CN101790933B - 利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法，涉及水库消涨带植被构建的方法。本发明包括①选择适宜生长在三峡水库消涨带的乔灌草物种为植物材料；②在消涨带内选择弃耕农田或者土层较厚、地势平缓的地段为种植基地；③春季水库退水后，清理残存植被，并对土地进行平整；④沿海拔梯度，从低到高，依次种植一年生草本、多年生草本、灌木和乔木；⑤按常规方法管理。本发明在消涨带合适的地段进行植被构建，控制土壤侵蚀，改善景观，提高消涨带的生态效益；便于大规模推广；不仅适用于构建我国三峡水库消涨带植被，也可应用于其他适宜全部或者部分12个物种生长地区水库消涨带的景观美化和植被重建工程。

Description

利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法

技术领域

本发明涉及水库消涨带植被构建的方法，尤其涉及一种利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法。

背景技术

水库消涨带植被构建一直是一个世界性难题。美国的很多水库都存在严重的消涨带侵蚀，部分原因是风浪、船浪和水位波动，对水生和河岸生境以及其他因子，比如水质，造成负面影响。如果侵蚀严重，植被很难形成和维持，鱼类和野生动物的栖息地在某种程度上也被局限在某些地段。消涨带通常延伸几公里，由含有断枝、残片的泥滩组成。

大多数水库消涨带都需要采取积极的管理措施，来减缓水文节律的剧烈变化对当地环境造成的不利影响。采用固定方法，比如生物工程，来控制消涨带侵蚀，提高生境质量和水质条件。生物工程是生物学、机械学和生态学概念的组合，通过运用植被，或者植被与建筑材料的组合，来控制侵蚀和固定土壤。

防波堤是一种常见的生物工程措施，一般设置在波浪较大的地段。有效但它的建设需要较多的人力和物力，造价较高。而对于波浪较小的地段，可以不采用防波堤装置，而采用植物捆、非纺织椰壳纤维地工织物席或者直接种植植物。依靠植物自身足够快的生长，通过形态学特征，比如地下横走茎和不定根固着在基底上，从而起到固定土壤，提高生境质量的作用。比如应用休眠未生根木本植物(如柳属、杨属和山茱萸属)截干。构建河岸带植被之所以能够成为修复河道的一种常见、最简单有效的方法，主要原因是花费相对较低，所需技术简单，且具有很多潜在的好处。其中一个就是能够通过植物根系加固河道，降低河道侵蚀。

通常有两种方法构建水库消涨带植被：短期和长期植被。短期植被主要靠种植一年生草本，而长期植被主要是通过种植适应消涨带环境的木本和多年生草本。研究表明，在消涨带内的海拔高度是影响植物在消涨带内存活最重要的因素之一。

在消涨带植被构建的物种选择方面，比较成功的例子有三个：OregonReservoirs，Upper Arrow Lake，Ontojfirvi Lake和B.C.Hydro的一些水库。结果发现：落羽杉、柳树和苔草在消涨带表现最好，说明这些植物适合种植在因水位波动产生高干扰的地段。采用合适的物种和管理技术，在适宜的时间和地段，能够构建适应消涨带生境条件的人工植被。

根据水利部2009年的公报，我国共有水库86353座，其中大中型水库3710座，而国内水库消涨带植被构建技术刚刚起步，现有技术主要源于自然消涨带和人工湿地等类似生态系统。

目前相关技术主要有：

①南京大学2002年的专利“新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术”(公开号：CN1353226)，通过新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，建立技术体系与标准，使目标植物能在高盐碱和极度贫瘠的新筑海堤上存活，并起到绿化护坡和美化景观的作用；

②中国科学院华南植物研究所和广州市香根草业科技有限公司2004年的专利“一种用于河堤水库防冲护岸的新型植物配置及生态工程技术”(公开号：CN1526886)，提出一种以香根草为主体，再配置其它的植物种类的生态工程技术；

③河海大学2005年的专利“景观型多级阶梯式人工湿地护坡成型方法”(公开号：CN1632231)提出一种对面源形式进入河道的污染物质具有截留净化效果的景观型多级阶梯式人工湿地护坡成型方法；

④广州地理研究所2005年的专利“水体消涨带植被护坡方法”(公开号CN1669386)，采用耐淹、耐瘠薄、抗旱的消涨带适生植物李氏禾来构建消涨带护坡植被；

⑤同济大学2008年的专利“用狗牙根修复水库消落带和河岸带受损生态系统的方法”(公开号：CN101218873)，是采用狗牙根修复水库消落带和河岸带受损生态系统的一种水库消落带和河岸带生态修复的工程化技术；

⑥中国水电顾问集团华东勘测设计研究院2009年发明的“一种用于改善水库消落区生态环境的湿地治理方法”，主要通过植物种植和工程相结合，对消落范围在5m以内的缓坡平地进行保护。

三峡水库消涨带植被构建可能特别困难，主要原因如下：

①消涨带面积大(300km²)，消涨落差最高达到30m；

②高水位出现在冬季，与长江自然消涨完全相反；

③因航运和风的作用，很多地段波浪很大。

因此，现有的植被构建技术均不适用于三峡水库消涨带，探索新的技术方法来构建该地区消涨带植被十分必要。

发明内容

本发明目的是利用乔灌草各自对消涨带生境的适应特征，提供一种利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法。

本发明的目的是这样实现的：

1、筛选12种能在三峡水库消涨带不同海拔生长的植物；

2、提出沿海拔梯度垂直配置乔灌草，构建水库消涨带植被的技术措施。

具体地说，本发明包括下列步骤：

①选择适宜生长在三峡水库消涨带的乔灌草物种为植物材料；

②在消涨带内选择弃耕农田或者土层较厚、地势平缓的地段为种植基地；

③春季水库退水后，清理残存植被，并对土地进行平整；

④沿海拔梯度，从低到高，依次种植一年生草本、多年生草本、灌木和乔木；

⑤按常规方法管理。

本发明的工作原理如下：

充分考虑消涨带不同海拔生境条件的差异，以及不同生活型物种对消涨带条件的适应性差异，在不同海拔种植不同生活型植物。

一年生草本种植在消涨带最下部，在退水期间能够完成生活史，靠土壤种子库或者种子扩散实现种群更新；多年生草本种植在消涨带下部，每年淹水时间较长，主要通过克隆生长保持种群数量；灌木种植在消涨带的中部，主要通过形态学和生理学特征适应水淹，并在退水后恢复生长；乔木种植在消涨带上部，冬季落叶休眠，顶部一般不会被淹没，能够渡过每年冬季的水淹。

本发明具有下列优点和积极效果：

①在消涨带合适的地段进行植被构建，控制土壤侵蚀，改善景观，提高消涨带的生态效益；

②涉及的水库消涨带适宜物种选择、土地清理平整技术和后期管理，可以获得技术支持或容易操作，便于大规模推广；

③不仅适用于构建我国三峡水库消涨带植被，也可应用于其他适宜全部或者部分12个物种生长地区水库消涨带的景观美化和植被重建工程。

附图说明

图1是三峡水库消涨带植被垂直配置的剖面示意图；

图2是三峡水库消涨带植被垂直配置的平面示意图。

其中：

00-长江；

10-一年生草木区，  11-狗尾草，  12-毛马唐，  13-千金子；

20-多年生草木区，  21-狗牙根，  22-牛鞭草，  23-双穗雀稗；

30-灌木区，        31-紫穗槐，  32-桑树，    33-秋华柳；

40-乔木区，        41-河柳，    42-池杉，    43-落羽杉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、方法

1、基本思路

①物种选择即选择、获得和使用合适的植物是每个成功的植被构建工程中的重要组成部分，应以项目目标、全面立地分析、项目设计、植物特征、生长需求、种苗来源和花费为基础，进行全面考虑；

②选择适合生长在消涨带的乔灌草作为植物材料，优先考虑本地物种，尤其已经在消涨带内定居成功的物种；但对于在其他国家或地区消涨带内表现良好的物种，且国内已经引种的，经过入侵性评估，可以用于植被构建；

③水淹的影响主要取决于淹水深度、持续时间和时机，出水时间和被淹地段的坡度影响植物和基底留存，本发明选择水库消涨带弃耕地，或者土层较厚、地势平缓的地段为种植基地；

④春季水库退水后，清理残留植被，平整土地；

⑤145-155m水淹时间最长，但也有120d左右的退水时间，播种三种的一年生草本，构建短期消涨带植被；155-165m种植高度20-60cm三种多年生草本植物，165-173m种植高度20-150cm三种灌木，173-175m种植基径1cm，高度200-300cm三种乔木；

⑥常规管理即在植被构建过程中，严格按照国家和行业标准进行操作，禁止使用化肥和农药。

2、具体方法

1)物种选择

步骤①中，如图2，在对三峡水库蓄水后残存植被的种类组成等进行全面调查和查阅国内外类似水库消涨带治理文献的基础上，选择3种一年生草本、3种多年生草本、3种灌木和3种乔木作为植物材料；

3种一年生草本包括狗尾草11、毛马唐12和千金子13；

3种多年生草本包括狗牙根21、牛鞭草22和双穗雀稗23；

3种灌木包括紫穗槐31、桑树32和秋华柳33；

3种乔木包括河柳41、池杉42、落羽杉43。

2)植物垂直配置

步骤④中，如图1、2，为了充分利用水库消涨带，同时考虑不同生活型植物对消涨带生境的适应特性，采用沿海拔梯度垂直配置的方法，即：

145-155m，因淹水时间较长，播种一年生草本；

155-165m，退水时间在180d以上，种植多年生草本；

165-173m，退水时间在270d以上，种植耐水淹灌木，穿插种植多年生草本；

173-175m，被水淹没的时间很短，种植具有一定耐淹能力的乔木。

3)种植方法

步骤⑤中，种苗要求、苗木运输与假植、修剪、种植、抚育管护，按照国家和行业相关标准执行，禁止使用化肥和农药；

每个物种平行等高线形成3m的种植带，然后重复。

(1)一年生草本条播：沟深4cm，宽6cm，覆土3cm，行距30cm；

(2)多年生草本穴播：

狗牙根15×15×8cm(长×宽×深)，株行距25cm×25cm；

牛鞭草10×10×8cm，株行距30cm×30cm(栽种时牛鞭草顶端朝向上坡向，根部埋土压实，中间用少量土压住，以利于萌根和生长)；

双穗雀稗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种植行垂直于等高线；

(4)乔木穴播：平行等高线挖种植槽，宽30-40cm，深40-50cm，槽间距40cm，垂直下挖，保证上口下底宽度相等。

3、试验结果

植被构建实验2007-2009年在重庆忠县1块约2ha的弃耕农田内进行。2008年春季退水后，清理残留地被物，并对土地进行平整。3-4月，种植乔木和灌木，5-6月种植一年生和多年生草本。

2009年调查发现，经过水淹之后，所采用的上述12个物种的成活率都比较高，其中乔木成活率：河柳100％，池杉75％，落羽杉63.75％；灌木成活率：紫穗槐64.44％，桑树38.85％，秋华柳40.74％；草本成活率：狗牙根100％，牛鞭草100％，双穗雀稗100％(以栽种土坨或者茎段为单位计算)；而根据2008年对野外条件下，156m以下被水淹过的植被进行的调查，狗尾草、毛马唐和千金子都是这个海拔区间的优势一年生植物。

结果显示，所选择的12个物种能够通过自身的形态学、生理学和物候学特性渡过淹水期，并在水库退水后恢复生长。在水库适合地段，沿着海拔梯度垂直配置乔灌草，能够重建植被，从而控制土壤侵蚀，改善景观质量，提高消涨带的生态效益。

Claims (2)

1.一种利用乔灌草垂直配置构建三峡水库消涨带植被的方法，其特征在于：

①选择适宜生长在三峡水库消涨带的乔灌草物种为植物材料；

②在消涨带内选择弃耕农田或者土层较厚、地势平缓的地段为种植基地；

③春季水库退水后，清理残存植被，并对土地进行平整；

④沿海拔梯度，从低到高，依次种植一年生草本、多年生草本、灌木和乔木；

⑤按常规方法管理；

所述步骤①：

选择3种一年生草本、3种多年生草本、3种灌木和3种乔木作为植物材料；

一年生草本包括狗尾草(11)、毛马唐(12)和千金子(13)；

多年生草本包括狗牙根(21)、牛鞭草(22)和双穗雀稗(23)；

灌木包括紫穗槐(31)、桑树(32)和秋华柳(33)；

乔木包括河柳(41)、池杉(42)、落羽杉(43)；

所述步骤④：

145-155m播种一年生草本；

155-165m种植多年生草本；

165-173m种植灌木，穿插种植多年生草本；

173-175m种植乔木。

2.按权利要求1所述的的方法，其特征在于步骤⑤：

1)一年生草本条播：沟深4cm，宽6cm，覆土3cm，行距30cm；

2)多年生草本穴播：

狗牙根长×宽×深＝15×15×8cm，株行距25cm×25cm；

牛鞭草长×宽×深＝10×10×8cm，株行距30cm×30cm；

双穗雀稗长×宽×深＝15×15×8cm，株行距20cm×40cm；

3)灌木穴播：长×宽×深＝40×40×30cm，株行距1×1m；

4)乔木穴播：平行等高线挖种植槽，宽30-40cm，深40-50cm，槽间距40cm，垂直下挖，保证上口下底宽度相等。

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