CN106612694B - 一种改善黄土丘陵沟壑区生态环境的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善黄土丘陵地区沟壑区生态环境的方法，包括在沟壑区的沟壁坡面上播撒草本或/和灌木植物种子后再铺设多片生态垫。采用本发明方法对黄土丘陵地区沟壑区的生态环境的改善和恢复，解决了雨水冲刷带走大量表层土，造成水土流失严重的生态环境破坏的难题，植被生长速度快、植物生长旺盛，能够在预期的时间内达到治理效果及景观效果；植被盖度的提高，对水土保持及涵养水源等问题上的得到了有效的改善；而且还提高了最终绿化率，利用水土保持的保、涵水源，保持和改良土壤，固碳供氧、净化空气，防风固沙，维持景观和生态的多样性。

Description

一种改善黄土丘陵沟壑区生态环境的方法

技术领域

本发明涉及一种生态环境的改善、恢复方法，特别涉及一种改善和恢复水土流失严重、荒漠化地区生态环境的方法，属于生态护坡工程、生态恢复工程领域。

背景技术

生态垫(生态毯)，也被称作“人工植被”或“生态植被毯”，它主要是以稻草、麦秆、棕搁等植物纤维为原料生产的系列环保产品，具有保水、保肥、松软、透气等特性。二十世纪七十年代开始在国外应用，目前在美国、加拿大、日本和欧洲各国已大量应用于沙质土、山坡、河堤、路基的护坡、固土、保湿、绿化以及废矿坑井和垃圾填埋场的植被恢复工程，已成为国际上公认的最简捷有效的保水固土、防沙治沙、环保绿化产品。

据文献报道，目前国内市场上的生态垫(生态毯)主要有两类：一类是以马来西亚生态垫(生态毯)为代表的初级产品。此类生态垫(生态毯)是由马来西亚油棕果架纤维制成的全植物纤维产品，在生产过程中没有使用任何化学添加剂，可生物降解，增加土壤有机质和可吸收的养分含量，改善土壤结构，提高土壤持水能力，从而降低土壤侵蚀和肥力流失，可广泛用于沙地覆盖、困难立地条件下造林和城市绿化美化。另一类是技术含量比较高的专利产品，其中除了以植物纤维为原料外，还混合了植物种子和种子发芽生长所需要的养分，植物种子的配比则根据不同坡面类型进行特别配制。相关专家指出，由于这类产品涉及到种子的寿命以及不同立地类型的特别需要，所以一般都要进行订单生产。

草帘的功能

①铺设草帘可以明显提高地表温度，保证林木生长对温度的基本需求。同时也减少了地面蒸发，在地面与覆盖物之间形成了狭小空间，切断了土壤水分与大气交换的通道，在土壤热梯度差异和热扩散作用下，形成了覆盖物与土壤之间的水分循环，提高了土壤水分的利用。

②草帘不仅提高了土壤温度，加速了微生物的分解腐化，而草帘的进一步腐化降解，又增加土壤养分库中的有机物质和其他成分的贮量，从而促进了土壤团粒结构的形成，加速了有机质矿化速度，提高了土壤的孔隙度。

③防止土壤肥沃表层侵蚀和土壤可溶性养分的流失。抑制杂草生长和降低除草费用，且重量轻，易于搬运且易于根据土壤表面状况进行铺设。

④此外，研究证明还可以防止杂草的生长影响播种苗的成活率；能大量的减少病虫害对播种苗成活、生长的危害；防治下雨过程中雨滴对地面直接击打进而造成冲刷现象，据报道，草帘可抵抗5m/s流速的水流冲刷；同时降低了后期坡面养护管理难度。

生态垫(生态毯)在国内的应用和研究主要集中在干旱少雨的北方地区，特别是荒漠化严重的地方和沙漠地带，其抗风沙侵蚀和促进植物生长的能力己经得到充分肯定。近几年来，生态垫(生态毯)应用已从沙漠化防治推广到城市绿化建设，其应用范围更是由边坡和沙地治理扩大至果园、沙荒地、城市街道、土石山区等多种立地类型。而在国外，生态垫(生态毯)也大量应用在河道治理领域，在国内还鲜有报道。专家一致认为，生态垫(生态毯)在减少水土流失和风沙危害、改善干旱地区造林地生境等方面具有创新性。

沟壑的形成与发展一般都要经过一个下切期、发展期和夷平趋稳期。实际上是一个降雨径流作用于地表的时间演进过程。这样，沟壑侵蚀也就包括了降雨径流、地表形态结构以及地面物质抗侵蚀特征间相互作用的全过程，而这一过程所显示出来的各种复杂激励一响应图式，事实上就是沟壑侵蚀的内在规律。这也是沟壑侵蚀治理研究的中心内容所在。

近年来，黄土丘陵区的侵蚀坡面主要进行了鱼鳞坑、30穴状整地等。在雨量较大的季节雨水对坡面的冲刷力大，还存在侵蚀较为严重的问题，且生态景观效果、土壤性质改良不够突出。使用本方法，对于既达到水土保持、涵养了水源，同时对该地区的景观效果、土壤改良有了明显的改善，对于生态修复具有很重要的意义。黄土丘陵沟壑区现多数采用植树造林模式。由于树木的需水量大，因此，在干旱少雨的丘陵沟壑区种植大量的树种其成活率低下，对于项目区的养护管理增加了难度。其次，在坡面上种植难度系数大，而且成本高。本发发明是针对种植树木成活率低下，减少黄土沟壑坡面治理难度系数及降低养护管理难度，同时也有效的降低了对于黄土丘陵沟壑区生态修复改的善费用。

我国是世界上水土流失最严重的国家。但在我国各个区域的水土流失情况和生态状况差别很大，形式各有不同，不同地区，不同流域以及同一流域内的不同地段的生态环境的恶化程度都有所差异。因此，利用水土保持的保、涵水源，保持和改良土壤，固碳供氧、净化空气，防风固沙，维持景观和生态的多样性等功能，并结合景观生态学、生态设计的相关理念，融入项目区沟壑地的景观生态设计的相关理论。在不同的区段内做出合理的治理。更加体现并适合该区域的人文地理环境，达到该区域的景观生态需求、现代农牧业需求及生态恢复建设需求。据报道，在干旱无灌溉条件下造林的生态垫(生态毯)是首选覆盖物。

发明内容

本发明的目的是针对现有黄土丘陵沟壑区生态环境改善中存在的技术缺陷，提供一种改善黄土丘陵地区沟壑区生态环境的方法，本发明方法包括在沟壑区的沟壁坡面上铺设多片生态垫，既能水土保持、涵养了水源，同时对该地区的景观效果、土壤改良有了明显的改善，对于生态修复具有很重要的意义。

其中，所述生态垫选择稻草草帘、棕榈垫、麦草草帘中的一种，优选为稻草草帘。

特别是，所述多片生态垫中相邻两片生态垫之间相互重叠或彼此紧密结合。

尤其是，所述相邻两片生态垫横向重叠10-20cm，优选为15cm；纵向重叠10-20cm，优选为15cm。

特别是，还包括先在沟壑区的沟壁坡面上播撒草本或/和灌木植物种子后再铺设所述的生态垫。

本发明另一本方面提供一种改善黄土丘陵地区沟壑区生态环境的方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)坡面整治处理

首先对沟壑区的沟壁坡面进行削坡处理，降低沟壑沟壁的坡度；然后并对削坡后的坡面进行平整处理，去除坡面杂物；

2)定点放线、钉桩处理

在整个整治处理后的坡面上，首先以沟壑的沟沿为基准线，从坡顶到坡底的顺序、按平行于基准线的方向进行横向放线处理，得到工程线；然后在基准线和相应的工程线上进行打点作业，得到钉桩点；然后在每个钉桩点处钉入木桩，进行钉桩处理，得到固定桩；

3)铺设灌溉设备

在沟壑坡面上铺设由灌溉主管、灌溉支管和微喷带组成的灌溉设备，其中灌溉主管沿着坡面的纵向铺设；灌溉支管和微喷带沿着坡面的横向铺设；

4)坡面施肥处理

在坡面上均匀播撒肥料，并沿着坡面的横向方向对坡面进行第一次搂地处理，使播撒的肥料与坡面土壤充分混合；

5)播种处理

将经过催芽处理草本或/和灌木植物种子均匀播撒在坡面上，接着沿着坡面的横向方向对坡面进行第二次搂地处理，使播撒的种子被坡面土壤覆盖；

6)铺设生态垫

在播种后的坡面上铺设生态垫，并同时将灌溉设备的微喷带沿着坡面横向铺设在生态垫的上部，并固定于固定桩上；接着将生态垫固定在坡面上；然后对坡面进行灌溉处理；

7)养护管理

对铺设生态垫后的坡面进行日常灌溉和病虫害防治处理，并对植被进行监测。

其中，步骤1)中所述削坡处理后沟壑区沟壁的坡度降低至≤80°，优选为≤75°，进一步优选为45-75°，更进一步优选为≤65°。

特别是，步骤2)中所述定点放线、钉桩处理的木桩露出坡面5-15cm，优选为10cm。

其中，工程线与沟壑坡面的沟沿相平行；相邻两条工程线之间的间距为2.5-3.5m，优选为3m。

通常相邻两条工程线之间的间距与步骤3中灌溉设备的微喷带的喷射宽度相适应。

特别是，所述基准线、工程线上的相邻两个固定桩之间的间距≤3.5m，优选为2.5-3.5m，进一步优选为3m。

尤其是，固定桩的长度为35-50cm，优选为40cm。

其中，步骤3)中所述灌溉主管沿着坡面的纵向铺设在坡面的中央位置，沿着坡面的纵向方向将坡面分为两个相同的部分；所述灌溉支管沿着灌溉主管的轴线方向均匀分布在其两侧，并且分布在主管两侧的支管的轴线在同一平面内；所述灌溉支管、微喷带沿着坡面的横向方法铺设；所述微喷带铺设在步骤2中所述的固定桩的上部，使得微喷带在通水后，不因为重力作用发生滚落坡面的现象。

特别是，所述灌溉主管的长度与坡面的纵向坡长相适应；所述微喷带的长度与坡面横向长度的一半相适应。

尤其是，同侧的相邻两个灌溉支管之间的间距2.5-3.5m，优选为3m。

通常同侧的相邻两个灌溉支管之间的间距与微喷带的喷射宽度相适应；

灌溉支管通过热熔焊接连接在灌溉主管上，均匀分布在所述灌溉主管的两侧，灌溉支管的轴线与灌溉主管的轴线相垂直，并且相邻两个灌溉支管之间的间距与所述微喷带的喷射宽度相适应；微喷带通过卡箍与灌溉支管固定连接。向坡面进行灌溉处理时，打开供水车的阀门，水依次流入灌溉主管、灌溉支管和微喷带，向坡面浇水。

特别是，还包括步骤3A)，在灌溉设备铺设完成后对坡面进行第一次灌溉处理，通过灌溉设备对整个坡面洒水，润湿坡面表层土壤。

尤其是，第一次灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％，优选为70％后停止浇水，然后将灌溉设备的微喷带第一次收起，备用。

其中，步骤4)中在坡面上的施肥量为2-5kg/m²，优选为3kg/m²。

特别是，所述肥料选择有机肥，例如沼渣、生物有机肥、秸秆腐熟肥或复合肥料。

尤其是，所述第一次搂地处理过程中搂地深度为3-5cm，优选为4cm。

特别是，还包括步骤4A)在第一次搂地处理后，对坡面进行第二次灌溉处理，即将收起的微喷带重新沿着坡面的横向铺设，并固定在固定桩上后，打开灌溉设备，对整个坡面洒水，润湿坡面表层土壤。

尤其是，第二次灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％，优选为70％后停止浇水，然后将灌溉设备的微喷带第二次收起，备用。

其中，步骤5)中所述种子选择草本或/和灌木植物种子选择早熟禾、紫羊茅、紫穗槐、紫花苜蓿、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿中的一种或多种。

特别是，播种时，如果选择两种或两种以上种子混合播种，则按照每种种子相同重量配比相混合的方式混合均匀后，再播种，例如选择早熟禾、紫羊茅同时播种，则早熟禾与紫羊茅种子的重量配比为1:1；如果选择早熟禾、紫羊茅、紫穗槐同时播种，则早熟禾、紫羊茅与紫穗槐种子的重量配比为1:1:1；如果选择早熟禾、紫羊茅、紫穗槐、紫花苜蓿同时播种，则早熟禾、紫羊茅、紫穗槐、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿种子的重量配比为1:1:1:1:1。

特别是，种子的播种量为70-90kg/亩，优选为75-80kg/亩。

尤其是，步骤5)中所述第二次搂地处理过程中搂地深度为2-5cm，优选为3cm。

特别是，步骤5)中所述催芽处理是将草本或/和灌木植物种子浸泡于质量百分比浓度为2-4％的高锰酸钾水溶液中18-36h。

尤其是，所述高锰酸钾水溶液的浓度为3％；浸泡处理时间为24h。

特别是，浸泡至有超过75％的种子突破种皮后停止所述的催芽处理。

其中，步骤6)中所述生态垫选择选择稻草草帘、棕榈垫、麦草草帘中的一种，优选为稻草草帘。

特别是，所述多片生态垫中相邻两片生态垫之间相互重叠或彼此紧密结合。

尤其是，所述相邻两片生态垫横向重叠10-20cm，优选为15cm；纵向重叠10-20cm，优选为15cm。

特别是，铺设生态垫的过程中，将生态垫沿着沟壑坡面的纵向从沟底铺设至沟顶，相邻两片生态垫彼此重叠压边，重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)；即相邻两片生态垫沿着生态垫长度方向的重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)；另外两片相邻生态垫沿着生态垫的宽度方向的重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)。

特别是，还包括在铺设生态垫的过程中将第二次收起的微喷带重新沿着坡面的横向铺设，并且铺设在生态垫的上部，同时固定在固定桩上。

其中，步骤6)中通过“U”型卡将铺设在坡面上的生态垫固定在坡面上。

特别是，所述“U”型卡为用长约25cm的8号铁丝将其折成“U”字型的铁丝。将“U”型卡通过生态垫插入坡面土壤中。

其中，在坡面的顶部、坡脚、相邻生态垫的重叠处(即对结处)、微喷带所经过的位置用“U”型卡固定生态垫。

特别是，相邻两个“U”型卡之间的间距为40-60cm，优选为50cm。

其中，步骤6)中所述灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％，优选为70％；生态垫含水量达到50-80％，优选为70％后停止灌溉。

其中，步骤7)中所述养护管理包括后期灌溉管理、病虫害防治管理、植被监测管理。

特别是，所述后期灌溉管理为在铺设生态垫后的至少15天之内，每天对坡面进行后期浇水灌溉处理，使土壤相对湿度保持为60-70％。

尤其是，所述后期灌溉管理每天浇水次数为1-3次，优选为2次；每天浇水灌溉的时间段为上午7点～9点；下午5点～7点。

特别是，还包括步骤8)挖掘沟沿营养沟，并在沟内填满肥料，为沟壑坡面植被生长提供营养。

尤其是，按照如下步骤挖掘所述的沟沿营养沟，在距离沟沿40-60cm，优选为50cm处，沿着沟壑坡面的沟沿挖掘深度为40-60cm，优选为50cm；宽度为50-70cm，优选为60cm的沟。

本发明具有如下优点：

1、采用本发明的方法改善黄土丘陵沟壑区生态环境，效果显著，苗木发芽率高，都达到了90％以上；植被保存率高，达到90％以上，达到水土保持的效果。

2、采用本发明的方法改善黄土丘陵沟壑区生态环境，沟壑坡面的植被的盖度就高达90％以上；苗木生长速度快，能够在预期的时间内达到治理效果及景观效果；从植被盖度极低的黄土丘陵区提高到了90％以上，植被盖度的提高，对水土保持及涵养水源等问题上的得到了有效的改善。

3、本发明方法改善黄土丘陵沟壑区生态环境，对土壤改良具有良好的效果，随着植被的生长，土壤养分不断上升，提高土壤养分，促进了更多植物的有适宜的生境进行繁衍后代，呈现了生物的多样性，使得整个沟壑区生态修复的效果更佳显著。

4、采用本发明方法，其植被在草帘的保护下，其越冬性强。翌年植被盖度不会因冬季寒冷而无法过冬。

5、采用本发明方法改善黄土丘陵沟壑区生态环境，降低了改善成本，生态改善费用约为50元/m²，是普通恢复生态费用的66.67％，节约了黄土高原丘陵沟壑区生态改善和恢复成本。

附图说明

图1为本发明改善生态环境的工艺流程图；

图2为本发明灌溉设备的结构示意图。

附图标记说明

1、灌溉设备；2、灌溉主管；3、灌溉支管；4、微喷带。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

下述实施例中的方法，无特别说明，均为常规方法。

本发明具体实施方式中选择位于内蒙古呼和浩特市和林格尔县北部，地貌类型属于山地丘陵区，坡陡沟深，岩石裸露，地势险要；该区沟壑纵横、地形切割剧烈、水土流失严重，植被盖度低，土壤肥力低且漏水漏肥现象严重。土壤主要为栗钙土，土壤有机质含量0.6-0.8％，全氮含量0.04-0.12％，全磷0.14-0.28％，全钾2.46-3.37％。植被类型属典型草原，主要植物为针茅、蒿类、羊草等，人工造林树种主要有杨树、油松、樟子松、沙棘、柠条。

试验地区属中温带大陆性季风气候区，气候特点：冬季寒冷而漫长，夏季炎热而短促，日照率高，无霜期短，年温差较大，降水少而蒸发强烈，高温与多雨同季，风沙天气较多。年均气温6.2℃，≥10℃积温2769.2℃。年日照时数2942h。年降水量392.8mm，年蒸发量1833.3mm。无霜期125d，平均风速1.8m/s，大风日数14d。

试验区内沟属黄土丘陵土质沟，基岩埋藏比较深,且水土流失以水力侵蚀和重力侵蚀为主，土壤侵蚀类型以强度侵蚀为主，中度侵蚀次之，平均侵蚀模数7000t/km2·a。经流水的长期侵蚀切割，地表支离破碎，沟壑纵横，沟头下切较深，沟底比降较大，沟坡上部较陡，下部平缓。沟道的支沟断面大体呈V字型,但坡面坍塌呈不规整状,且支沟大多树枝状分布于主沟两侧。主沟较长,断面多呈U型，沟底宽阔,边坡陡峭；加之植被稀少，雨量集中，年变率大，面临着严重的水土流失问题。

为了避免沟道的进一步侵蚀与扩张，生态环境日趋恶化，提高黄土丘陵沟壑区内保持水土的生态功能和当地生产和经济的可持续发展，亟待进行沟壑治理。

实施例1

1、坡面整治

1-1)采用挖掘机对沟壑的沟壁坡面进行削坡处理(scaling)，降低沟壑沟壁的坡度，防止不稳定坡面发生滑坡以及将削坡处理的泥土填置到沟壑底部，使其沟壑底部、顶部平整，沟壑的顶部为平面；削坡处理后的沟壑沟壁的坡度为65°；

1-2)削坡后的坡面进行平整处理，去除坡面杂物，例如石块、杂草根、塑料等杂物，并将粒径较大的土块捣碎，捣碎成粒径≤3cm的碎土；

对于部分经过前期沟壑治理后的黄土丘陵沟壑，由于前期处理而留下的水泥系列改良材料或等填方土材料中含有较多的岩石，对此地段的沟壑则在其坡面的表面铺设厚度≥15cm的壤土。

本发明实施例中削坡处理后的沟壑沟壁的坡度以65°为例进行说明，其他通常将沟壑沟壁的坡度降低至≤80°，优选为45-75°之间，本发明均能适用；坡面平整处理过程中，捣碎的碎土的粒径优选为1-2cm。

2、定点放线、钉桩处理

2-1)以整治处理后的沟壑沟壁的沟沿(即沟壑顶部的边缘或沟壑顶部沿线)作为定点放线的基准线，在基准线上使用石灰石进行打点作业，相邻两个点之间的间距为2.5-3.5m(通常为3m)；然后在每个打点处进行钉桩处理，在打点处钉入木桩，并且木桩外露于坡面，外露高度为5-15cm(通常为10cm)；

2-2)在整个护坡面上，平行于基准线进行放线作业，即工程线，从坡顶直至坡底，得到工程线，相邻两条工程线间的间距为3m；接着使用石灰石在每条平行线上间隔3m(其他2.5-3.5m也适用于本发明)进行打点，得到钉桩点；然后在每个钉桩点上钉入木桩(进行即钉桩处理)，并且木桩外露于坡面5-15cm(通常为10cm)，形成固定微喷带的固定桩；固定桩按照垂直与水平面的方向钉入坡面，将微喷带放置在固定桩与坡面形成是夹角，防止微喷带通水后在重力作用下滚落坡面。

本发明实施例横向放线过程中，相邻两条平行线间的间距与灌溉设备的微喷带的喷射宽度相适应，通常为3m，其他如2.5-3.5m也适用于本发明；钉桩处理过程中，使用的木桩的长度为35-50cm，通常以40cm为宜。

本发明在护坡面上进行定点防线可以保证在打点处钉入的木桩排列整齐；可以保证后续在护坡面上铺设的浇水管道设施的定位准确，使得在护坡面浇水均匀、全面；保证播撒在护坡面上的、改善生态环境的种子在发芽及未穿出草帘的时间内，使整个坡面整洁，不凌乱。

3、铺设灌溉设备、第一次灌溉处理

3-1)铺设灌溉管道

灌溉设备1包括1根灌溉主管2、多根灌溉支管3和多条微喷带4，如图2，灌溉主管为直径为75mm的圆柱形管道，灌溉主管的长度与坡面的纵向坡长相适应；灌溉支管沿着灌溉主管的轴线方向均匀分布，且固定连接在灌溉主管的两侧，并且分布在主管两侧的支管的轴线在同一平面内，灌溉支管的轴线与灌溉主管的轴线相互垂直，并且同一侧的相邻两个灌溉支管之间的间距为2.5-3.5m，优选为3m；灌溉支管为的长度为40-60cm(通常为50cm)，直径为35mm的圆管，并且在支管上安装有球阀(起到开关的作用)；微喷带与灌溉支管固定连接，并且微喷带垂直于灌溉主管轴线方向；微喷带的长度与沟壑的护坡面的1/2横向坡长相适应；微喷带的条数与灌溉支管的根数相一致；

本发明中同一侧相邻两个灌溉支管之间的间距通常与微喷带的宽带相适应。灌溉主管、灌溉支管选择PVC或PE管道；微喷带选择喷射宽带为3m的微喷带，其他喷射宽度的微喷带也适用于本发明。

灌溉主管沿着沟壑护坡面的纵向方向设置，且固定在所述坡面的中间部位，将整个坡面分成2个相等的部分，灌溉主管的长度与护坡面的纵向坡长相适应；灌溉主管的轴向与沟壑顶部沟沿相互垂直；灌溉支管通过热熔焊接连接在灌溉主管上，灌溉分支管均匀分布在所述灌溉主管的两侧，灌溉支管的延伸方向与沟壑顶部沟沿相平行与灌溉主管相垂直；微喷带通过卡箍与灌溉支管相连接，并沿着坡面的横向铺设，即沿着平行于沟壑坡面的沟沿的方向将微喷带铺设在固定桩上，每条沿着坡面横向方向的固定桩上均固定有微喷带，也就是说微喷带与灌溉主管的铺设方向相垂直，将微喷带铺设在固定桩上的目的是防止微喷带通水后在重力作用下滚落坡面；

3-2)第一次灌溉处理

灌溉主管道的进水口平时封闭，在坡面需要浇水时，将灌溉主管的进水口与水车管道相连接，打开开关，将水引入沟壑区坡面，对坡面进行第一次灌溉处理直至坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％(通常为60％)，使得土壤变得疏松，有助于施肥过程中不易脱落坡面，浇水完成后，将微喷带第一次卷起，放置在主管道附近，备用。

4、坡面施肥处理

4-1)将有机肥料均匀播撒在平整的坡面上，其中，施肥量为2-5kg/m²(通常为3kg/m²)；

4-2)沿着坡面的横向方向对坡面进行第一次搂地处理，即横向搂地使播撒的肥料与坡面土壤充分混合，搂地深度为3-5cm(通常为4cm)；搂地的方向与沟壑沟壁的沟坡顶部沿线(即沟沿)相平行，即搂地的方向与沟壑护坡面的坡面方向相垂直。

横向搂地不仅可以使土壤与肥料充分混合、接触，并使土壤疏松，增加种子萌芽后的呼吸作用，达到播撒均匀，保证种子的均匀性的目的，而且横向搂地可以避免有机肥料不易脱落与坡脚。此外，横向搂地，产生的刮痕有利于下一步播撒种子，使种子能够均匀的悬挂在坡面上，不易脱落与坡面。

本发明中搂地的方向也可以与沟壑顶部边缘线呈一定角度，角度的大小为≤90°，优选为≤60°，进一步优选为≤45°，即搂地方向与沟壑顶部边缘线的夹角为0-60°。

5、第二次灌溉处理

将卷起的微喷带重新沿着坡面的横向铺设，并沿着平行于沟壑坡面的沟沿的方向将微喷带铺设在固定桩上，且每条沿着坡面横向方向的固定桩上均固定有微喷带；然后拧开灌溉水车球阀，向灌溉设备内通水对整个坡面进行洒水，使坡面土壤保持湿润，坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％(通常为60％)，防止播种的种子由于水分短缺而死亡，影响播种效率；

第二次灌溉处理结束后，将微喷带第二次收起，放置在主管道附近，备用。

6、播种处理

6-1)催芽处理

将早熟禾、紫羊茅、紫穗槐的种子分别加入到高锰酸钾水溶液中，进行浸泡处理，其中浸泡种子的高锰酸钾溶液的质量百分比浓度为2-4％，通常为3％；按照相应种子的浸泡发芽所需要的时间(通常为12-24h，一般选择24h)分别进行浸泡处理，直至相应种子有超过75％的种子突破种皮后停止催芽处理；

6-2)播种

首先将浸泡后的种子取出并沥干种子表面水分，接着按照种子重量(干重)配比为1:1:1的比例混合均匀；然后将混合均匀的种子播撒在坡面上，边播撒边进行第二次横向搂地处理，让泥土将种子覆盖，其中种子的播种量为70-80kg/亩(通常75kg/亩)；搂地深度为2-5cm(通常为3cm)；横向搂地即搂地的方向与沟壑沟壁的沟坡顶部沿线(沟沿)方向相平行，搂地的方向与沟壑护坡面的纵向垂直。

本发明中搂地的方向也可以与沟壑顶部边缘线呈一定角度，角度的大小为≤90°，优选为≤60°，进一步优选为≤45°，即搂地方向与沟壑顶部边缘线的夹角为0-60°。本发明实施例中催芽、播种使用的种子除了早熟禾、紫羊茅、紫穗槐之外，其他种子如紫花苜蓿、柠条锦鸡儿、沙棘等生长速度快、耐旱性强、耐水湿的植物均适用于本发明；播种过程中，种子除了等量混合之外，其他任何配比混合均适用于本发明。

7、铺设生态垫、微喷带

7-1)在播种后的坡面及沟底上铺设生态垫，生态垫为以稻草为主要材料编织的草帘(6m(长)×1.2m(宽))，生态垫沿着沟壑坡面从沟底铺设至沟顶，相邻两片生态垫彼此重叠压边，重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)；即相邻两片生态垫沿着生态垫长度方向的重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)；另外两片相邻生态垫沿着生态垫的宽度方向的重叠压边的宽度为10-20cm(通常为15cm)；

7-2)在铺设生态垫的同时，将第二次卷起的微喷带重新沿着坡面横向铺设，并且铺设在生态垫的上部，同时固定在固定桩上；

7-3)在铺设的草帘坡面上每隔80-100cm(通常为100cm)的位置，采用“U”型卡(即使用长约25cm的8号铁丝将其折成“U”字型，又称“U”字型的铁丝)将草帘固定在坡面上，即在已经铺设草帘的坡面上每隔80-100cm(通常为100cm)将“U”字型铁丝插入土中，在坡面的顶部、坡脚、相邻生态垫的重叠处(即对结处)、微喷带所经过的位置每间隔40-60cm(通常为50cm)的位置用“U”型卡固定草帘；

7-4)待生态垫、微喷带全部铺设完成后，再次打开进水开关，对坡面进行第三次灌溉处理，浇水至坡面表层土壤的相对湿度达到50-80％(通常为70％)；生态垫含水量达到50-80％(通常为70％)。

本发明使用的生态垫除了选择以稻草为主要材料编织的草帘之外，其他生态垫例如棕榈编制的棕榈垫、麦草编制的草帘均适用于本发明。

8、挖掘沟沿营养沟

在沟壑沟壁坡面的顶部(即沟沿)，沿着沟坡顶部的边缘在距离沟沿40-60cm(通常为50cm)处挖掘为坡面植物提供营养的营养沟，并往沟内填满有机肥料并覆盖土壤，营养沟的深度为40-60cm(通常为50cm)、宽度为50-70cm(通常为60cm)；挖掘营养沟的土方2/3放置到靠近沟沿的一侧，制作成土埂，用于拦截强降雨对坡面的冲刷；另外1/3放置到营养沟的另一侧；

通常使用的有机肥料选择沼渣，在填满沼渣后，向营养沟内灌水，通过水将沼渣内的养分从坡面顶部往下渗透到坡面土壤中，为坡面植物生长提供养分。

9、养护管理

为防止因水分不足导致发芽种子的芽尖无法突破草帘，在铺设生态垫后的至少15天之内，每天对坡面进行后期浇水灌溉处理，使土壤相对湿度保持为60-70％，浇水次数为1-3次/天(通常为2次/天)，灌溉时间段为上午7点～9点；下午5点～7点；当突破草帘的植被达到85％以上时，灌溉次数改为1次/天，灌溉次数减少使得植物因坡面表面的蒸腾作用大，导致植物的根系能够生长寻找水分，这样达到了水土保持固土的效果；防治病虫害；完成生态垫铺设后，通过制作7个1m×1m的样方对植被的各项生态指标进行监测，测定结果如表1、2所示。

本发明实施例中播种的是早熟禾、紫羊茅、紫穗槐种子，种子经过浸泡一般情况下在3-6天即可发芽，其发芽率分别为84.42％、93.28％、89.57％；保存率达到90％,据生态监测数据显示，苗木生长速度快，生长速度平均为0.5cm/日。

表1植被发芽率及保存率分析

由表1可以看出，每种植物的发芽率都达到了90％以上，现有植保存率高达90％。与未进行治理的坡面相比，其播种后植被发芽率低下，且经过雨水冲刷后，植被的保存率地。因此，对于生态毯护坡技术的开发，有利于植被种子的发芽，并且能够保存，达到水土保持的效果。

于生态垫铺设完成后10天、50天分别测定植被生物生长量，测定结果如表2所示。

表2植被生物生长量测定结果

从表2的调查研究结果表明，经从播种到监测累计50余天。生态毯护坡下的植被的盖度就高达94.14％％；植被的平均生长高度为25cm；根系长度平均达到6.38cm,在黄土丘陵地区土壤性质较坚硬，通过根系不断升入土壤中，从而改善了土壤的理化性质。

对比两次监测结果显示，植被平均每日生长0.625cm，生长速度较快，能够在预期的时间内达到治理效果及景观效果；从植被盖度极低的黄土丘陵区提高到了90％以上，植被盖度的提高，对水土保持及涵养水源等问题上的得到了有效的改善。

实施例2

除了步骤1中削坡处理后的沟壑沟壁的坡度为75°；步骤3中第一次灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到60±5％；步骤4中施肥量为5kg/m²；步骤5中第一次灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到60±5％；步骤6中播撒的植物种子选择播种紫花苜蓿、紫穗槐种子，播种的紫花苜蓿、紫穗槐种子的重量(干重)配比为1:1；播种量为80kg/亩；步骤7中第三次灌溉处理至坡面表层土壤的相对湿度达到60±5％；以及不在沟沿顶部挖掘营养沟之外，其余与实施例1相同；

植被的各项生态指标监测结果如表3、4所示

本发明实施例中播种的是紫花苜蓿、紫穗槐种子，种子经过浸泡一般情况下在4-7天即可发芽，其发芽率分别为92.38％、92.75％；保存率达到89.25％,据生态监测数据显示，苗木生长速度快，生长速度平均为0.43cm/日。

表3植被发芽率及保存率分析

由表3可以看出，每种植物的发芽率都达到了90％以上，现有植保存率高达89.25％。与未进行治理的坡面相比，其播种后植被发芽率低下，且经过雨水冲刷后，植被的保存率地低。因此，对于生态毯护坡技术的开发，有利于植被种子的发芽，并且能够保存，达到水土保持的效果。

于生态垫铺设完成后10天、50天分别测定植被生物生长量，测定结果如表4所示。

表4植被生物生长量测定结果

从表4的调查研究结果表明，经从播种到监测累计50余天。生态毯护坡下的植被的盖度就高达94％；植被的平均生长高度为21.15cm；根系长度平均达到6.09cm,在黄土丘陵地区土壤性质较坚硬，通过根系不断升入土壤中，从而改善了土壤的理化性质。

对比两次监测结果显示，植被平均每日生长0.46cm，生长速度较快，能够在预期的时间内达到治理效果及景观效果；从植被盖度极低的黄土丘陵区提高到了90％以上，植被盖度的提高，对水土保持及涵养水源等问题上的得到了有效的改善。

试验例：土壤养分检测

采用土壤养分速测仪SK 500测定实施例1、2生态修复的土壤养分，其中实施例1中的土壤养分在经过4.5个月的治理及养护后测定；实施例2中的土壤养分在经过12个月的治理及养护后测定，测定结果如表3所示。

采集实施例1的沟壑的沟壁坡面进行削坡处理之前的原土壤作为对照例1；采集实施例2的沟壑的沟壁坡面进行削坡处理之前的原土壤作为对照例2，采用土壤养分速测仪SK500测定原土壤的养分，测定结果如表5所示。

表5土壤养分检测

土壤养分是生态修复的重要一个环节，本方法不仅提高了植被盖度，而且对土壤理化性质的也得到了相应的改善。

由表5测定结果表明：

1、实施例1护坡地段pH有所下降，其中氮(N)、磷(P)、钾(K)等含量都分别提高到了4mg/l、5mg/l、60mg/l。

与表2相结合进行分析，随着植物的盖度增加，其土壤养分含量同时增加。在仅4个多月的时间内土壤养分含量不断上升，对于土壤改良方面有了更好的成效。在土壤有机质含量增加的同时也促进了更多植物的有适宜的生境进行繁衍后代，呈现了生物的多样性，使得整个沟壑区生态修复的效果更佳显著。

2、实施例2的坡面经过1年的治理，主要播种紫花苜蓿、紫穗槐。对其土壤养分含量检测，土壤含量比实施例1的改善效果更好，土壤养分含量显著提高。

因此，采用本发明方法改善黄土丘陵沟壑生态环境，土壤有机质含量不断增加，对其土壤改良、升天修复、有更直观的效果。植被种类的增加，对该地区高温少雨的气候的到了缓减。

本发明实施例生态改善费用为50元/m²(含削坡、挖营养池、铺设管道、草帘和草本、灌木种子等)；而普通的绿化造林、改善恢复生态的费用达到150元/m²以上。本方法是普通恢复生态费用的66.67％，节约了黄土高原丘陵沟壑区生态改善和恢复成本。

Claims (6)

1.一种改善黄土丘陵地区沟壑区生态环境的方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：

1)坡面整治处理

首先对沟壑区的沟壁坡面进行削坡处理，降低沟壑沟壁的坡度至45-75°；然后并对削坡后的坡面进行平整处理，去除坡面杂物；

2)定点放线、钉桩处理

在整个整治处理后的坡面上，首先以沟壑的沟沿为基准线，从坡顶到坡底的顺序、按平行于基准线的方向进行横向放线处理，得到工程线；然后在基准线和相应的工程线上进行打点作业，得到钉桩点；然后在每个钉桩点处钉入木桩，进行钉桩处理，得到固定微喷带的固定桩；

3)铺设灌溉设备

在沟壑坡面上铺设由灌溉主管、灌溉支管和微喷带组成的灌溉设备，其中灌溉主管沿着坡面的纵向铺设；灌溉支管和微喷带沿着坡面的横向铺设；

4)坡面施肥处理

在坡面上均匀播撒肥料，并沿着坡面的横向方向对坡面进行第一次搂地处理，使播撒的肥料与坡面土壤充分混合；

5)播种处理

将经过催芽处理草本或/和灌木植物种子均匀播撒在坡面上，接着沿着坡面的横向方向对坡面进行第二次搂地处理，使播撒的种子被坡面土壤覆盖；

6)铺设生态垫

在播种后的坡面上沿着沟壑坡面的纵向从沟底至沟顶铺设生态垫，相邻两片生态垫彼此重叠压边，相邻两片生态垫横向重叠10-20cm，纵向重叠10-20cm；并同时将灌溉设备的微喷带沿着坡面横向铺设在生态垫的上部，并固定于固定桩上；接着将生态垫固定在坡面上；然后对坡面进行灌溉处理；

7)养护管理

对铺设生态垫后的坡面进行日常灌溉和病虫害防治处理，并对植被进行监测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，步骤2)中所述定点放线、钉桩处理的木桩露出坡面5-15cm。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤3)中所述灌溉主管沿着坡面的纵向铺设在坡面的中央位置，将坡面分为相同的两部分；所述灌溉支管沿着灌溉主管的轴线方向均匀分布在其两侧，并且分布在主管两侧的支管的轴线在同一平面内；所述微喷带铺设在步骤2中所述的固定桩的上部，使得微喷带在通水后，不因为重力作用发生滚落坡面的现象。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤5)中所述草本或/和灌木植物种子选择早熟禾、紫羊茅、紫穗槐、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿中的一种或多种。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，步骤6)中所述生态垫选择稻草草帘、棕榈垫、麦草草帘中的一种。

6.如权利要求5所述的方法，其特征是，所述生态垫为稻草草帘。