高寒地区低碳树种基地建设可行性研究报告.docx

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高寒地区低碳树种基地建设可行性研究报告

高寒地区低碳树种引种与驯化基地建设

可行性研究报告

哈尔滨市林业干部培训学校

一、基地名称与摘要

基地名称：

高寒地区低碳树种引种与驯化基地建设可行性研究报告

摘要：

在全球变暖的大背景下，低碳经济受到越来越多国家的关注，发展低碳经济已成为世界各国的共识。

在低碳经济下林业的作用变得尤为重要。

林业具有巨大的生态功能，在实现生态良好，维护生态安全中发挥着决定性作用。

森林具有巨大的固碳功能，林木在生长过程中，通过光合作用具有吸收二氧化碳释放氧气的功能，这一功能我们称之为“碳汇”。

以此为出发点建立引进与驯化低碳树种基地，推广繁育新的造林、绿化树种，提高森林对二氧化碳的吸收能力，发挥森林的碳汇作用，为我国低碳经济发展发挥林业的巨大贡献已不容质疑。

另外，我省冬季寒冷而漫长，夏季温凉而短促，春季干燥风大，秋季气温骤降、霜冻早。

热量不足，昼夜温差大，无霜期短，降水集中在7～8月份。

这些不利因素使本地区的绿化、美化受到了一定的限制。

但综观近些年国内外高寒地带城市绿化工作所取得的成就不难得出：

“具备丰富的植物材料是基础，进行合理的选择与配置是原则”。

虽然在高寒地带的城市绿化、美化不能做到“三季有花、四季常青”，但通过努力，加强引种、驯化工作，增加植物材料的丰富性可大大延长城市的绿色观赏期。

因此，高寒地区低碳树种基地建设是我苗圃近期发展规划以及长期发展目标。

我们计划在10年到20年的时间里，重点引进5~10种高寒低碳树种，进行驯化、繁育、推广，以期在我省率先发挥林业碳汇的巨大功能，为国家的经济建设服务，为遏制全球变暖做出贡献。

二、基地建设的意义和必要性，国内外现状和技术发展趋势。

（一）基地建设的意义和必要性

低碳经济是指温室气体排放量尽可能低的经济发展方式。

二氧化碳是主要温室气体,控制二氧化碳排放量,可从两个途径出发，一是以生物质能源代替化石能源，二是通过森林碳汇间接减排。

针对森林碳汇间接减排，我们知道:

森林具有巨大的固碳功能。

林木在生长过程中,通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气,这一功能我们称之为“碳汇”。

而某些高寒树种在生长过程中,因其具有更强的吸收二氧化碳的功能,被称之为“低碳树种”。

有关专家指出,种植一亩林木,如果养护的好,每年可以吸收掉两吨二氧化碳,多种植该类树种则能更大程度地加强“低碳”效果。

建立低碳树种基地，实现低碳树种的引种与驯化,推广繁育新的造林树种和绿化树种,为低碳经济发挥林业不可替代的作用实在是一项具有时代意义的工程。

我省优良林木种苗基地建设过程中存在着诸多亟待解决的问题。

目前我市高寒低碳树种基地建设仍处于空白状态。

我校通过与黑龙江省林业科学研究所密切合作，开展国内外耐寒树种引进、筛选和繁育技术的研究。

对高寒低碳树种的引种驯化与繁育开展了广泛的技术交流与合作，从欧美日韩及国内北方地区引进耐寒树种，经过生物学特性、生态学特性、适应性、驯化选择、扩繁技术、栽培技术和区域化试验等的研究，并进行区域化栽培试验及驯化与繁育工作，筛选出适合我省的优良树种、新品种（系），丰富我省树种资源，缩短我省林木育种周期，有利于我省城乡绿化与造林新品种的开发。

林业具有巨大的生态功能,在实现生态良好、维护生态安全中发挥着决定作用。

加强生态省建设、减轻环境污染、改善生态环境已成为我省一项最紧迫、最艰巨的任务。

（二）国内外现状和技术研究现状和发展趋势

目前，关于低碳树种及相关性的研究在国内外还处于空白阶段，有借鉴价值的成果寥寥无几。

所谓低碳树种是指固碳能力强的树种，即对二氧化碳的吸收更多而释放更少，具有碳汇功能。

国内外高寒地带孕育着极其丰富的抗寒低碳树种资源。

这些树种对当地的自然条件适应性较强，但是环境改变后适应性较差，必须经过驯化才能适应。

黑龙江省小兴安岭、张广才岭等地区具有典型的寒温带大陆性气候，生长着多种耐寒、低碳的树种。

目前，我们所能介绍的主要高寒低碳树种如下：

1、耐高寒树种美国白皮松。

美国白皮松一般在海拔2000~3000米的高度才能育苗，且出苗率仅为70％，而经过我们的相关研究，在海拔只有150米的丘陵地区大面积培育出了美国白皮松，而且创造了出苗率95％、成苗率90％以上的奇迹。

2、新西伯利亚银白杨，也称新西伯利亚速生杨。

新西伯利亚银白杨是经过俄罗斯几代科学家的艰苦努力培育而成的极耐高寒的优质速生树种，一般十几年就可以成材利用。

该树种原产俄罗斯，枝挺叶拔，极耐高寒，在高纬寒地可正常生长，目前我国黑龙江省黑河地区有少量引种。

黑河地区纬度较高，冬长夏短，年平均气温为0摄氏度，最低气温平均零下42摄氏度，最高气温平均只有21摄氏度，有记载最低温达到零下52.3摄氏度，无霜期仅有百十多天，普通林木生长缓慢。

但该树在这种环境下依然可以保持较快生长，8年至12年，直径可达22厘米以上，且材质细腻，用途广泛。

由此可见，新西伯利亚银白杨非常突出的生态功能是因为它速生的个性。

速生说明它有大量的吸收二氧化碳的功能，属于我们所说的低碳树种，是生态环境重要的保护树木。

新西伯利亚银白杨的引入可以结束我市没有高纬寒地耐寒速生杨树品种的历史，对于进一步改善东北高纬地区树种结构、促进速生丰产人工林建设，促进低碳经济发展具有十分重要的意义。

由于其长势普遍良好，耐寒能力特强，比较优势非常明显，得到了黑龙江省有关专家的高度肯定。

相关林业部门对其发展也进行了大力支持。

计划短期内培育出优质速生杨树苗木100万株,用于高产高效人工林基地建设。

并力争到2015年，全市新西伯利亚银白杨推广面积达到50万亩。

3、天演速生杨。

其突出特点是：

（1）速生兼观赏。

该树种系单性繁殖，无絮，树叶直径达24厘米，似葵花叶大小，两年成阴，三年成林；

（2）生长速度快。

一年生（黑龙江双城地区）树高5米至6米，胸径4至6厘米，六年成材，是最理想的速生用材林树种；

（3）抗寒性强。

可抗低温摄氏零下47度，适合高寒地区生长，是最有种植价值的树种；

（4）抗旱性强。

年降雨量达300毫米时亦能正常生长；

（5）抗病、虫害能力强。

遭病、虫害严重时，受害率仅为0.12%；

（6）适应性广。

东北、华北、新疆、黄淮海、江淮以及华南和世界部分地区。

4、红豆杉。

红豆杉是神奇的健康树，能有效净化空气。

一般植物都是白天释放氧气，晚上排出二氧化碳，而能够24小时吸收二氧化碳释放氧气，属于罕见的植物。

因为这种神奇的植物能够净化空气，必将成为城市绿化的新树种，让中国的城市成为低碳的城市。

5、槭树。

槭树为槭树科槭属多种落叶乔木之总称，是寒温性和温凉性针叶林、阔叶林和混交林的主要伴生树种。

深根性，有较强的萌蘖能力，喜温凉气候和湿润肥沃、排水良好的深厚土壤。

适应性较强，弱阳性，多分布于阴坡、半阴坡、稍耐干燥瘠薄。

槭属树种，以其树姿优美，叶形秀丽，秋季叶渐变为红色或黄色而独树一帜，极具魅力，成为世界闻名的秋色叶观赏树种。

其木材坚硬，纹理美观，是当地重要的用材树种。

主要以种子繁殖，随采随播或用低温沙藏于第二年春初萌发时播种，也可在6~7月采嫩枝扦插繁殖。

可作为用材林和荒山绿化，景观建设的混交树种。

6、高山柳。

高山柳为杨柳科柳属的多种灌木或者小乔木之总称，高可达5m。

黑龙江北部高山地区有56种该属植物，其生长于海拔高度2900~3800m的山谷草地和林缘，具喜光、耐寒、耐瘠薄、抗逆性强的特性。

可作为晚期蜜源树种，用种子或插条繁殖。

幼树生长快、天然更新强，为组成次生林的先锋树种，可用于退化林地改造和荒山造林的先锋树种。

7、高寒地区优良地被树种——爬地柏。

爬地柏又名叉子圆柏、沙地柏、新疆圆柏、天山圆柏、双子柏等，为柏科圆柏属的一种。

分布于新疆阿尔泰山、天山，宁夏贺兰山，内蒙古、青海东北部、甘肃祁连山及陕西榆林等地。

20世纪70~80年代黑龙江省防护林研究所引进了该树种，生长良好，表现了极强的适应性，但长期以来未引起重视和开发利用。

近几年由于生态建设、治沙及园林绿化的需要才逐渐引起关注，但由于对其繁殖及栽培技术缺乏了解而出现了一些问题。

爬地柏喜光、比较耐荫，生于多石山坡、针叶树阔叶树林内，也生于沙丘上。

具有耐寒、耐旱、耐燥等特点，抗逆性强。

因爬地柏为常绿树种，其部分枝条斜立而显得姿态优美，比较有气势，而且具有寿命长、耐修剪，适应性强等特点，而被广泛用于园林绿化。

应用方式比较灵活多样，如条状或块状点缀于草坪中，可增加美感；成片栽植也很美观。

在某种意义上说，可以替代草坪，因为草坪耗水量大，维护费用高，用它可降低费用、节水。

将它配植于石质或土质假山之上，与其它乔灌木树种混植于园林小区之中，形成复层结构的园林景观。

因其常绿、低矮、耐旱可用于高速公路隔离带的绿化，使呆板的公路富有生气，因其耐修剪、易造型而用于制作盆景或绿篱。

总之，爬地柏是一种优良的绿化树种。

由于爬地柏具有很强的抗逆性，加之常绿、覆盖面积大、寿命长等而被应用于生态环境工程建设，被用作水土保持和防沙治沙树种。

在其他一些引种地区，也有此类应用。

此外，因为爬地柏枝条密集，冬夏常青，因而便于一些鸟类或其它小型野生动物的栖息与藏匿，有利于保护野生动物，维护生态平衡。

特别是在一些缺树少林的平原地区，对保护野生动物更有更重要的意义。

8、野生桑树。

野生桑树具有根系发达和抗寒、抗旱、耐剪伐、树型可塑性强等特点，是开发耐寒高产桑树品种和生态林木品种的优异树种。

为了丰富黑龙江省桑树种质资源，搜集耐寒桑树品种的育种材料,我们从20世纪80年代开始，历时10多年，会同有关部门，先后到哈尔滨市的双城市、巴彦县、呼兰县、木兰县、宾县、方正县、尚志市、通河县、依兰县以及佳木斯、牡丹江、齐齐哈尔、黑河等地，首次对黑龙江省野生桑树种质资源进行了实地考察，发现了分布数量较多的野生桑树及百年以上的桑树。

从考察收集的30份野生桑树种质资源中选择出一些经济性状较好的优良单株，嫁接繁殖了30个无性系，建立了我国最耐寒的桑树种质园——黑龙江省地方桑树类型种质园。

黑龙江省的野生桑树自然分布在嫩江、松花江、牡丹江流域等具有水源的沿江各地，主要分布在双城市的希勤乡、杏山乡、兰棱乡，哈尔滨市的北松浦、太阳岛。

桑树散生在沿江的沙丘、草丛中，或与榆树混生，多为4~8株丛生，小乔木或灌木树型。

哈尔滨动物园、哈尔滨医科大学的绿化树有野生桑树的栽植，为自然乔木树型，树龄达50a以上，数量分别在50株以上。

在呼兰县呼兰镇发现了2株大桑树，其中有1株树龄高达80a以上，树径52cm。

巴彦县富江岛（耳朵眼岛）是松花江中的一岛，岛中沙质土壤上散生着300多株乔木或小乔木桑树。

在驿马山乡零星分布着灌木型的桑树丛。

依兰县土城子有数量较多桑树分布，数量在千株以上，乔木或小乔木树形。

尚志市红旗乡在阔叶混交林中散生着桑树，乔木树型。

在宁安县北山、东京城镇镜泊湖风景区、宁安县原县政府后院、海林市三道河乡莲花湖水库两山交口处、牡丹江市效区、密山市连珠山乡均有桑树分布,树型均为乔木。

野生桑树由于自然杂交的结果，性状驳杂。

但由于自然的选择与分化，形成了特殊的抗寒、抗旱桑树类型，其适应性极强，可耐漫长严冬及-38℃最低气温，亦可耐春季10℃以上昼夜温度激变的冲击，还可耐年降雨量400mm左右的干旱。

野生桑树树皮厚，根系发达，枝条坚韧，组织充实，木质化程度高，髓心小，叶片小而厚，成熟快，硬化早，形成了高寒地区野生桑树类型固有特征。

长期生长在高寒干旱地区的野生桑树由于自然条件的选择，形成了抗寒、耐旱的特性。

充分利用这一优良性状，与较抗寒的大叶形桑品种杂交，可选育出抗寒、高产的桑树新品种，直接用于生产。

可以认为，桑树是无污染的高品位绿化树种。

9、忻纤1号、忻纤2号杨树新品种。

忻纤1号、忻纤2号杨树新品种的培育成功，为我国北方型杨树家族增添了超群众杨的新品种，实现了为高寒地区培育工业用材且速生的杨树新品种的育种目标。

新品种具有木材材性好、速生、抗虫、抗寒、低碳等特性，对我国工业用材基地建设，提高木材生产的经济性和发展我国“三北”地区的杨树生产具有重要意义。

经试验可知（见下表），新品种忻纤1、2号杨1年生苗生长量均高于对照，而忻纤2号更好些。

插条成活率基本相近。

1年生苗木生长量调查

品种

平均苗高/m

相对/%

平均苗径/cm

相对/%

插条成活率/%

忻纤1号

1.963

112

1.232

100.6

90

忻纤2号

2.014

115

1.273

103.9

93.3

群众杨

1.756

100

1.225

100

93.3

低碳树种的引种与驯化，是目前国内外高端前沿科研项目，有着巨大的发展空间及价值空间，具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益。

是服务于我国建设低碳型经济社会的领先项目。

三、基地建设的基础条件

（一）前期工作

黑龙江省林业科学研究所为低碳树种驯化与培育进行了大量的前期工作，并取得多项植物资源开发与利用方面的研究成果。

其中包括:

“东北耐寒树种引种驯化改良开发利用的研究”；“黑龙江省城市绿化低碳树种繁育技术研究”；“最新引进国外低碳树种综合繁育技术的研究”等成果。

（二）研究队伍

项目主要负责人郭树平，黑龙江省林业科学研究所所长、研究员、硕士生导师，东北林业大学特聘教授，黑龙江省重点学科（森林培育学科）带头人，黑龙江省林业科技攻关项目首席专家，享受国务院政府特殊津贴。

近年来一直致力于植物资源开发利用、植物次生代谢与环境关系方面的研究工作，已主持3项相关的国家自然科学基金项目。

并在近几年自行开展了预备性的前期研究工作。

项目主要成员王成以，黑龙江省林业科学研究所研究员，先后主持国家、省部级重点研究项目7项，主要包括：

“森林特产资源综合开发利用技术的研究”、“森林珍稀资源高效栽培及利用技术研究”和“黑龙江造林与绿化树种引选及培育技术的研究”等。

因此具有较高的理论知识和科研实践经验，完全具备完成项目的能力。

黑龙江省林业科学研究所具有组织培养实验室、综合分析实验室、植物生理实验室、生态实验室中从事方面研究的研究员4人。

（三）试验基地

试验基地为哈尔滨市林业局万宝苗圃。

哈尔滨市林业局万宝苗圃始建于1965年，是哈尔滨市较早的绿化苗木繁育基地，2000年被评为省级标准化苗圃。

苗圃土地资源丰富，现有苗木繁育基地1500余亩，基础设施完善，设备先进，苗木生产初具规模，在苗木培育方面形成了一整套完整和规范的基础资料，具有良好的应用基础。

智能温室面积1800平方米，苗木窑500平方米，大棚500平方米，并配有植物组培室。

现有科技人员高级工程师1人，工程师4人，助理工程师3人，均已具有相应的科研能力。

技术储备充分，人员配备合理，并有相关的工作经历与经验，与国内外多所院校和科研单位建立了技术交流合作关系，对个别引进品种已做了前期试验及相应的技术准备工作。

尤其与黑龙江省林业科学研究所具有长期的科研合作基础。

自然地理条件

（1）、地理位置

哈尔滨市万宝中心苗圃，位于哈尔滨市松北区万宝镇华家村东，东北靠近哈大铁路，西南邻近哈大高速公路，距市区20公里。

苗圃经营面积1470亩，施业区呈长方形，地势平坦，交通便利。

（2）、气候条件

哈尔滨属中温带大陆性季风气候，特点是四季分明，春季山野披绿、满城丁香；夏季清凉宜人、休闲避暑；秋季秋高气爽、层林尽染；冬季银装素裹、雪韵冰情。

冬季一月平均气温约零下19度；夏季七月平均气温约23度。

年平均气温在2.5—4.0℃度之间，无霜期为110—150天之间，年蒸发量为1300—1700毫米，年≥10℃积温在2500—3100℃之间。

（3）、地形地貌

哈尔滨市区及双城市、呼兰区地域平坦、低洼，东部10县（市）多山及丘陵地。

东南临张广才岭支脉丘陵，北部为小兴安岭山区，中部有松花江通过，山势不高，河流纵横，平原辽阔。

哈尔滨市主要分布在松花江形成的三级阶地上：

第一级阶地海拔在132—140米之间，主要包括道里区和道外区，地势平坦；第二级阶地海拔145—175米，由第一级阶地逐步过渡，无明显界线，主要包括南岗区和香坊区的部分地区，面积较大，长期流水浸蚀，略有起伏，土层深厚，土质肥沃，是哈尔滨市重要农业区；第三级阶地海拔180—200米，主要分布在荒山嘴子和平房区南部等地，再往东南则逐渐过渡到张广才岭余脉，为丘陵地区。

（4）、土壤条件

由于受地形、气候、植被等自然因素及人为活动的影响，全市土壤类型较多，共有9个土类、21个亚类、25个土种。

黑土，是郊区及12显（市）的主要土壤，也是分布最广、数量最多的土壤类型。

黑土在全市分为2个亚类（黑土和草甸黑土）、3个土属（粘质黑土、砂质黑土、草甸黑土），共7个土种。

黑土土壤养分含量比较丰富，适于各种农作物生长。

黑钙土，是全市主要耕作土壤，主要分布在中部平川地和岗平地上，在全市分为3个亚类：

黑钙土、淋溶黑钙土、草甸黑钙土，共8个土种。

黑钙土养分含量仅次于黑土，适于作物栽培。

草甸土也是全市主要耕作土壤，多数分布在沿江河低洼淋溶地带和松花江台地漫滩地带。

草甸土在全市分为6个亚类：

草甸土、碱化草甸土、泛滥地草甸土、盐化草甸土、潜育草甸土、硫酸盐草甸土，共10个土种。

草甸土大部分宜耕性较差，宜发展草场和栽植薪碳林。

砂土及沼泽土，主要分布在江河两岸河滩和低洼地块，适于发展渔业、牧业。

苗圃土类是白浆土，可耕作层较厚，黏度较大，属碱性土壤。

（5）、水文

哈尔滨市境内的大小河流均属于松花江水系和牡丹江水系，主要有松花江、呼兰河、阿什河、拉林河、牤牛河、蚂蜒河、东亮珠河、泥河、漂河、蜚克图河、少陵河、五岳河、倭肯河等。

松花江发源于吉林省长白山天池，其干流由西向东贯穿哈尔滨市地区中部，是全市灌溉量最大的河道。

一年中降水主要集中在6—9月，占全年降水量的70%以上。

解放以来。

全市最大水利工程——西泉眼水库工程，1996年已经合龙蓄水，水库控制流域面积1151平方公里，库面面积40.86平方公里。

水库建成后，新增灌溉面积15133.3公顷。

哈尔滨水资源特点是自产水偏少，过境水较丰，时空分布不均，表征为东富西贫。

全市水资源人均占有量为1630立方米。

年降水量为400—700毫米，全年平均降水量569.1毫米。

夏季占全年降水量的60%。

（6）、植物资源

哈尔滨市林业用地包括用材林、经济林、薪炭林、防护林等。

林地主要分布在东部山区，张广才岭西北麓，小兴安岭南坡。

主要树种有红松、落叶松、樟子松、水曲柳、黄菠萝、胡桃楸以及柞、椴、榆、杨、桦等。

其中红松以材质优良享誉国内外，水曲柳以花纹美丽驰名。

此外，还有黄太平、大秋果、苹果、葡萄等温带果木林，以及特种经济林、黑豆果等。

野生果树资源种经济价值较大的有豆淀果、悬钩子、刺玫瑰、猕猴桃、五味子、东方草莓等。

野生薇果产量较多，已成为重要出口资源。

哈尔滨植物资源丰富，种类繁多，包括藻类植物和苔藓植物，具有分布集中、经济价值高的特点。

药用植物种，名贵药材有山参、黄柏、地龙、苦参、狼毒、黄芪、五味子、刺五加、党参、茯苓、满山红（红萍）等。

草原植物议“东北三宝”之一的小叶樟和饲用碱草为主。

野生食用植物有蕨菜、薇菜、猴腿菜、管什菜、刺嫩芽、明叶菜、枪头菜、毛爪等10余种，还有大量的猴头蘑、榛蘑、元蘑、木耳等食用菌。

野生油料有松子、榛子。

野生花卉有130余种，其中具有观赏价值的幼小细野百合、渥丹百合、燕子花、紫花鸢尾、长瓣舍莲等20余种。

具有经济价值的水生植物主要有芡实（鸡头米）、睡莲、东北金鱼藻、菱角、菖蒲、芦苇、乌拉草。

山野果子有杏、李子、山桃、梨、山葡萄等。

四、基地建设的预期效益

在万宝苗圃建立高寒地区低碳树种引种与驯化基地，是为了弥补国内在低碳树种研究与繁育方面的空白，不仅是一项生态工程，也是一项社会工程。

不仅有利于提供更多更好的低碳种苗，从而为改善生态环境发挥作用，同时是为了国家经济建设服务，是为国家实现低碳经济的发展目标作贡献。