CN101836543B - 华北地区植物群落的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种华北地区植物群落的构建方法，包括以下步骤：选择草、灌、乔植物种子；对部分种子进行处理；制备混合种子；制备基材混合物；制备种子基材混合物；喷射种子基材混合物；控制草本高度及灌木、乔木密谋；对草本喷洒矮壮素药液；向乔别喷施抗逆性高营养叶面肥；最后进行了常规管理。该法能促进种子快速、安全萌发，保障人工植被结构与功能稳定，有效缩短人工植被向自然植被演替周期，华北地区边坡、弃渣场及采矿地等岩土创面及退化地的植物群落构建。

Description

华北地区植物群落的构建方法

技术领域

本发明涉及一种人工植被的建植方法，特别是涉及一种华北地区植物群落的构建方法。

背景技术

华北地区主要包括北京、天津、河北、山东、河南东南部、山西中南部、内蒙古部分、江苏淮北、安徽淮北，总面积670530km²，是我国主要粮食基地之一。但由于工矿业的发展导致华北地区土地盐碱化加重，耕地面积不断减少，耕地退化严重，再加上铁路、公路等交通建设的发展，产生大量岩土边坡，使生态环境遭到严重破坏。目前植被恢复的常规方法是选择适宜植物种子，然后将种子与基质材料混合后施用，最后，进行水分和施肥管理。专利授权公告号CN100397972C公开了一种北方地区岩石坡面植被恢复的方法，步骤包括坡面处理、植物种类选择、基质配置、喷播基质及防护处理，其特征在于选用禾本科草种为草地雀麦、无芒雀麦、垂穗批碱草、扁穗冰草、多年生黑麦草、紫羊茅、结缕草、草地早熟禾；豆科植物为胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿、多变小冠花、小叶锦鸡儿；将禾本科与豆科按数量1∶1比例进行混合。基质材料按每立方米使用沙质壤土700～900kg，草炭50～80kg，稻草段40～70kg，复合肥8～20kg，水70～100kg，水泥50～90kg，保水剂0.8～2.3kg选取，将所选基质材料均匀拌后形成备用基质。主要存在以下缺点：一是，技术偏重于工程措施选择与实施过程，以及基质材料的配制，而忽视了植物群落科学设计与后期调控处理；二是，仅根据植物的一些基本生活习性及生态学特性进行物种筛选，而未将不同类型、不同功能的物种进行合理组合；三是，对种子处理时，未针对不同类型种子采取不同的处理措施；四是，未充分考虑环境条件、植物特性以及养护管理成本，选择的具体物种适应性不强；五是，在植被建植后期，缺乏生长与竞争调控，以及提高抗逆能力等技术手段。

发明内容

本发明克服以上缺点，提供一种能促进种子快速、安全萌发，保障人工植被结构与功能稳定，有效缩短人工植被向自然植被演替周期，应用于华北地区边坡、弃渣场及采矿地等岩土创面及退化地的华北地区植物群落的构建方法。

本发明华北地区植物群落的构建方法，包括以下步骤：

1)选择适宜华北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本是旱稗、一年生黑麦草、田菁中的至少2种；过渡性草本是高羊茅、小冠花中的至少1种；过渡性灌木是草木樨；建群稳定草本是披碱草、紫花苜蓿中的至少1种；建群稳定灌木是多花木蓝、荆条、草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子中的至少5种；建群稳定乔木是刺槐、山荆子中的至少1种。

2)对难萌发种子进行处理，其中田菁用冷水浸种8～12h后自然风干；小冠花、紫花苜蓿、多花木蓝、紫穗槐、胡枝子、刺槐分别用浓硫酸分别浸种15～20min、2～3min、13～18min、10～20min、8～12min、10～20min，水洗除去硫酸后自然风干；荆条用质量浓度4～8‰赤霉素溶液浸种12～24h后自然风干；草麻黄用质量浓度1％CuSO₄·5H₂O溶液浸种50～80min，水洗除去CuSO₄后自然风干；小叶锦鸡儿用70～80℃热水浸种6～8h后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本180～250粒、过渡性草本50～60粒、过渡性灌木30～40粒、建群稳定草本150～200粒、建群稳定灌木50～70粒、建群稳定乔木20～30粒的比例将所有种子混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材8～12kg、植壤土140～220kg的比例拌合均匀，得基材混合物，其中，绿化基材为市售产品，植壤土为农田地表土。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到岩土创面或退化地上，喷射厚度为8～15cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为8～15株/m²，控制乔木密度为3～5株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本植物叶层喷洒浓度为80～100mg/L的矮壮素药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥(中国专利CN101597194A)，稀释倍数为500～800倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

本发明华北地区植物群落的构建方法基优点在于：(1)将理论原理、方法同实用工程技术相结合，科学性、可行性及推广性高；(2)充分考虑区域气候、环境及典型工程生境特征，并基于植被结构特征与功能作用的差异，选择了先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木，配置合理，符合生态学法则；(3)对物种播种量科学控制，有利于降低物种对环境水分、养分、光资源等消耗强度，促进植被安全建成；(4)对难萌发物种采取不同种子处理措施，针对性强，种子萌发率高；(5)基材喷射技术是目前广泛应用于边坡、弃渣场、采矿地、废弃地等岩土创面植被恢复与重建的一项创新技术，可有效保障植物群落生长基质所需的物理结构、稳定性及水分、养分条件；(6)步骤7)及步骤8)目的是控制草本植物的生长势，降低其对木本植物的竞争影响，有利于促进草本植物根系更发达，同时，降低木本植物种间竞争水平，保证木本植物有效成苗数，促进建植植物群落结构、数量科学合理；(7)步骤9)目的是促进木本植物根部生长，调节自身生理机能，提高抗病、抗旱、抗寒等抗逆特性；(8)本发明方法实施方式简单，技术操作性强，可充分保障华北地区岩土创面及退化地人工植被构建效果。

具体实施方式

实施例1：

1)选择适宜华北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本是旱稗、一年生黑麦草按种子粒数比1∶2；过渡性草本是高羊茅；过渡性灌木是草木樨；建群稳定草本是披碱草；建群稳定灌木是多花木蓝、荆条、草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿按种子粒数比2∶1∶1∶3∶2；建群稳定乔木为刺槐。

2)对难萌发种子进行处理，其中，多花木蓝、紫穗槐、刺槐用浓硫酸分别浸种13min、10min、10min，水洗除去硫酸后自然风干；荆条用4‰赤霉素溶液浸种24h后自然风干；草麻黄用1％CuSO₄·5H₂O溶液浸种50min，水洗除去CuSO₄后自然风干；小叶锦鸡儿用70℃水浸泡6h后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本草180粒、过渡性草本60粒、过渡性灌木30粒、建群稳定草本200粒、建群稳定灌木70粒、建群稳定乔木20粒的比例将所有种子混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材12kg、植壤土220kg的比例拌合均匀，得到基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到石质荒地上，喷射厚度为13cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为15株/m²，控制乔木密度为3株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本植物叶层喷洒浓度为80mg/L的矮壮素药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为500倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于石质荒地植被建植，与常规技术比较结果显示：

(1)本发明旱稗、一年生黑麦、高羊茅、草木樨、披碱草(种子未处理)萌发率基本一致，小叶锦鸡儿萌发率提高32％，多花木蓝萌发率提高55％，荆条萌发率提高35％，草麻黄萌发率提高47％，紫穗槐萌发率提高48％，槐刺槐萌发率提高61％。

(2)草本植物单株根数量平均增加32％，根重平均增加36％；木本植物单株根数量平均增加21％，根重平均增加22％；木本植物幼苗生长势平均提高31％，草本植物生长势平均降低16％；草本植物病虫害发生率减少91％，木本植物病虫害发生率减少88％；第一年越夏时草本植物成活率提高47％、木本植物成活率提高59％；第一年越冬时草本植物成活率提高47％，木本植物成活率提高64％。

实施例2：

1)选择适宜华北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本是旱稗、田菁按种子粒数比1∶1；过渡性草本是小冠花；过渡性灌木是草木樨；建群稳定草本是紫花苜蓿；建群稳定灌木是多花木蓝、荆条、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子按种子粒数比2∶1∶1∶2∶2；建群稳定乔木为山荆子。

2)对难萌发种子进行处理，其中，田菁用冷水浸种8h后风干；小冠花、紫花苜蓿、多花木蓝、紫穗槐、胡枝子用浓硫酸分别浸种15min、2min、15min、15min、8min，水洗除去硫酸后自然风干；荆条用6‰赤霉素溶液浸种18h后自然风干；小叶锦鸡儿用80℃水浸泡7h后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本200粒、过渡性草本55粒、过渡性灌木35粒、建群稳定草本150粒、建群稳定灌木60粒、建群稳定乔木25粒的比例将所有种子混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材10kg、植壤土180kg的比例拌合均匀，得基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到沙化地上，喷射厚度为8cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为8株/m²，控制乔木密度为5株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本叶层喷洒浓度为100mg/L的矮壮素药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为800倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于沙化地植被建植，与常规方法比较结果显示：

(1)本发明旱稗、草木犀、山荆子(种子未处理)萌发率基本一致，小叶锦鸡儿萌发率提高38％，田菁萌发率提高44％，小冠花萌发率提高57％，紫花苜蓿萌发率提高46％，多花木蓝萌发率提高38％，荆条萌发率提高37％，紫穗槐萌发率提高48％，胡枝子萌发率提高43％；

(2)草本植物单株根数量平均增加33％，根重平均增加37％；木本植物单株根数量平均增加23％，根重平均增加24％；木本植物幼苗生长势平均提高32％，草本植物生长势平均降低23％；草本植物病虫害发生率减少90％，木本植物病虫害发生率减少89％；第一年越夏时草本植物成活率提高48％、木本植物成活率提高61％；第一年越冬时草本植物成活率提高48％，木本植物成活率提高66％。

实施例3：

1)选择适宜华北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本是旱稗、一年生黑麦草、田菁按种子粒数比1∶2∶1；过渡性草本是高羊茅、小冠花按种子粒数比1∶2；过渡性灌木是草木樨；建群稳定草本是披碱草、紫花苜蓿按种子粒数2∶1；建群稳定灌木是多花木蓝、荆条、草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子按种子粒数比2∶1∶1∶3∶2∶2；建群稳定乔木是刺槐、山荆子按种子粒粒数比2∶1。

2)对难萌发种子进行处理，其中，田菁用冷水浸种12h后自然风干；小冠花、紫花苜蓿、多花木蓝、紫穗槐、胡枝子、刺槐用浓硫酸分别浸种20min、3min、18min、20min、12min、20min，水洗除去硫酸后自然风干；荆条用8‰赤霉素溶液浸种12h后自然风干；草麻黄用1％CuSO₄·5H₂0溶液浸种80min，水洗除去CuSO₄后自然风干；小叶锦鸡儿用75℃水浸种8h后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本250粒、过渡性草本50粒、过渡性灌木40粒、建群稳定草本175粒、建群稳定灌木50粒、建群稳定乔木30粒的比例将所有种子混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材8kg、植壤土140kg的比例拌合均匀，得到基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到弃渣场上，喷射厚度为15cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为12株/m²，控制乔木密度为4株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本叶层喷洒浓度为90mg/L的矮壮素药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为650倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于弃渣场植被建植，与常规方法比较结果显示：

(1)本发明旱稗、一年生黑麦草、高羊茅、草木犀、披碱草、山荆子(种子未处理)萌发率基本一致，小叶锦鸡儿萌发率提高46％，、田菁萌发率提高56％，小冠花萌发率提高63％，紫花苜蓿萌发率提高66％，多花木蓝萌发率提高46％，荆条萌发率提高42％，草麻黄萌发率提高51％，紫穗槐萌发率提高50％，胡枝子萌发率提高38％，槐刺槐萌发率提高53％。

(2)草本植物单株根数量平均增加33％，根重平均增加37％；木本植物单株根数量平均增加23％，根重平均增加24％；木本植物幼苗生长势平均提高32％，草本植物生长势平均降低18％；草本植物病虫害发生率减少90％，木本植物病虫害发生率减少89％；第一年越夏时草本植物成活率提高48％、木本植物成活率提高61％；第一年越冬时草本植物成活率提高48％，木本植物成活率提高66％。

Claims (1)

1.一种华北地区植物群落的构建方法，其特征在于包括以下步骤：

1)选择适宜华北地区先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木，其中，先锋性草本是旱稗、一年生黑麦草、田菁中的至少2种；过渡性草本是高羊茅、小冠花中的至少1种；过渡性灌木是草木樨；建群稳定草本是披碱草、紫花苜蓿中的至少1种；建群稳定灌木是多花木蓝、荆条、草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子中的至少5种；建群稳定乔木是刺槐、山荆子中的至少1种；

2)对难萌发种子进行处理，其中，田菁用冷水浸种8～12h后自然风干；小冠花、紫花苜蓿、多花木蓝、紫穗槐、胡枝子、刺槐用浓硫酸分别浸种15～20min、2～3min、13～18min、10～20min、8～12min、10～20min，水洗除去硫酸后自然风干；荆条用质量浓度4～8‰赤霉素溶液浸种12～24h后自然风干；草麻黄用质量浓度1％CuSO₄·5H₂O溶液浸种50～80min，水洗除去CuSO₄后自然风干；小叶锦鸡儿用70～80℃水浸泡6～8h后自然风干；

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本180～250粒、过渡性草本50～60粒、过渡性灌木30～40粒、建群稳定草本150～200粒、建群稳定灌木50～70粒、建群稳定乔木20～30粒混合均匀，得混合种子；

4)按每平方米绿化基材8～12kg、植壤土140～220kg的比例混合均匀，得基材混合物；

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物；

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到岩土创面或退化地上，喷射厚度为8～15cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³；

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为8～15株/m²，控制乔木密度为3～5株/m²；

8当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本叶层喷洒浓度为80～100mg/L的矮壮素药液；

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为500～800倍；

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。