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利用喬灌草垂直配置構建三峽水庫消漲帶植被的方法.pdf

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利用 喬灌草 垂直 配置 構建 三峽 水庫 消漲帶 植被 方法
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摘要
申請專利號:

CN201010111367.2

申請日:

20100205

公開號:

CN101790933B

公開日:

20110720

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A01G1/00,E02D17/20 主分類號: A01G1/00,E02D17/20
申請人: 中國科學院武漢植物園
發明人: 盧志軍,江明喜,黃漢東,廖建雄
地址: 430074 湖北省武漢市武昌磨山武漢植物園
優先權: CN201010111367A
專利代理機構: 武漢宇晨專利事務所 代理人: 黃瑞棠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010111367.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種利用喬灌草垂直配置構建三峽水庫消漲帶植被的方法,涉及水庫消漲帶植被構建的方法。本發明包括①選擇適宜生長在三峽水庫消漲帶的喬灌草物種為植物材料;②在消漲帶內選擇棄耕農田或者土層較厚、地勢平緩的地段為種植基地;③春季水庫退水后,清理殘存植被,并對土地進行平整;④沿海拔梯度,從低到高,依次種植一年生草本、多年生草本、灌木和喬木;⑤按常規方法管理。本發明在消漲帶合適的地段進行植被構建,控制土壤侵蝕,改善景觀,提高消漲帶的生態效益;便于大規模推廣;不僅適用于構建我國三峽水庫消漲帶植被,也可應用于其他適宜全部或者部分12個物種生長地區水庫消漲帶的景觀美化和植被重建工程。

權利要求書

1.一種利用喬灌草垂直配置構建三峽水庫消漲帶植被的方法,其特征在于:①選擇適宜生長在三峽水庫消漲帶的喬灌草物種為植物材料;②在消漲帶內選擇棄耕農田或者土層較厚、地勢平緩的地段為種植基地;③春季水庫退水后,清理殘存植被,并對土地進行平整;④沿海拔梯度,從低到高,依次種植一年生草本、多年生草本、灌木和喬木;⑤按常規方法管理;所述步驟①:選擇3種一年生草本、3種多年生草本、3種灌木和3種喬木作為植物材料;一年生草本包括狗尾草(11)、毛馬唐(12)和千金子(13);多年生草本包括狗牙根(21)、牛鞭草(22)和雙穗雀稗(23);灌木包括紫穗槐(31)、桑樹(32)和秋華柳(33);喬木包括河柳(41)、池杉(42)、落羽杉(43);所述步驟④:145-155m播種一年生草本;155-165m種植多年生草本;165-173m種植灌木,穿插種植多年生草本;173-175m種植喬木。2.按權利要求1所述的的方法,其特征在于步驟⑤:1)一年生草本條播:溝深4cm,寬6cm,覆土3cm,行距30cm;2)多年生草本穴播:狗牙根長×寬×深=15×15×8cm,株行距25cm×25cm;牛鞭草長×寬×深=10×10×8cm,株行距30cm×30cm;雙穗雀稗長×寬×深=15×15×8cm,株行距20cm×40cm;3)灌木穴播:長×寬×深=40×40×30cm,株行距1×1m;4)喬木穴播:平行等高線挖種植槽,寬30-40cm,深40-50cm,槽間距40cm,垂直下挖,保證上口下底寬度相等。

說明書

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技術領域

本發明涉及水庫消漲帶植被構建的方法,尤其涉及一種利用喬灌草垂直配置構建三峽水庫消漲帶植被的方法。

背景技術

水庫消漲帶植被構建一直是一個世界性難題。美國的很多水庫都存在嚴重的消漲帶侵蝕,部分原因是風浪、船浪和水位波動,對水生和河岸生境以及其他因子,比如水質,造成負面影響。如果侵蝕嚴重,植被很難形成和維持,魚類和野生動物的棲息地在某種程度上也被局限在某些地段。消漲帶通常延伸幾公里,由含有斷枝、殘片的泥灘組成。

大多數水庫消漲帶都需要采取積極的管理措施,來減緩水文節律的劇烈變化對當地環境造成的不利影響。采用固定方法,比如生物工程,來控制消漲帶侵蝕,提高生境質量和水質條件。生物工程是生物學、機械學和生態學概念的組合,通過運用植被,或者植被與建筑材料的組合,來控制侵蝕和固定土壤。

防波堤是一種常見的生物工程措施,一般設置在波浪較大的地段。有效但它的建設需要較多的人力和物力,造價較高。而對于波浪較小的地段,可以不采用防波堤裝置,而采用植物捆、非紡織椰殼纖維地工織物席或者直接種植植物。依靠植物自身足夠快的生長,通過形態學特征,比如地下橫走莖和不定根固著在基底上,從而起到固定土壤,提高生境質量的作用。比如應用休眠未生根木本植物(如柳屬、楊屬和山茱萸屬)截干。構建河岸帶植被之所以能夠成為修復河道的一種常見、最簡單有效的方法,主要原因是花費相對較低,所需技術簡單,且具有很多潛在的好處。其中一個就是能夠通過植物根系加固河道,降低河道侵蝕。

通常有兩種方法構建水庫消漲帶植被:短期和長期植被。短期植被主要靠種植一年生草本,而長期植被主要是通過種植適應消漲帶環境的木本和多年生草本。研究表明,在消漲帶內的海拔高度是影響植物在消漲帶內存活最重要的因素之一。

在消漲帶植被構建的物種選擇方面,比較成功的例子有三個:OregonReservoirs,Upper?Arrow?Lake,Ontojfirvi?Lake和B.C.Hydro的一些水庫。結果發現:落羽杉、柳樹和苔草在消漲帶表現最好,說明這些植物適合種植在因水位波動產生高干擾的地段。采用合適的物種和管理技術,在適宜的時間和地段,能夠構建適應消漲帶生境條件的人工植被。

根據水利部2009年的公報,我國共有水庫86353座,其中大中型水庫3710座,而國內水庫消漲帶植被構建技術剛剛起步,現有技術主要源于自然消漲帶和人工濕地等類似生態系統。

目前相關技術主要有:

①南京大學2002年的專利“新筑海堤綠化護坡的植被重建直播技術”(公開號:CN1353226),通過新筑海堤綠化護坡的植被重建直播技術,建立技術體系與標準,使目標植物能在高鹽堿和極度貧瘠的新筑海堤上存活,并起到綠化護坡和美化景觀的作用;

②中國科學院華南植物研究所和廣州市香根草業科技有限公司2004年的專利“一種用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態工程技術”(公開號:CN1526886),提出一種以香根草為主體,再配置其它的植物種類的生態工程技術;

③河海大學2005年的專利“景觀型多級階梯式人工濕地護坡成型方法”(公開號:CN1632231)提出一種對面源形式進入河道的污染物質具有截留凈化效果的景觀型多級階梯式人工濕地護坡成型方法;

④廣州地理研究所2005年的專利“水體消漲帶植被護坡方法”(公開號CN1669386),采用耐淹、耐瘠薄、抗旱的消漲帶適生植物李氏禾來構建消漲帶護坡植被;

⑤同濟大學2008年的專利“用狗牙根修復水庫消落帶和河岸帶受損生態系統的方法”(公開號:CN101218873),是采用狗牙根修復水庫消落帶和河岸帶受損生態系統的一種水庫消落帶和河岸帶生態修復的工程化技術;

⑥中國水電顧問集團華東勘測設計研究院2009年發明的“一種用于改善水庫消落區生態環境的濕地治理方法”,主要通過植物種植和工程相結合,對消落范圍在5m以內的緩坡平地進行保護。

三峽水庫消漲帶植被構建可能特別困難,主要原因如下:

①消漲帶面積大(300km2),消漲落差最高達到30m;

②高水位出現在冬季,與長江自然消漲完全相反;

③因航運和風的作用,很多地段波浪很大。

因此,現有的植被構建技術均不適用于三峽水庫消漲帶,探索新的技術方法來構建該地區消漲帶植被十分必要。

發明內容

本發明目的是利用喬灌草各自對消漲帶生境的適應特征,提供一種利用喬灌草垂直配置構建三峽水庫消漲帶植被的方法。

本發明的目的是這樣實現的:

1、篩選12種能在三峽水庫消漲帶不同海拔生長的植物;

2、提出沿海拔梯度垂直配置喬灌草,構建水庫消漲帶植被的技術措施。

具體地說,本發明包括下列步驟:

①選擇適宜生長在三峽水庫消漲帶的喬灌草物種為植物材料;

②在消漲帶內選擇棄耕農田或者土層較厚、地勢平緩的地段為種植基地;

③春季水庫退水后,清理殘存植被,并對土地進行平整;

④沿海拔梯度,從低到高,依次種植一年生草本、多年生草本、灌木和喬木;

⑤按常規方法管理。

本發明的工作原理如下:

充分考慮消漲帶不同海拔生境條件的差異,以及不同生活型物種對消漲帶條件的適應性差異,在不同海拔種植不同生活型植物。

一年生草本種植在消漲帶最下部,在退水期間能夠完成生活史,靠土壤種子庫或者種子擴散實現種群更新;多年生草本種植在消漲帶下部,每年淹水時間較長,主要通過克隆生長保持種群數量;灌木種植在消漲帶的中部,主要通過形態學和生理學特征適應水淹,并在退水后恢復生長;喬木種植在消漲帶上部,冬季落葉休眠,頂部一般不會被淹沒,能夠渡過每年冬季的水淹。

本發明具有下列優點和積極效果:

①在消漲帶合適的地段進行植被構建,控制土壤侵蝕,改善景觀,提高消漲帶的生態效益;

②涉及的水庫消漲帶適宜物種選擇、土地清理平整技術和后期管理,可以獲得技術支持或容易操作,便于大規模推廣;

③不僅適用于構建我國三峽水庫消漲帶植被,也可應用于其他適宜全部或者部分12個物種生長地區水庫消漲帶的景觀美化和植被重建工程。

附圖說明

圖1是三峽水庫消漲帶植被垂直配置的剖面示意圖;

圖2是三峽水庫消漲帶植被垂直配置的平面示意圖。

其中:

00-長江;

10-一年生草木區,??11-狗尾草,??12-毛馬唐,??13-千金子;

20-多年生草木區,??21-狗牙根,??22-牛鞭草,??23-雙穗雀稗;

30-灌木區,????????31-紫穗槐,??32-桑樹,????33-秋華柳;

40-喬木區,????????41-河柳,????42-池杉,????43-落羽杉。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例詳細說明:

一、方法

1、基本思路

①物種選擇即選擇、獲得和使用合適的植物是每個成功的植被構建工程中的重要組成部分,應以項目目標、全面立地分析、項目設計、植物特征、生長需求、種苗來源和花費為基礎,進行全面考慮;

②選擇適合生長在消漲帶的喬灌草作為植物材料,優先考慮本地物種,尤其已經在消漲帶內定居成功的物種;但對于在其他國家或地區消漲帶內表現良好的物種,且國內已經引種的,經過入侵性評估,可以用于植被構建;

③水淹的影響主要取決于淹水深度、持續時間和時機,出水時間和被淹地段的坡度影響植物和基底留存,本發明選擇水庫消漲帶棄耕地,或者土層較厚、地勢平緩的地段為種植基地;

④春季水庫退水后,清理殘留植被,平整土地;

⑤145-155m水淹時間最長,但也有120d左右的退水時間,播種三種的一年生草本,構建短期消漲帶植被;155-165m種植高度20-60cm三種多年生草本植物,165-173m種植高度20-150cm三種灌木,173-175m種植基徑1cm,高度200-300cm三種喬木;

⑥常規管理即在植被構建過程中,嚴格按照國家和行業標準進行操作,禁止使用化肥和農藥。

2、具體方法

1)物種選擇

步驟①中,如圖2,在對三峽水庫蓄水后殘存植被的種類組成等進行全面調查和查閱國內外類似水庫消漲帶治理文獻的基礎上,選擇3種一年生草本、3種多年生草本、3種灌木和3種喬木作為植物材料;

3種一年生草本包括狗尾草11、毛馬唐12和千金子13;

3種多年生草本包括狗牙根21、牛鞭草22和雙穗雀稗23;

3種灌木包括紫穗槐31、桑樹32和秋華柳33;

3種喬木包括河柳41、池杉42、落羽杉43。

2)植物垂直配置

步驟④中,如圖1、2,為了充分利用水庫消漲帶,同時考慮不同生活型植物對消漲帶生境的適應特性,采用沿海拔梯度垂直配置的方法,即:

145-155m,因淹水時間較長,播種一年生草本;

155-165m,退水時間在180d以上,種植多年生草本;

165-173m,退水時間在270d以上,種植耐水淹灌木,穿插種植多年生草本;

173-175m,被水淹沒的時間很短,種植具有一定耐淹能力的喬木。

3)種植方法

步驟⑤中,種苗要求、苗木運輸與假植、修剪、種植、撫育管護,按照國家和行業相關標準執行,禁止使用化肥和農藥;

每個物種平行等高線形成3m的種植帶,然后重復。

(1)一年生草本條播:溝深4cm,寬6cm,覆土3cm,行距30cm;

(2)多年生草本穴播:

狗牙根15×15×8cm(長×寬×深),株行距25cm×25cm;

牛鞭草10×10×8cm,株行距30cm×30cm(栽種時牛鞭草頂端朝向上坡向,根部埋土壓實,中間用少量土壓住,以利于萌根和生長);

雙穗雀稗15×15×8cm,株行距20cm×40cm;

(3)灌木穴播:40×40×30cm,株行距1×1m;

一年生和多年生草本以及灌木的種植行垂直于等高線;

(4)喬木穴播:平行等高線挖種植槽,寬30-40cm,深40-50cm,槽間距40cm,垂直下挖,保證上口下底寬度相等。

3、試驗結果

植被構建實驗2007-2009年在重慶忠縣1塊約2ha的棄耕農田內進行。2008年春季退水后,清理殘留地被物,并對土地進行平整。3-4月,種植喬木和灌木,5-6月種植一年生和多年生草本。

2009年調查發現,經過水淹之后,所采用的上述12個物種的成活率都比較高,其中喬木成活率:河柳100%,池杉75%,落羽杉63.75%;灌木成活率:紫穗槐64.44%,桑樹38.85%,秋華柳40.74%;草本成活率:狗牙根100%,牛鞭草100%,雙穗雀稗100%(以栽種土坨或者莖段為單位計算);而根據2008年對野外條件下,156m以下被水淹過的植被進行的調查,狗尾草、毛馬唐和千金子都是這個海拔區間的優勢一年生植物。

結果顯示,所選擇的12個物種能夠通過自身的形態學、生理學和物候學特性渡過淹水期,并在水庫退水后恢復生長。在水庫適合地段,沿著海拔梯度垂直配置喬灌草,能夠重建植被,從而控制土壤侵蝕,改善景觀質量,提高消漲帶的生態效益。

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