CN106192873A - 海岛湿地生态保水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海岛湿地生态保水方法,包括如下步骤:步骤一、在径流沟的下游沟口处修建保水坝,保水坝的顶部间隔设有多个凹陷的泄水口;步骤二、修整径流沟,并在其两侧的湿地上挖掘多个蓄水池,蓄水池与径流沟之间以及蓄水池与蓄水池之间均通过连接沟连通;步骤三、在径流沟、蓄水池和连接沟的明水面上种植水生植物,使其覆盖度达60‑80%,在海岛湿地的边坡和积水坡面上种植陆生耐盐植物,使其郁闭度在0.8以上;步骤四、向蓄水池中投放水生生物。本发明可增加海岛湿地蓄水量2‑8倍,截流9‑37%的径流量,减少蓄水量47%的蒸发消耗,大大减少了淡水资源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及湿地保水领域。更具体地说,本发明涉及一种海岛湿地生态保水方法。
背景技术
我国有面积500m2以上海岛6500多个,其中绝大部分是面积不到99km2的中小型岛,淡水资源的缺乏不仅使得这些岛屿的陆域生态系统极为脆弱,而且严重地影响着它们的开发利用。降水是海岛获得天然淡水补充的唯一途径,但由于积水面积小,地表植被和土壤保水能力差,降水时大部分雨水以径流形式流入大海,导致海岛的淡水湿地极不发育,生物多样性低,生态承载量小。
以我国最大火山岛涠洲岛为例,涠洲岛的陆域面积24.74km2,年气温23.0℃,年均降雨量1393mm,年均蒸发量1875mm,降雨入渗系数为0.25,径流系数0.52。岛上弃荒农田因无人管理已经退化为沼泽地,一些间歇性溪流也淤积变窄,蓄水能力下降。海岛湿地退化的结果是雨季时大量淡水径流入海,旱季来时无法提供满足湿地生态系统稳定所需要的水量。为了解决该岛淡水资源不足的问题,曾有人在岛上修建了一个水库,并对多处山塘和沟渠进行硬底化,结果是旱季未结束山塘干旱见底,沟渠断流,并没有实现保水目标。为此,我们根据最近几年来在涠洲岛的湿地生态修复实践经验,提出了一种有效的海岛湿地生态保水方法。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种海岛湿地生态保水方法,通过“工程蓄水-植被保水-生物活水”三步配合来实现海岛湿地的生态保水。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种海岛湿地生态保水方法,包括如下步骤:
步骤一、在海岛湿地中天然形成的径流沟的下游沟口处修建保水坝,所述保水坝的长度大于沟口的宽度,所述保水坝的高度为0.5-2m,厚度为50-80cm,所述保水坝的顶部间隔设有多个凹陷的泄水口,所述泄水口呈长方体形,其长度为30-60cm,高度为15-30cm,间隔距离为15-30cm;保水坝建成后在积水坡面形成湿地区;
步骤二、修整所述径流沟,在沿所述径流沟的下游向上的径流沟两侧的湿地上选择地势平坦处挖掘多个蓄水池,蓄水池与径流沟之间以及蓄水池与蓄水池之间均通过连接沟连通;蓄水池面积与形状根据地形地貌决定,面积大小一般在100m2-10000m2之间;
步骤三、在所述径流沟、蓄水池和连接沟的明水面上种植水生植物,并使其覆盖度达60-80%,在海岛湿地的边坡和积水坡面上种植陆生耐盐植物,并使其郁闭度在0.8以上;
步骤四、向所述蓄水池中投放水生生物,所述水生生物的种苗投放量为30-50kg/亩。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,还包括,在所述径流沟的下游所述保水坝的内侧选择适宜的位置修建水库,所述水库的深度为1.8-2.5m,所述水库的底部与侧壁的夹角为120°,所述水库的底部与侧壁由第一素土夯实层和位于其上方的防渗层组成,其中,所述第一素土夯实层的密实度大于95%,所述防渗层由2mm厚的高密度聚乙烯膜制成,所述水库的底部在所述防渗层的上方还铺设有卵石。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤一中,所述保水坝的底部还间隔设有多个排水孔,所述排水孔的直径为10-12cm。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤二中,所述蓄水池为平底型蓄水池、斜坡型蓄水池、沟垄型蓄水池和岛墩型蓄水池中的一种或几种。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤二中,所述蓄水池的深度为0.5-1.5m,所述蓄水池的总面积为海岛湿地总面积的20-80%。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤二中,所述蓄水池的底部和侧壁均由第二素土夯实层和位于其上方的种植土层组成,其中,所述第二素土夯实层的密实度大于95%,所述种植土层的厚度为15-20cm,密实度为50-55%。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤三中,所述水生植物为睡莲(Nymphaea tetragonas)、水蕹菜(Ipomoea aquatica)、莲藕(Nelumbo nucifera)和水烛(Typha angustifolia),其种植比例为2∶1∶4∶3。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤三中,所述陆生耐盐植物为苹婆(Sterculia nobilis)、、海杧果(Cerbera manghas)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)和黄槿(Hibiscus tiliaceus),其种植比例为2∶3∶3∶2。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤四中,所述水生生物为泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、细鳊(Rasborinuslineatus)、虎纹蛙(Hoplobatrachuschinensis)和田螺(Cipangopaludina chinensis),其投放比例为4∶2∶2∶2。
优选的是,所述的海岛湿地生态保水方法,所述种植土层中的种植土主要由如下步骤制得:
步骤A、取15-20重量份的贝壳粉、20-25重量份的水苔粉、35-40重量份的沼渣、35-40重量份的火山灰和70-80重量份的黑土,混合均匀后,于25-30℃下密闭发酵10-15天,得堆肥;
步骤B、取1-2重量份的环糊精、0.5-1重量份的甲壳素、2-3重量份的海藻糖和10-15重量份的牛奶树汁液,于55-60℃下搅拌25-30min,得第一混合物;
步骤C、取0.5-1重量份的无光触媒、1-2重量份的硼砂和1-2重量份的硫酸锌,混合均匀后,加入10-15重量份的珍珠岩,再次混匀,得第二混合物;
步骤D、将所述第二混合物加入所述第一混合物中,充分混匀后,再加入所述堆肥,混合均匀,即得所述种植土。
本发明至少包括以下有益效果:
第一、通过工程蓄水,即修建保水坝、蓄水池和连接沟,可使海岛湿地的明水面面积占海岛湿地总面积的20-80%,一块10hm2的湿地(假设积水坡面30hm2),20-80%面积变成蓄水池后,按平均池深1m计算,可增加蓄水量20000-80000m3,修复前10hm2的沼泽湿地平均蓄水深度最大可达10cm,蓄水量仅10000m3,即蓄水工程可提高蓄水量2-8倍,积水坡面每年降雨资源量为417900m3,平均径流量217308m3,蓄水工程可截流9-37%的径流量,大大减少了淡水资源的浪费;
第二、通过植被保水,即种植水生植物和陆生耐盐植物,可使海岛湿地形成海绵状下垫面,增加蓄水能力,同时减少太阳直射对水体和地面的升温;明水面年蒸发量为1500mm,2-8hm2蓄水池年蒸散淡水量为30000-120000m3,水生植物群落年蒸腾量788.5kg/m2,2-8hm2水生植物群落年蒸腾消耗水量仅15770-63080m3,即水生植物群落可减少47%的蒸发消耗;
第三、通过生物活水,即投放水生生物,在提高湿地初级生产力的同时增加了消费者数量,有利于促进湿地生态系统平衡,且每年可收获150-260kg/亩水生生物,增加了经济效益;
第四、通过修建水库,雨季时可增加海岛湿地的蓄水能力,旱季时可将水引流到蓄水池中,减少海岛淡水资源的浪费;
第五、通过设置排水孔,可轻松实现保水坝的排水和蓄水,大大提高了蓄水工程施工的方便性;
第六、通过设置种植土层的厚度和密实度,可在满足水生植物生长的同时避免种植土层随水流移动,导致种植土层厚度不均,或种植土堆积在连接沟口处,堵塞连接沟;
第七、通过筛选水生植物、陆生耐盐植物和水生生物的种类,以及其种植比例或投放比例,使海岛湿地生物群落结构稳定,生态系统进入自维持状态;
第八、自制种植土制备时,通过将贝壳粉、水苔粉、沼渣、火山灰和黑土以适宜比例混合后进行发酵处理,可使其中含有的丰富有机质被充分分解,促进钙、磷、硅等微量元素溶出,提高了肥效,有利于植物的吸收利用;通过添加环糊精、甲壳素、海藻糖和牛奶树汁液混合物,可刺激植物根系的生长,促使植物尽早生根,提高植物成活率;通过添加无光触媒、硼砂和硫酸锌并将其与珍珠岩制成混合物,可使无光触媒、硼砂和硫酸锌均匀分散吸附在珍珠岩上,可长效抑制和杀灭种植土中的土传病菌,使植物健康生长。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明工程蓄水的结构示意图;
图2为本发明所述保水坝的结构示意图;
图3为涠洲岛牛角坑湿地修复示意图;
图4为涠洲岛坑仔溪湿地修复示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得;在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1:涠洲岛牛角坑湿地
如图1-3所示,参照本发明提供的海岛湿地生态保水方法,对涠洲岛牛角坑湿地进行修复,具体步骤为:
步骤一、在牛角坑湿地中天然形成的径流沟的下游沟口处修建保水坝,所述保水坝的长度为1m,高度为1m,厚度为50cm,所述保水坝的顶部间隔设有2个凹陷的泄水口,所述泄水口呈长方体形,其长度为30cm,高度为15cm,间隔距离为15cm;
步骤二、以保水坝为起点向上修整1518m长所述径流沟,清理径流沟中的淤泥并加高沟堤,使径流沟的宽度达0.8m、深度达0.7m(蓄水量850m3),并在径流沟两侧的湿地上选择地势平坦处挖掘12个蓄水池,蓄水池的深度为0.5m,其中,平底型蓄水池3个面积为5hm2、斜坡型蓄水池3个面积为5hm2、沟垄型蓄水池3个面积为5hm2和岛墩型蓄水池3个面积为5hm2,蓄水池与径流沟之间以及蓄水池与蓄水池之间均通过连接沟连通,所述连接沟的宽度为0.5m、深度为0.5m,总长度为95m;蓄水池的蓄水量100000m3
步骤三、在所述径流沟、蓄水池和连接沟的明水面种植水生植物,所述水生植物为睡莲(Nymphaea tetragonas)、水蕹菜(Ipomoea aquatica)、莲藕(Nelumbo nucifera)和水烛(Typha angustifolia),其种植比例为2∶1∶4∶3,并使其覆盖度达60-80%,在海岛湿地的边坡和积水坡面上种植陆生耐盐植物,所述陆生耐盐植物为苹婆(Sterculia nobilis)、海杧果(Cerbera manghas)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)和黄槿(Hibiscus tiliaceus),其种植比例为2∶3∶3∶2,并使其郁闭度在0.8以上;
步骤四、向所述蓄水池中投放水生生物,所述水生生物为泥鳅(Misgurnusanguillicaudatus)、细鳊(Rasborinuslineatus)、虎纹蛙(Hoplobatrachus chinensis)和田螺(Cipangopaludina chinensis),其投放比例为4∶2∶2∶2,投放量为50kg/亩。
所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤二中,所述蓄水池的底部和侧壁均由第二素土夯实层和位于其上方的种植土层组成,其中,所述第二素土夯实层的密实度大于95%,所述种植土层的厚度为15-20cm,密实度为50-55%。
所述的海岛湿地生态保水方法,所述种植土层中的种植土主要由如下步骤制得:
步骤A、取15重量份的贝壳粉、20重量份的水苔粉、35重量份的沼渣、35重量份的火山灰和70重量份的黑土,混合均匀后,于25℃下密闭发酵15天,得堆肥;
步骤B、取1重量份的环糊精、0.5重量份的甲壳素、2重量份的海藻糖和10重量份的牛奶树汁液,于55℃下搅拌30min,得第一混合物;
步骤C、取0.5重量份的无光触媒、1重量份的硼砂和1重量份的硫酸锌,混合均匀后,加入10重量份的珍珠岩,再次混匀,得第二混合物;
步骤D、将所述第二混合物加入所述第一混合物中,充分混匀后,再加入所述堆肥,混合均匀,即得所述种植土。
修复效果:未修复时,牛角坑湿地平均水位深0.07m,按牛角沼泽坑湿地面积30hm2计算的蓄水量2.1万m3,修复后20hm2蓄水池的蓄水量和10hm2沼泽坑湿地蓄水量合计10.7万m3,修复后的蓄水量是修复前的5.1倍。
实施例2:涠洲岛坑仔溪湿地
如图1、2、4所示,参照本发明提供的海岛湿地生态保水方法,对涠洲岛坑仔溪湿地进行修复,具体步骤为:
步骤一、在坑仔溪湿地中天然形成的径流沟的下游沟口处修建保水坝,所述保水坝的长度为6m,高度为1m,厚度为80cm,所述保水坝的顶部间隔设有5个凹陷的泄水口,所述泄水口呈长方体形,其长度为60cm,高度为30cm,间隔距离为30cm,在保水坝外侧修建一浅水池,营造稚鱼栖息环境,在保水坝内侧所述径流沟的下游修建水库,所述水库的深度为2m,所述水库的底部与侧壁的夹角为120°,所述水库的底部与侧壁由第一素土夯实层和位于其上方的防渗层组成,其中,所述第一素土夯实层的密实度大于95%,所述防渗层由2mm厚的高密度聚乙烯膜制成,所述水库的底部在所述防渗层的上方还铺设有卵石;
步骤二、以保水坝为起点向上修整500m长所述径流沟,清淤并挖深,使其宽度拓宽至2m,深度达1m,并在其两侧的湿地上选择地势平坦处挖掘总面积约3763m2的蓄水池,蓄水池深度为0.5-1m,蓄水池与径流沟之间以及蓄水池与蓄水池之间均通过连接沟连通;
步骤三、在所述径流沟、蓄水池和连接沟的明水面上种植水生植物,所述水生植物为睡莲、水蕹菜、莲藕和水蕨,其种植比例为2∶1∶3∶5,并使其覆盖度达60-80%,在海岛湿地的边坡和积水坡面上种植陆生耐盐植物,所述陆生耐盐植物为水翁、海杧果、红鳞蒲桃和黄槿,其种植比例为4∶7∶2∶2,并使其郁闭度在0.8以上;
步骤四、向所述蓄水池中投放水生生物,所述水生生物为泥鳅、黄鳝、细鳊、虎纹蛙和田螺,其投放比例为1∶3∶5∶2∶1,投放量为40kg/亩。
所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤一中,所述保水坝的底部还间隔设有2个排水孔,所述排水孔的直径为10-12cm,用管帽控制排水或者蓄水。
所述的海岛湿地生态保水方法,所述步骤二中,所述蓄水池的底部和侧壁均由第二素土夯实层和位于其上方的种植土层组成,其中,所述第二素土夯实层的密实度大于95%,所述种植土层的厚度为15-20cm,密实度为50-55%。
所述的海岛湿地生态保水方法,所述种植土层中的种植土主要由如下步骤制得:
步骤A、取20重量份的贝壳粉、25重量份的水苔粉、40重量份的沼渣、40重量份的火山灰和80重量份的黑土,混合均匀后,于30℃下密闭发酵15天,得堆肥;
步骤B、取2重量份的环糊精、1重量份的甲壳素、3重量份的海藻糖和15重量份的牛奶树汁液,于60℃下搅拌25min,得第一混合物;
步骤C、取1重量份的无光触媒、2重量份的硼砂和2重量份的硫酸锌,混合均匀后,加入15重量份的珍珠岩,再次混匀,得第二混合物;
步骤D、将所述第二混合物加入所述第一混合物中,充分混匀后,再加入所述堆肥,混合均匀,即得所述种植土。
修复效果:坑仔溪湿地中,坑仔溪(径流沟)自上坑村水塘流经下坑村至海边总长767m,因溪边土地均被开垦用于蔬菜等农作物种植,溪面平均宽度约1.5m,湿地面积1150.5m2,蓄水量(沟深按0.5m计)约575m3。通过将坑仔溪水道清淤拓宽沟面至2.0m,挖沟深1m,在溪流出海口修建拦水1m高的保水坝,并由此向上至205m段挖掘沟边的弃荒地构成新的4个相连水塘,面积为3763m2,同时拓宽溪流增加了约383m2的水面,因此增加的湿地面积为4146m2,比原来的湿地面积增加了3.6倍,新增蓄水能力4146m3,比原来的坑仔溪增加了7.2倍,修复后坑仔溪湿地的湿地水面面积达到了5297m2(8亩)。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种海岛湿地生态保水方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、在海岛湿地中天然形成的径流沟的下游沟口处修建保水坝,所述保水坝的长度大于沟口的宽度,所述保水坝的高度为0.5-2m,厚度为50-80cm,所述保水坝的顶部间隔设有多个凹陷的泄水口,所述泄水口呈长方体形,其长度为30-60cm,高度为15-30cm,间隔距离为15-30cm;
步骤二、修整所述径流沟,在沿所述径流沟的下游向上的径流沟两侧的湿地上选择地势平坦处挖掘多个蓄水池,蓄水池与径流沟之间以及蓄水池与蓄水池之间均通过连接沟连通;
步骤三、在所述径流沟、蓄水池和连接沟的明水面上种植水生植物,并使其覆盖度达60-80%,在海岛湿地的边坡和积水坡面上种植陆生耐盐植物,并使其郁闭度在0.8以上;
步骤四、向所述蓄水池中投放水生生物,所述水生生物的种苗投放量为30-50kg/亩。
2.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,还包括,在所述径流沟的下游所述保水坝的内侧选择适宜的位置修建水库,所述水库的深度为1.8-2.5m,所述水库的底部与侧壁的夹角为120°,所述水库的底部与侧壁由第一素土夯实层和位于其上方的防渗层组成,其中,所述第一素土夯实层的密实度大于95%,所述防渗层由2mm厚的高密度聚乙烯膜制成,所述水库的底部在所述防渗层的上方还铺设有卵石。
3.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤一中,所述保水坝的底部还间隔设有多个排水孔,所述排水孔的直径为10-12cm。
4.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤二中,所述蓄水池为平底型蓄水池、斜坡型蓄水池、沟垄型蓄水池和岛墩型蓄水池中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤二中,所述蓄水池的深度为0.5-1.5m,所述蓄水池的总面积为海岛湿地总面积的20-80%。
6.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤二中,所述蓄水池的底部和侧壁均由第二素土夯实层和位于其上方的种植土层组成,其中,所述第二素土夯实层的密实度大于95%,所述种植土层的厚度为15-20cm,密实度为50-55%。
7.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤三中,所述水生植物为睡莲、水蕹菜、莲藕和水烛,其种植比例为2∶1∶4∶3。
8.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤三中,所述陆生耐盐植物为苹婆、海杧果、红鳞蒲桃和黄槿,其种植比例为2∶3∶3∶2。
9.如权利要求1所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述步骤四中,所述水生生物为泥鳅、细鳊、虎纹蛙和田螺,其投放比例为4∶2∶2∶2。
10.如权利要求6所述的海岛湿地生态保水方法,其特征在于,所述种植土层中的种植土主要由如下步骤制得:
步骤A、取15-20重量份的贝壳粉、20-25重量份的水苔粉、35-40重量份的沼渣、35-40重量份的火山灰和70-80重量份的黑土,混合均匀后,于25-30℃下密闭发酵10-15天,得堆肥;
步骤B、取1-2重量份的环糊精、0.5-1重量份的甲壳素、2-3重量份的海藻糖和10-15重量份的牛奶树汁液,于55-60℃下搅拌25-30min,得第一混合物;
步骤C、取0.5-1重量份的无光触媒、1-2重量份的硼砂和1-2重量份的硫酸锌,混合均匀后,加入10-15重量份的珍珠岩,再次混匀,得第二混合物;
步骤D、将所述第二混合物加入所述第一混合物中,充分混匀后,再加入所述堆肥,混合均匀,即得所述种植土。
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