、沙蓬、蒺藜、沙拐枣、白梭梭等耐干旱的C4植物。
[0036] 3、将秸秆
粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的
有机肥、保水剂按体积比3～5:8～10:1～3:0.1～0.2混合，加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括球形、三
角形、圆柱形、方形、多边形等。优选直径10～20 cm的圆柱形，高20～30 cm。其中秸秆优选玉米、
高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0037] 栽培基质成型时，至少在基质上预留有1个
播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0038] 4、当地表平均温度达到5℃以上时，对固沙草、沙蓬、蒺藜、沙拐枣、白梭梭
种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～8颗C4植物种子。
[0039] 在沙地中按株行距1～2 m×1～2 m开挖种植穴，在种植穴中注入水，再将栽培基质播种孔朝上埋入沙地中，上面覆盖1～2 cm的细沙。
[0040] 出苗2～3周后，对未长出C4植物的进行补种，直至出苗率达到80%以上。
[0041] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，将C4草本植物地上部分埋入沙地中，增加土壤有机质及碳汇量。
[0042] 干旱半干旱地区约占全球陆地表面积的40%，受气候变化和人类活动的影响，全球干旱半干旱地区面积呈扩张趋势。我国是世界13个缺水国之一，干旱缺水地区面积约占我国国土总面积的52%，华北、西北绝大部分地区属干旱半干旱地区。
[0043] 干旱半干旱区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量100～500 mm、年生长积温1500～3500℃、年平均温度2～8℃、年日照量2200～3400 h的干旱半干旱区域。
[0044] 2、选择三芒草、冠芒草、画眉草、虱草、锋芒草、虎尾草、猪毛蒿、猪毛菜、刺沙蓬、雾冰藜等耐寒冷、耐旱的C4植物。
[0045] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、保水剂按体积比3～5:6～8:2～3:0.1～0.2混合，加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括球形、三角形、圆柱形、方形、多边形等。优选10～20 cm×10～20 cm的方形，厚5～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0046] 栽培基质成型时，至少在基质上预留有1个播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0047] 4、当地表平均温度达到2℃以上时，对三芒草、冠芒草、画眉草、虱草、锋芒草、虎尾草、猪毛蒿、猪毛菜、刺沙蓬、雾冰藜种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0048] 在荒地中按株行距0.5～1 m×0.5～1 m开挖种植穴，在种植穴中注入水，再将栽培基质播种孔朝上埋入土中，上面覆盖1～2 cm的细土。
[0049] 出苗1～2周后，对未长出C4植物的进行补种，直至出苗率达到90%以上。
[0050] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分；沿等高线开沟将C4草本植物地上部分埋入土中，增加土壤有机质及碳汇量。
[0051] 盐碱地是盐地和碱地的总称。联合国教科文组织和粮农组织统计，全世界盐碱地的总面积为9.5438×108 hm2，其中我国为9.913×107 hm2。我国新疆、松嫩平原盐碱化比较严重，植物几乎不能生存。
[0052] 盐碱地区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量400～800 mm、年干燥度1～1.5、年生长积温1500～3500℃、年平均温度2～8℃、年日照量2200～3400 h的盐碱地区域。
[0053] 2、选择盐地风毛菊、碱蒿、碱蓬、雾冰藜、藜、獐毛等耐寒冷、耐旱的C4植物。
[0054] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、腐植酸按重量比10～20:10～30:20～30:0.1～0.2混合成C4植物栽培基质。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0055] 4、深翻土壤，开沟排水，切断土壤毛细管。
[0056] 当地表平均温度达到5℃以上时，对盐地风毛菊、碱蒿、碱蓬、雾冰藜、藜、獐毛种子进行处理，筛选出健壮的种子，选两种以上种子任意组合。
[0057] 将栽培基质与C4植物种子混合后，撒播在盐碱土上，每亩植物生长基用量为2～5 t，每亩用种量为1～1.5 kg。
[0058] 当
幼苗长出4～6片真叶时疏苗，株行距为5～10 cm。
[0059] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分埋入土中，提高土壤孔度和缓冲能力，控制土壤返盐，增加土壤有机质及碳汇量。
[0060] 喀斯特生态系统是地球表层特殊而又脆弱的陆地生态系统，约占陆地总面积的15%。我国喀斯特面积占国土总面积的1/3，其中南方喀斯特总面积约5.4×105 km2，是世界面积最大、发育最强的地区。
[0061] 喀斯特（或石漠化）区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度1～1.5、年生长积温4000～8000℃、年平均温度13～20℃、年日照量2200～2600 h的喀斯特区域。
[0062] 2、选择土丁桂、锋芒草、雀稗、
牛筋草、画眉草等耐旱、耐贫瘠的C4植物。
[0063] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥按重量比1～3:1～3:2～3混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括三角形、圆形、方形、多边形等。优选30～50 cm×30～50 cm的方形，厚5～10 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0064] 栽培基质成型时，按5～10 cm×5～10 cm在基质表面预留播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0065] 4、把坡地上零碎的石
块堆砌在坡面的下方，将坡地改为梯田；根据地形修建蓄水池，减少雨水对地表土壤的冲刷。
[0066] 当地表平均温度达到5℃以上时，对土丁桂、锋芒草、雀稗、牛筋草、画眉草种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0067] 播种孔朝上，将栽培基质块平放在
整理好的土地中；用水湿润栽培基质时，防止水量过大，将播种孔内的种子冲走。
[0068] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
[0069] 海岸是海洋和陆地相互
接触和相互作用的地带，在波浪、潮汐、海流等作用下由
沉积物堆积而形成。世界海岸线长约4.4×105 km，中国海岸线长约1.8×104 km，岛屿岸线约1.4×104 km。
[0070] 海岸区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年生长积温8000℃以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度小于1、年平均温度20℃、年日照量1100～2100 h以上的海岸区域。
[0071] 2、选择
辐射磚子苗、海滨莎、海滨大戟、大苞天芥菜等耐高温、耐贫瘠的C4植物。
[0072] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥按重量比3～5:3～5:1～3混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括圆柱形、方形、多边形等。优选直径5～15 cm的圆柱形，高10～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0073] 栽培基质成型时，在基质表面预留1个播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0074] 4、当地表平均温度达到10℃以上时，对辐射磚子苗、海滨莎、海滨大戟、大苞天芥菜种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0075] 播种孔朝上，按株行距50～150 cm×50～150 cm将栽培基质块移栽至海边沙地上。
[0076] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
[0077] 荒地是指可供开发利用而尚未开发利用的土地，包括宜农、宜林和宜牧荒地。我国宜农荒地约35×106 hm2，主要分布在东北、西北地区及南方丘陵山地。
[0078] 疏林地是指树木郁闭度大于或等于10%及小于20%的林地。我国疏林地总面积约1.26×107 hm2，占林地总面积的5.5%，主要分布在西南地区及中南地区。
[0079] 荒地（包括荒山、疏林地）运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度小于1、年生长积温4000～
8000℃、年平均温度13～20℃以上、年日照量1100～2100 h的丘陵山地。
[0080] 2、选择甜象草、皇竹草、巨菌草等耐高温、耐干旱的C4植物。
[0081] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、石灰粉按重量比20～30:30～50:5～10:0.5～1混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括圆柱形、方形、多边形等。优选直径10～15 cm的圆柱形，高10～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0082] 栽培基质成型时，在圆柱顶部预留1个直径3～5 cm，深5～10 cm的播种孔。
[0083] 4、清除丘陵山地上的杂物，平整土地，依地势修建排水沟、蓄水池，建立种植区。
[0084] 春季气温达到10℃以上时，从6月龄以上的甜象草、皇竹草、巨菌草中选取芽眼饱满、健康、无病虫害的茎秆为种节，播种前切成小段，每段保留1个节，节上留1～2 cm长的茎秆，节下留3～5 cm长的茎秆，保证切口整齐，每个节有1个以上
腋芽。
[0085] 将种节腋芽朝上插入栽培基质的播种孔内，种节与栽培基质之间用细种植土填满，腋芽
位置稍高于栽培基质。
[0086] 在温暖、湿润条件下培养20～30 d后，再将幼苗连栽培基质，按株行距50～150 cm×50～150 cm移栽至种植区。
[0087] 5、根据封存需要，适时刈割C4草本植物，加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
[0088] 本发明所述C4植物封存，控制碳释放，包括“应用封碳”、“使用封碳”、“成型封碳”和“填埋封碳”。
[0089] “应用封碳”是指大气圈中CO2及其当量为 275～350 ppm时，用生物质生产食品、
饲料、有机
肥料、纸制品、生物质
能源、化工产品等，可提高碳循环的经济总量；同时，增加了“暂时静碳”量，能延长碳循环过程和调节单位时间内的大气CO2浓度和温度，是一种抑制大气圈中CO2浓度和温度升高的方法。
[0090] “使用封碳”是指大气圈中CO2及其当量为 350～400 ppm时，用大量的生物质生产
建筑材料、家具、农具、用具、工业品等，可提高碳循环的经济总量；同时，增加了“暂时静碳”量或“长期静碳”量，能延长碳循环过程和调节单位时间内的大气CO2浓度和温度，是一种控制大气圈中CO2浓度和温度升高的方法。
[0091] “成型封碳”是指大气圈中CO2及其当量为 400～450 ppm时，在使用生物质能源替代
化石燃料的前提下，将生物质加工成一定形状和
密度的碳产品进行封存，增加了“暂时静碳”量或“长期静碳”量。当大气CO2浓度和温度稳定后，对储碳产品进行深度加工和综合利用（如生产食品、饲料、有机肥料、纸制品、生物质能源、化工产品、建筑材料、家具、农具、用具、工业品等），让其充分释放价值，是一种限制大气圈中CO2浓度和温度升高的方法。
[0092] “填埋封碳”是指大气圈中CO2及其当量达到了450 ppm以上，由升温引起的自然灾害十分严重时，在使用生物质能源替代化石燃料的前提下，将生物质进行填埋，增加“长期静碳”量或“永久静碳”量。当大气CO2浓度和温度稳定后，将其用作生物质肥料、燃料，或将生物质长期填埋封存，任其在
地层下转
化成烃类化合物（
煤炭、石油和
天然气等），是一种遏制大气圈中CO2浓度和温度升高的方法。
[0093] 由上可知，运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括在沙漠、干旱半干旱地区、盐碱地、喀斯特地区、海岸、荒地等区域种植C4植物，增加地球生物质总量和生物的种群数量，扼制沙漠化、石漠化、荒漠化、海岸侵蚀、水土流失等自然灾害。通过对C4植物的种植、刈割和封存，降低大气CO2浓度，调节温室效应和全球气候变化，延长人类在地球上的生存时间。
具体实施方式
[0094] 本发明所述
实施例仅为本发明实施例的一部分，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
[0095] 实施例1 运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：（1）根据年降水量、年蒸发量、年干燥度、年生长积温、年平均温度、年日照量，划分C4植物种植区域；
（2）筛选抗逆性强、生物量大的C4植物；
（3）制备C4植物栽培基质；
（4）科学地种植C4植物，适时刈割，增加生物量和固碳量；
（5）通过对C4植物的封存，控制碳释放。
[0096] 实施例2 应对全球气候变化的C4植物筛选方法，包括以下步骤：（1）测量该区域内植物地上部分平均生物量；
草本按1 m×1 m或0.5 m×0.5 m选取5～10个具有代表性的样地，收割地上部分，称出鲜重；将地上部分在80℃或105℃下烘干至恒重，称出干重；计算出该区域草本植物地上部分平均生物量；
乔木、灌木按10 m×10 m或5 m×5 m选取5～10个具有代表性的样地，统计该样方中植物的密度、盖度、高度，计算出该区域乔木、灌木地上部分平均生物量；
（2）根据植物生长特性，选出适合该区域生长的C4植物；
（3）根据地上部分生物量，从步骤（2）中的C4植物中选出生物量高的C4植物；
所选C4草本地上部分生物量应大于该区域草本植物地上部分平均生物量的20%；
所选C4乔木、灌木地上部分生物量应大于该区域乔木、灌木地上部分平均生物量的
10%；
（4）根据抗逆性，从步骤（3）中的C4植物中选出抗逆性强的C4植物，作为应对全球气候变化的C4植物。
[0097] 实施例3 应对全球气候变化的C4植物应对全球气候变化的C4植物：沙拐枣、白鼓钉、黄细心、沙蓬、短叶假木贼、碱蓬、藜、滨藜、梭梭、新疆藜、樟味藜、柔毛盐蓬、轴藜、雾冰藜、单刺蓬、盐生草、西藏盐生草、扫帚菜、合头草、珠丝蓬、地肤、猪毛菜、蒺藜、骆驼
蹄瓣、粗茎霸王、戈壁霸王、速生霸王、苋、白苋、锦绣苋、千日红、远志、马齿苋、线棘豆、披针叶野决明、珍珠草、地锦草、绿玉树、飞扬草、海滨大戟、矮大戟、瓦松、狗舌草、碱蒿、狭叶青蒿、毛莲蒿、线叶菊、鹿角草、千里光、草地风毛菊、向日葵、盐地风毛菊、羽裂麻花头、黄金菊、
银胶菊、火绒草、抱茎小苦荬、甘露子、白花菜、眼子菜、球柱草、多枝扁莎、华湖瓜草、旋鳞莎草、剑苞藨草、飘拂草、牛毛毡、水莎草、头状穗莎草、海滨莎、断节莎、华湖瓜草、辐射磚子苗、密穗磚子苗、短叶水蜈蚣、土丁桂、菟丝子、大苞天芥菜、唐松草、牻牛儿苗、红花变豆菜、折枝天
门冬、阴行草、海乳草、黑藻、毛梗顶冰花、疏生韭、砂贝母、薤白、獐毛、三芒草、荩草、野古草、白羊草、虎尾草、丛生隐子草、隐花草、蒺藜草、马唐、稗、牛筋草、牛鞭草、冠芒草、
甘蔗、莠竹、玉米、高粱、粟、野黍、大黍、狼尾草、狗尾草、甜象草、皇竹草、巨菌草、隐花草、茅香、黄背草、画眉草、固沙草、狗
牙根、锋芒草、芒、尖稃草、沙生蔗茅、水蔗草、毛颖草、地毯草、垂穗草、巴拉草、竹节草、野牛草、青香茅、觿茅、双稃草、弯穗草、油芒、鹧鸪草、总苞草、金茅、九顶草、真穗草、
耳稃草、光稃香草、白茅、鼠尾粟、大米草、大颖草、尾稃草、钝叶草、草沙蚕、香根草、结缕草、乱子草、假蛇尾草、蛇尾草、雀稗、茅根、金丝草、显子草、糖蜜草、筒轴茅、伪针茅、囊颖草、斜须裂稃草、荻、沟颖草、稷、薏苡等。
[0098] 实施例4 沙漠区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量100～500 mm、年生长积温3000～4500℃、年平均温度8～13℃、年日照量2200～2600 h的沙漠区域。
[0099] 2、选择固沙草、沙蓬、蒺藜、沙拐枣、白梭梭等耐干旱的C4植物。
[0100] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、保水剂按体积比3～5:8～10:1～3:0.1～0.2混合，加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括球形、三角形、圆柱形、方形、多边形等。优选直径10～20 cm的圆柱形，高20～30 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0101] 栽培基质成型时，至少在基质上预留有1个播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0102] 4、当地表平均温度达到5℃以上时，对固沙草、沙蓬、蒺藜、沙拐枣、白梭梭种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～8颗C4植物种子。
[0103] 在沙地中按株行距1～2 m×1～2 m开挖种植穴，在种植穴中注入水，再将栽培基质播种孔朝上埋入沙地中，上面覆盖1～2 cm的细沙。
[0104] 出苗2～3周后，对未长出C4植物的进行补种，直至出苗率达到80%以上。
[0105] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，将C4草本植物地上部分埋入沙地中封存，控制碳释放。
[0106] 实施例5 干旱半干旱区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量100～500 mm、年生长积温1500～3500℃、年平均温度2～8℃、年日照量2200～3400 h的干旱半干旱区域。
[0107] 2、选择三芒草、冠芒草、画眉草、虱草、锋芒草、虎尾草、猪毛蒿、猪毛菜、刺沙蓬、雾冰藜等耐寒冷、耐旱的C4植物。
[0108] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、保水剂按体积比3～5:6～8:2～3:0.1～0.2混合，加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括球形、三角形、圆柱形、方形、多边形等。优选10～20 cm×10～20 cm的方形，高5～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0109] 栽培基质成型时，至少在基质上预留有1个播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0110] 4、当地表平均温度达到2℃以上时，对三芒草、冠芒草、画眉草、虱草、锋芒草、虎尾草、猪毛蒿、猪毛菜、刺沙蓬、雾冰藜种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0111] 在荒地中按株行距0.5～1 m×0.5～1 m开挖种植穴，在种植穴中注入水，再将栽培基质播种孔朝上埋入土中，上面覆盖1～2 cm的细土。
[0112] 出苗1～2周后，对未长出C4植物的进行补种，直至出苗率达到90%以上。
[0113] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分；沿等高线开沟将C4草本植物地上部分埋入土中封存，控制碳释放。
[0114] 实施例6 盐碱地区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量400～800 mm、年生长积温1500～3500℃、年干燥度1～1.5、年平均温度2～8℃、年日照量2200～3400 h的盐碱地区域。
[0115] 2、选择盐地风毛菊、碱蒿、碱蓬、雾冰藜、藜、獐毛等耐寒冷、耐旱的C4植物。
[0116] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、腐植酸按重量比10～20:10～30:20～30:0.1～0.2混合成C4植物栽培基质。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0117] 4、深翻土壤，开沟排水，切断土壤毛细管。
[0118] 当地表平均温度达到5℃以上时，对盐地风毛菊、碱蒿、碱蓬、雾冰藜、藜、獐毛种子进行处理，筛选出健壮的种子，选两种以上种子任意组合。
[0119] 将栽培基质与C4植物种子混合后，撒播在盐碱地上；每亩栽培基质用量为2～5 t，每亩用种量为1～1.5 kg。
[0120] 当幼苗长出4～6片真叶时疏苗，株行距为5～10 cm。
[0121] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分埋入土中封存，控制碳释放。
[0122] 实施例7 喀斯特区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度1～1.5、年生长积温4000～8000℃、年平均温度13～20℃、年日照量1200～2200 h的喀斯特区域。
[0123] 2、选择土丁桂、锋芒草、雀稗、牛筋草、画眉草等耐旱、耐贫瘠的C4植物。
[0124] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥按重量比1～3:1～3:2～3混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括三角形、圆形、方形、多边形等。优选30～50 cm×30～50 cm的方形，厚5～10 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0125] 栽培基质成型时，按5～10 cm×5～10 cm在基质表面预留播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0126] 4、把坡地上零碎的石块堆砌在坡面的下方，将坡地改为梯田；根据地形修建蓄水池，减少雨水对地表土壤的冲刷。
[0127] 当地表平均温度达到5℃以上时，对土丁桂、锋芒草、雀稗、牛筋草、画眉草种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0128] 播种孔朝上，将栽培基质块平放在整理好的土地中；用水湿润栽培基质时，防止水量过大，将播种孔内的种子冲走。
[0129] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
[0130] 实施例8 海岸区域运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度小于1、年生长积温8000℃以上、年平均温度20℃以上、年日照量1100～2100 h的海岸区域。
[0131] 2、选择辐射磚子苗、海滨莎、海滨大戟、大苞天芥菜等耐高温、耐贫瘠的C4植物。
[0132] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥按重量比3～5:3～5:1～3混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括圆柱形、方形、多边形等。优选直径5～15 cm的圆柱形，高10～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0133] 栽培基质成型时，在基质表面预留1个播种孔；播种孔面积大于4 cm2，深1～2 cm。
[0134] 4、当地表平均温度达到10℃以上时，对辐射磚子苗、海滨莎、海滨大戟、大苞天芥菜种子进行处理，筛选出健壮的种子；选两种以上种子任意组合后，与种植土按体积比1:2～3混合，加水调成泥浆；然后每个播种孔中点1～2滴泥浆，使每个播种孔内有4～6颗C4植物种子。
[0135] 播种孔朝上，按株行距50～150 cm×50～150 cm将栽培基质块移栽至海边沙地上。
[0136] 5、当秋季C4草本植物枯黄后，刈割枯黄的地上部分，加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
[0137] 实施例9 荒地运用C4植物应对全球气候变化的方法，包括以下步骤：1、选择年降水量800 mm以上、年蒸发量小于800mm、年干燥度小于1、年生长积温4000～
8000℃、年平均温度13～20℃以上、年日照量1200～2200 h的丘陵山地。
[0138] 2、选择甜象草、皇竹草、巨菌草等耐高温、耐干旱的C4植物。
[0139] 3、将秸秆粉碎成1～5 cm长，与种植土、腐熟的有机肥、石灰粉按重量比20～30:30～50:5～10:0.5～1混合成栽培基质。加水搅拌，在湿度40%～60%的条件下制备成C4植物栽培基质，形状包括圆柱形、方形、多边形等。优选直径10～15 cm的圆柱形，高10～15 cm。其中秸秆优选玉米、高粱、粟、稷等C4植物的秸秆。
[0140] 栽培基质成型时，在圆柱顶部预留1个直径3～5 cm，深5～10 cm的播种孔。
[0141] 4、清除丘陵山地上的杂物，平整土地，依地势修建排水沟、蓄水池，建立种植区。
[0142] 春季气温达到10℃以上时，从6月龄以上的甜象草、皇竹草、巨菌草中选取芽眼饱满、健康、无病虫害的茎秆为种节，播种前切成小段，每段保留1个节，节上留1～2 cm长的茎秆，节下留3～5 cm长的茎秆，保证切口整齐，每个节有1个以上腋芽。
[0143] 将种节腋芽朝上插入栽培基质的播种孔内，种节与栽培基质之间用细种植土填满，腋芽位置稍高于栽培基质。
[0144] 在温暖、湿润条件下培养20～30 d后，再将幼苗连同栽培基质，按株行距50～150 cm×50～150 cm移栽至种植区。
[0145] 5、根据封存需要，适时刈割C4草本植物，加工成各种碳产品封存，控制碳释放。
