CN104604475B - 一种促进平原区退耕还湿田块地中沼泽植物恢复的方法 - Google Patents

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Abstract

一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，本发明涉及促进田块地中沼泽植物恢复的方法。本发明要解决现有的平原区湿地边缘由沼泽垦殖而来的耕地，进行退耕还湿的恢复过程中，植物多样性恢复效果差的问题。方法：一、对退耕还湿地田块地土壤进行湿地植物种子库萌发实验；二、田块地微地貌构建；三、田块地微水文调节；四、植被恢复。本发明只需改善小空间尺度内的微水文地貌，工程量小，人为干扰不大，容易实施；利用本地植物种子库和植物体，避免了外来物种的入侵，提高了植物的快速恢复能力。本发明用于促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物多样性恢复。

Description

一种促进平原区退耕还湿田块地中沼泽植物恢复的方法
技术领域
本发明涉及促进田块地中沼泽植物恢复的方法。
背景技术
湿地是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，湿地在维持区域生态平衡和保护生物多样性等方面具有重要作用。但由于人类活动的影响，特别是历史上偏面追求粮食产量的政策，平原区大面积沼泽湿地被开垦。湿地不合理的大面积垦殖和退化，影响了湿地原有生态调节、供给和支持功能发挥，改变了区域生态系统的稳定性，造成水土流失严重，区域水旱灾害频繁发生(刘兴土,马学慧.2002.三江平原自然环境变化与生态保育.北京：科学出版社)。中国1992年加入《湿地公约》后，陆续采取了一系列保护和恢复湿地资源的措施，制定并实施了《中国湿地保护行动计划》，编制了《全国湿地保护工程规划(2002-2030年)》，先后组织实施了《全国湿地保护工程实施规划(2005-2010)》和《全国湿地保护工程“十二五”实施规划》。2010年以来，中国政府专门设立了湿地保护补助专项资金，用于开展生态恢复项目。随着国家退耕还湿、生态效益补偿等政策和试点的推行，平原区大量由沼泽演变的垦殖地，特别是湿地边缘的中低产田地，将开展了退耕还湿工作。
目前，尽管平原区垦殖沼泽地的退耕还湿实践已经有不同程度和规模的开展，但专门针对平原区退耕还湿的湿地恢复技术研究刚刚起步。平原沼泽区，地势低平，坡降很小；特别是经过人为垦殖和土地整理后，地势平整，呈田块状，地貌格局单一，起伏极小。通常平原区退耕还湿采用的自然撂荒技术、补水和水文控制技术、植物移栽技术，对单一湿地植物物种或群落的恢复比较有效，然而还缺少快速提高小尺度内沼泽湿地植物的多样性，提高湿地生境的丰富性的有效方法。
湿地植被具有隐域性特征。湿地植物与地势和微水文地貌的密切相关，一个很小的空间内，地表水分状况不同，湿地类型和组成发育会明显不同(郎慧卿.1999.中国湿地植被.北京:科学出版社)。而且，沼泽湿地被垦殖为农田后，不同湿地生境的植物种子库还能够长期存在(王国栋等，农田开垦对三江平原湿地土壤种子库影响及湿地恢复潜力，生态学报，2013,33:205-213.)，在水文条件合适的条件下还可以萌发。同时，湿地植物，特别是苔草类植物，为多年生的根茎繁殖为主的植物，根茎或植物成体移栽成活率高，分蘖迅速。以上，从理论上保证了，构建不同的微水文地貌生境，沼泽被垦殖为耕地田块中沼泽植物多样性恢复的潜力。
发明内容
本发明要解决现有的平原区湿地边缘由沼泽垦殖而来的耕地，进行退耕还湿的恢复过程中，植物多样性恢复效果差的问题，而提供一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法。
一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将待恢复田块土壤和该区域内相邻自然湿地土壤进行采样，并对采样土壤进行湿地植物种子库萌发实验，待恢复田块土壤中湿地植物物种数占自然湿地土壤种子库物种数70％以上，且待恢复田块土壤中种子库密度为自然湿地种子库密度60％以上，种子库密度单位为粒/m2，则该田块土壤为轻度退化，其他情况的田块土壤为重度退化；
二、在待恢复田块土地挖掘1-3个浅水泡，浅水泡的深度为1.0m～1.5m，采用机械工具在裸露地面开平行田块沟，起平行垄，垄沟相邻，构建垄沟微起伏组合地貌，其中，沟深25cm-30cm，沟宽50cm-80cm，垄高15cm-35cm，垄宽50cm-100cm，垄沟间距为2m～4m；
三、将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，控制沟的春季淹水深为5cm～20cm、夏季淹水深为20cm～35cm，垄不淹水；
四、将步骤一中轻度退化田块，进行自然恢复；
步骤一中重度退化田块：垄区采用湿地植物种子库和根繁殖体恢复，将该区域内相邻的沼泽化草甸中的自然土壤平铺到田块垄上，平铺厚度为2cm～4cm，在相邻垄，采用间隔平铺；浅水泡和田块沟内采用该区域相邻沼泽地多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体，散播在田块沟和浅水池中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的30～50％；浅水泡和田块沟边缘，采用该区域内相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体，移栽在水陆过度带的土壤中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的30～50％，完成一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法。
其中，步骤三中采用机械挖掘贯通方法将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，浅水泡可以作为退耕还湿田块中雨季的蓄水泡和旱季的供水泡，田块与周围水体采用引水渠水闸控制，保证湿地恢复的充足需水量。
本发明的有益效果是：
1、方法针对湿地边缘由沼泽垦殖而来的耕地田块，退耕还湿中植物多样性单一的问题，采用自然恢复和人工生态恢复相结合的方式，加速湿地植物的多样性恢复。
2、采用改变微水文地貌的方式，实现小空间内湿地生境的多样性构建，提高沼泽植物的多样性。
3、按照田块干扰后的微地形格局，进行适量微水文地貌改造，工程量小，操作方便；避免了大面积水文调节的大量工程的开展。
4、主要依靠湿地植物种子库和根茎繁殖，方法相对简单，避免了较大工作量。而且，有效防止人为种植植物等方式导致的外来物种入侵。
5、紧密结合不同沼泽植物对水文地貌的需求特性，在未淹水区、长期淹水区和淹水波动区，选择不同的恢复方式和不同的沼泽植物类型。针对性强，成活率高，效果显著。
本发明用于促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物多样性恢复。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将待恢复田块土壤和该区域内相邻自然湿地土壤进行采样，并对采样土壤进行湿地植物种子库萌发实验，待恢复田块土壤中湿地植物物种数占自然湿地土壤种子库物种数70％以上，且待恢复田块土壤中种子库密度为自然湿地种子库密度60％以上，种子库密度单位为粒/m2，则该田块土壤为轻度退化，其他情况的田块土壤为重度退化；
二、在待恢复田块土地挖掘1-3个浅水泡，浅水泡的深度为1.0m～1.5m，采用机械工具在裸露地面开平行田块沟，起平行垄，垄沟相邻，构建垄沟微起伏组合地貌，其中，沟深25cm-30cm，沟宽50cm-80cm，垄高15cm-35cm，垄宽50cm-100cm，垄沟间距为2m～4m；
三、将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，控制沟的春季淹水深为5cm～20cm、夏季淹水深为20cm～35cm，垄不淹水；
四、将步骤一中轻度退化田块，进行自然恢复；
步骤一中重度退化田块：垄区采用湿地植物种子库和根繁殖体恢复，将该区域内相邻的沼泽化草甸中的自然土壤平铺到田块垄上，平铺厚度为2cm～4cm，在相邻垄，采用间隔平铺；浅水泡和田块沟内采用该区域相邻沼泽地多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体，散播在田块沟和浅水池中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的30～50％；浅水泡和田块沟边缘，采用该区域内相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体，移栽在水陆过度带的土壤中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的30～50％，完成一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中深28cm，沟宽60cm，垄高34cm，垄宽65cm，垄沟间距为3m。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中平铺采用分散式平铺，间隔长度为5m～10m，平铺的长度为1m～3m。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中水源为春季冰雪融水和田块农田沟渠水。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中浅水泡和田块沟内采用该区域相邻沼泽地多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体，散播在田块沟和浅水池中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的40％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中相邻的沼泽化草甸为小叶章Calamagrostis angustifolia沼泽化草甸或沼柳Salix brachypoda-柳叶绣线菊Spiraea salicifolia沼泽化草甸。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体为毛苔草Carex lasiocarpa、漂筏苔草Carexpseudocuraica、沼苔草Carex limosa、芦苇Phragmites australis和香蒲Typhaorientalis中的一种或多种组合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中所述的多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体为组合物的时候各成分间为任意比。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体为鼓囊苔草Carex schmidtii、乌拉苔草Carexmeyeriana和灰脉苔草Carex appendiculata中的一种或多种组合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中所述的相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体为组合物的时候各成分间为任意比。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
选择黑龙江省三江平原淡水沼泽区，退耕还湿田块地作为试验对象。三江平原沼泽是我国集中连片分布的面积最大的沼泽集中分布区之一；也是50多年来，受人为开垦影响最严重的地区之一。目前，三江平原多处湿地已经列入国家退耕还湿试点。三江平原湿地植物还具有随水文地貌敏感性的特点。
实施例一：
本实施例田块地恢复湿地前，被垦殖3-5年，水文地貌格局改变明显。
本实施例一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将待恢复田块土壤和该区域内相邻自然湿地土壤进行采样，并对采样土壤进行湿地植物种子库萌发实验，待恢复田块土壤中湿地植物物种数占自然湿地土壤种子库物种数70％以上，且待恢复田块土壤中种子库密度为自然湿地种子库密度60％以上，种子库密度单位为粒/m2，则该田块土壤为轻度退化，其他情况的田块土壤为重度退化；该待恢复田块土壤为轻度退化；
二、在待恢复田块土地挖掘2个浅水泡，浅水泡的深度为1.5m，采用机械工具在裸露地面开平行田块沟，起平行垄，垄沟相邻，构建垄沟微起伏组合地貌，其中，沟深25cm，沟宽50cm，垄高15cm，垄宽60cm，垄沟间距为4m；
三、将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，控制沟的春季淹水深为15cm、夏季淹水深为30cm，垄不淹水；
四、将步骤一中轻度退化田块，依靠田块土壤中残留的植物种子库和根茎繁殖体进行沼泽植物的自然恢复。
该田块地恢复当年，淹水区沼泽植物多样性，明显增加。3年后，未淹水垄区，小叶章、沼柳、柳叶绣线菊等草甸植物覆盖度达到65％，；淹水区，毛苔草、鼓囊苔草、沼苔草繁殖迅速，沼泽植物达5种以上，恢复效果明显。
实施例二：
本实施例田块地恢复湿地前，被垦殖6-10年，水文地貌格局改变明显。
本实施例一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将待恢复田块土壤和该区域内相邻自然湿地土壤进行采样，并对采样土壤进行湿地植物种子库萌发实验，待恢复田块土壤中湿地植物物种数占自然湿地土壤种子库物种数70％以上，且待恢复田块土壤中种子库密度为自然湿地种子库密度60％以上，种子库密度单位为粒/m2，则该田块土壤为轻度退化，其他情况的田块土壤为重度退化；该待恢复田块土壤为重度退化；
二、在待恢复田块土地挖掘3个浅水泡，浅水泡的深度为1.5m，采用机械工具在裸露地面开平行田块沟，起平行垄，垄沟相邻，构建垄沟微起伏组合地貌，其中，沟深30cm，沟宽80cm，垄高35cm，垄宽100cm，垄沟间距为3m；
三、将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，控制沟的春季淹水深为20cm、夏季淹水深为35cm，垄不淹水；
四、步骤一中重度退化田块：垄区采用湿地植物种子库和根繁殖体恢复，将该区域内相邻的小叶章沼泽化草甸中的自然土壤平铺到田块垄上，平铺厚度为2cm～4cm，平铺采用分散式平铺，间隔长度为5m，平铺的长度为1m，在相邻垄，采用间隔平铺；浅水泡和田块沟内采用该区域相邻毛苔草、漂筏苔草和芦苇沼泽，散播在田块沟和浅水池中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的50％；浅水泡和田块沟边缘，采用该区域内相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的乌拉苔草植物体，移栽在水陆过度带的土壤中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的30％，完成一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法。
5年后，未淹水垄区，草甸植物小叶章覆盖度达到60％；淹水区，毛苔草、漂筏苔草、芦苇、香蒲等广泛分布；淹水波动带，乌拉苔草成活率高，形成显著的簇生型湿地植物体；沼泽植物达6种以上，恢复效果明显。
由以上实施例验证在平原区退耕还湿田块上，采用本发明技术，能够有效的丰富湿地生境类型，提高沼泽植物的多样性恢复。

Claims (8)

1.一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于具体是按照以下步骤进行的：
一、将待恢复田块土壤和该区域内相邻自然湿地土壤进行采样，并对采样土壤进行湿地植物种子库萌发实验，待恢复田块土壤中湿地植物物种数占自然湿地土壤种子库物种数70％以上，且待恢复田块土壤中种子库密度为自然湿地种子库密度60％以上，种子库密度单位为粒/m2，则该田块土壤为轻度退化，其他情况的田块土壤为重度退化；
二、在待恢复田块土地挖掘1-3个浅水泡，浅水泡的深度为1.0m～1.5m，采用机械工具在裸露地面开平行田块沟，起平行垄，垄沟相邻，构建垄沟微起伏组合地貌，其中，沟深25cm-30cm，沟宽50cm-80cm，垄高15cm-35cm，垄宽50cm-100cm，垄沟间距为2m～4m；
三、将待恢复田块中田块沟与浅水泡之间连通，控制沟的春季淹水深为5cm～20cm、夏季淹水深为20cm～35cm，垄不淹水；
四、将步骤一中轻度退化田块，进行自然恢复；
步骤一中重度退化田块：垄区采用湿地植物种子库和根繁殖体恢复，将该区域内相邻的沼泽化草甸中的自然土壤平铺到田块垄上，平铺厚度为2cm～4cm，在相邻垄，采用间隔平铺；浅水泡和田块沟内采用该区域相邻沼泽地多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体，散播在田块沟和浅水泡中，植株密度为该物种在自然湿地中密度的30～50％；浅水泡和田块沟边缘，采用该区域内相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体，移栽在水陆过度带的土壤中，植株密度为该物种在自然湿地中密度的30～50％，完成一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法。
2.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤二中沟深28cm，沟宽60cm，垄高34cm，垄宽65cm，垄沟间距为3m。
3.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤四中自然土壤平铺中的平铺采用分散式平铺，间隔长度为5m～10m，平铺的长度为1m～3m。
4.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤三中水源为春季冰雪融水和田块农田沟渠水。
5.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤四中浅水泡和田块沟内采用该区域相邻沼泽地多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体，散播在田块沟和浅水泡中，植株密度的为该物种在自然湿地中密度的40％。
6.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤四中相邻的沼泽化草甸为小叶章沼泽化草甸或沼柳-柳叶绣线菊沼泽化草甸。
7.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤四中多年生沼泽湿地沼生植物的根茎或带有根茎的植物体为毛苔草、漂筏苔草、沼苔草、芦苇和香蒲中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种促进平原区“退耕还湿”田块地中沼泽植物恢复的方法，其特征在于步骤四中相邻“塔头”苔草沼泽中的带根茎的苔草植物体为鼓囊苔草、乌拉苔草和灰脉苔草中的一种或多种组合。
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