CN107690864A - 一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，该方法包括：对退化草地进行翻耕，铺设人工制作的有机表土层；在所述有机表土层底部铺设有机物质层，用于保护下层冻土；在所述有机表土层补播草种。本发明提供的一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，通过对退化草地进行翻耕、铺设有机表土层可为植被的再生提供土壤和养分基础；另外，在有机表土层底部铺设有机物质层，有机物质层的隔热效果可以对冻土层进行保护，起到恢复冻土生态的功效；且有机物质层后期腐烂可为植被再生提供肥料，既有利于植被的恢复，同时保护了下层冻土，有利于生态的稳定，且成本较低，操作简单，可行性高。

Description

一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法

技术领域

本发明涉及草地生态治理技术领域，更具体地，涉及一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法。

背景技术

高寒草地是青藏高原分布最为广泛的植被类型，但由于该生态系统较为敏感脆弱，气象状况突变或人为扰动很容易使其遭受不可逆的破坏。例如，热融滑塌迹地，短时间内高强度降雨过程造成陡峭山坡草皮位移而形成斑块裸地；以及在青藏铁路、公路的建设和维护过程中，沿途工程取土，构筑、维护路基坡面，形成面积不等的扰动区域，短时间内即可导致地表土壤结构破坏，原生高寒植被丧失，进而形成突变型退化草地。

突变型退化高寒草地在植被破坏、丧失之后，失去了对下层多年冻土的保护作用，热量向地下的传输对冻土形成扰动，使多年冻土活动层厚度不断加深。且热量向下的传输会导致下层土壤中的冰发生相变，融化为水，而大量蒸发。当冻结期来临，由于水分大量散失，土壤无法实现冻结，造成冻土退化。由于这种草地多数临近青藏铁路、公路护坡位置，因此导致修筑于其上的线性工程基础失稳，产生强烈的冻胀和融沉，从而使路基遭到破坏，因此每年需要投入大量人力物力来进行沿线路面的修补、维护。如何对突变型退化草地进行植被恢复，是青藏高原多年冻土区工程建设过程中亟待解决的问题。

由于多数突变型退化草地植被丧失而成为裸地，因此目前在高寒草地植被恢复中广泛采用的围栏封育、补播等常规措施并不适用。草皮移植、改建为人工草地是目前青藏铁路、公路沿线工程破坏地植被恢复的常规措施。虽然这些措施在一定程度上对缓解高寒草地退化起到了积极作用，但在多年冻土区气温低、蒸发量大的严苛环境下，这些措施均不能达到预期的效果。而且这些措施很少考虑到对下层冻土的保护。因此，一种既有利于冻土保护，又能兼顾成本及成效的植被恢复方法，应用于多年冻土区突变型退化草地恢复过程中的作用及意义非常重大。

发明内容

本发明提供一种克服多年冻土区突变型退化草地恢复方法中不能兼顾冻土保护、成本及成效的问题或者至少部分地解决上述问题的一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法。

根据本发明，提供一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，该方法包括：对退化草地进行翻耕，铺设人工制作的有机表土层；在所述有机表土层底部铺设有机物质层，用于保护下层冻土；在所述有机表土层补播草种。

在上述方案的基础上，在所述有机表土层表面覆盖地膜，对所述草种进行保温保墒。

在上述方案的基础上，在所述地膜上方覆盖草帘，用于减少地表的扬尘并预防地面径流的产生。

在上述方案的基础上，在所述退化草地的地面以下建造阻水挡墙，所述阻水挡墙与所述退化草地的地下冻土层的流动水接触，且所述阻水挡墙与所述流动水的流向垂直，所述阻水挡墙用于减少降雨随径流的流失以及抬高地下水位。

在上述方案的基础上，在所述草种发芽后揭去地膜，保留所述草帘。

在上述方案的基础上，所述有机物质层的厚度为5-10cm。

在上述方案的基础上，所述有机表土层的厚度为15-25cm。

在上述方案的基础上，所述有机物质层包括锯末、泥炭碎屑以及有机物边料。

在上述方案的基础上，所述阻水挡墙为PVC板。

在上述方案的基础上，补播草种包括垂穗披碱草和冷地早熟禾，进行混播。

本发明提供的一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，通过对退化草地进行翻耕、铺设有机表土层可为植被的再生提供土壤和养分基础；另外，在有机表土层底部铺设有机物质层，有机物质层的隔热效果可以对冻土层进行保护，起到恢复冻土生态的功效；且有机物质层后期腐烂可为植被再生提供肥料，既有利于植被的恢复，同时保护了下层冻土，有利于生态的稳定，且成本较低，操作简单，可行性高。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例根据本发明提供一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，该方法主要针对青藏高原等一些多年冻土区突变型退化草地进行恢复植被。突变型退化草地大多地表植被和表层富含有机质的土壤完全丧失。该方法包括：对退化草地进行翻耕，铺设人工制作的有机表土层；在所述有机表土层底部铺设有机物质层，用于保护下层冻土；在所述有机表土层补播草种。

对于多年冻土区突变型退化草地，首先应对表层土壤进行翻耕，在原来翻耕的土壤中加入肥料等有机质，增加原土壤中的有机质成分，人工制作有机质土。然后将人工制作的有机质土均匀铺设在地表，形成有机表土层，为以后草地的恢复提供土壤基础。之后在有机表土层补播草种。

在铺设有机表土层之前，在有机表土层底部，即冻土层的顶部铺设有机物质层，用于保护下层冻土。有机物质层应具有保温隔热效果。

有机物质层对从土壤表层向下传导的热量以及冻土融化层水分向上的蒸散发进行隔绝，对下层冻土起到保护作用。可以保护冻土层不受土壤表层热量的影响以及防止冻土层的水分流失，可以起到恢复冻土生态的功效。

另外，有机物质层应易分解易降解，在后期腐烂可为植被再生提供较长时期的肥料。

本实施例提供的一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，通过对退化草地进行翻耕、铺设有机表土层可为植被的再生提供土壤和养分基础；另外，在有机表土层底部铺设有机物质层，有机物质层的隔热效果可以对冻土层进行保护，起到恢复冻土生态的功效；且有机物质层后期腐烂可为植被再生提供肥料，既有利于植被的恢复，同时保护了下层冻土，有利于生态的稳定，且成本较低，操作简单，可行性高。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述有机表土层表面覆盖地膜，对所述草种进行保温保墒。

本实施例基于上述实施例，在补播草种之后，在有机表土层的表面即地表覆盖地膜。因为植物的正常出苗和安全越冬是植被恢复的前提，因此保温保墒是人工建植草地的关键。覆盖地膜于地表有效阻止热量和水分对流，从而保证了播种植物种子萌芽所需的积温和水分。同时，由于新发芽植物在短期内扎根较浅，保温也避免了植物根系在冬季发生冻害。

进一步地，也可选择在地表覆盖其他材料，比如薄膜之类，以能对地表草种实现保温以及防止水分流失为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述地膜上方覆盖草帘，用于减少地表的扬尘并预防地面径流的产生。

本实施例基于上述实施例，补播草种之后，在地表覆盖地膜，然后在地膜上方覆盖草帘，草帘用于减少地表的扬尘并预防地面径流的产生。

由于在大面积翻耕或在铺设人工制作的有机土时，地表疏松，因此减少人工建植草地地表的扬尘并预防地面径流的产生，是恢复过程中又一关键因素。

覆盖草帘在刮风及发生降水时，草帘可削减空气流动及水滴下落的动能，从而有效防止风、雨水对植被恢复区域土壤表面的侵蚀，同时草帘的缝隙可保证一定的光照，可尽量减少对播种植物种子萌发的影响。

进一步地，也可在地膜上覆盖其他材料，只要能对地表土壤起到一定固定作用，且具有保温可透光透气透水的特征即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述退化草地的地面以下建造阻水挡墙，所述阻水挡墙与所述退化草地的地下冻土层的流动水接触，且所述阻水挡墙与所述流动水的流向垂直，所述阻水挡墙用于减少降雨随径流的流失以及抬高地下水位。

本实施例基于上述实施例，在退化草地区域的地面以下增设了阻水挡墙。阻水挡墙从地表嵌插入地面以下。阻水挡墙呈板状，其插入地下的方向与地下冻土层的流动水的流向相垂直。

对于退化草地区域，随着草地的退化，外界热量扩散到地下的冻土层，对冻土层造成扰动，在冻土层的靠近地面部分会形成冻土融化层。在冻土融化层，冻土中的水分由固态变为液态，会进行流动，形成冻土层的流动水。对于该部分流动水，如果流失，则冻土融化层会逐渐从冻土层转变为普通土层，会导致冻土层厚度逐渐减小，冻土层会逐渐退化，大大影响了生态平衡。

阻水挡墙用于在退化草地区域阻挡地下冻土层的流动水的流动，主要用于保持或提高草地退化区域的冻土水分含量，以维持冻土层的稳定。一方面在退化草地区域呈缓坡状时，阻水挡墙可减少坡面降雨随径流的流失。另一方面，在草地退化区域为平坦地带时，组水挡墙可逐渐抬高草地退化区域的地下水位。

随地下水位的抬升及径流损失的减少，退化草地区域的土壤水分得到保持或提高。大量的水在冬季冻结，其相变，即从冰到水的相变对温度的缓冲作用，减缓在夏季冻土的融化过程，有利于减缓或阻止突变型退化草地冻土的退化过程。同时大量水分的保持有利于地上人工种植草地植被的恢复，以综合有利于突变型退化区草地生态的恢复。

进一步地，在缓坡地退化区，即退化草地区域呈缓坡状时，可在坡面上沿着坡面每隔8m到10m的距离、在于坡面垂直的土壤中嵌插多个阻水挡墙。多个阻水挡墙在坡面上呈阶梯状。这样，在缓坡地退化区建造成阶梯状的多个阻水挡墙，多个阻水挡墙均与坡面垂直，即与地下水或降雨的径流流向垂直，可减少坡面降雨随径流的流失。

在为平坦地带的退化草地区域，可先查明退化草地区域的地下冻土层的流动水流向。然后在需要恢复植被区的下游断面，垂直流动水流向建造阻水挡墙。阻水挡墙截断了冻土层流动水的流动，冻土层的流动水会在退化草地区域逐渐积累，不会流失，从而使该区域的地下水位逐渐抬高。

进一步地，阻水挡墙位于地面以下的深度可为160cm-180cm。该深度是根据地下冻土层流动水的深度确定的。如果阻水挡墙的深度过小，则不能拦截阻水挡墙以下的冻土层流动水，还会导致冻土层的水分流失，不能起到保护冻土层的作用。

而在多年冻土区，地下冻土层流动水的深度一般最深能达到地下160cm左右，再深即为稳定的冻土层，在稳定的冻土层，土壤水分处于永久冻结状态，没有水分流动，所以不需要拦截。因此该阻水挡墙的深度可以保证能拦截到所有深度的冻土层流动水，阻水挡墙的深度如果再深则没有必要。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述草种发芽后揭去地膜，保留所述草帘。

本实施例基于上述实施例，补播草种之后，在地表覆盖地膜，在地膜上方覆盖草帘，在草种发芽之后揭去地膜，但仍然保留草帘。在播种的草种成活并成功越冬后，可把地膜揭去，保留草帘。

草帘透光透气透水性均良好，不会影响草种的生长。同时，草帘可起到保温的作用，也可防止土壤侵蚀，并达到降低水分蒸发率的效果。另外，草帘在数年后逐渐风化腐烂，可为恢复区域贡献有机质。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述有机物质层的厚度为5-10cm。

本实施例基于上述实施例，对有机物质层的厚度进行了说明。有机物质层铺设于有机表土层下方，冻土层上方，对冻土层起到隔热保护作用。且有机物质层一直处于地下，后期腐烂为植被再生提供肥料。有机物质层铺设的厚度要适中，如果太薄，则达不到对冻土的保护作用，如果太厚，则后期不易腐烂，会影响植被的生长。

本实施例提供的有机物质层的铺设厚度为5-10cm。在该厚度范围内，一般的有机物质层均能实现保护冻土层的功效，且较容易腐烂从而不影响植被的生长。

进一步地，在植被生长到一定规模，恢复了草地的面貌之后，有机物质层腐烂，植被自身会对冻土层进行隔热保护。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述有机表土层的厚度为15-25cm。

本实施例基于上述实施例，对有机表土层的厚度进行了说明。有机表土层是人工翻耕原来的土壤，进行了人工添加肥料制成的有机土铺设的土层。有机表土层是草种根系生长的地方，有机表土层的铺设厚度与草种根系有关。

有机表土层的铺设厚度如果太浅，则不能满足草种根系的生长，即草种根系生长的长度大于有机表土层的厚度，这样不利于草种的生长。而如果有机表土层铺设的厚度太深，则需要较多的人力来制作有机质土，造成人力浪费。

本实施例提供的有机表土层的铺设厚度范围为15-25cm。该厚度范围可在尽量减少人力浪费的基础上满足草种生长的需要。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述有机物质层包括锯末、泥炭碎屑以及有机物边料。

本实施例基于上述实施例，对有机物质层进行了进一步的说明。铺设有机物质层是为了隔热保护冻土层。有机物质层应为易降解、易分解的保温材料，比如：锯末、泥炭碎屑或者有机物边料。

进一步地，有机物质层的材料选取不局限于上述的几种。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述阻水挡墙为PVC板。

本实施例基于上述实施例，对阻水挡墙的材质进行了说明。阻水挡墙呈板状，可为PVC板。阻水挡墙也可为其他廉价且不透水的材质板材等，对此不作限定，以能阻挡流水为目的。

在上述实施例的基础上，进一步地，补播草种包括垂穗披碱草和冷地早熟禾，进行混播。

本实施例基于上述实施例，对补播的草种进行了说明。可选择垂穗披碱草和冷地早熟禾，进行混播。但可选择的草种并不局限于此，只要能适应冻土区生长的草种均可。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法包括：

人工制作有机质土：取工程取土场或滑坡区域表层深度为20cm的土壤，与牛羊粪翻耕混合，其中，牛羊粪比为2:1，土粪混合比为30:1；大面积选择机械翻耕，小面积可以进行人工混合。

对取土场或滑坡地形成的坑洼地形进行土地平整，覆盖有机物质层，比如：泥炭碎屑、锯末以及其他廉价有机物边料，以起到保护冻土作用，并在后期起到底肥的功效。在有机物质层上铺设有机质土，对地表进行机械平整，人工构建土壤有机表土层。

在人工构建的有机表土层补播草种。草种选择垂穗披碱草、冷地早熟禾，进行混播，两种草种混合比例为1:1，播种量为16-20Kg/hm²。

对播种的草种施氮肥，比如尿素，其中，尿素的施加比例可为：100Kg/hm²。

对播种区域使用地膜覆盖，地膜上层使用草帘覆盖，达到保温保水，防止风蚀、雨蚀的效果。

在补播草种发芽后揭去地膜，仍然覆盖草帘，以达到透光、透气、透水、保温、防土壤侵蚀，并降低水分蒸发率的效果。

在次年及第三年在地表施氮肥，比如尿素，其中，尿素的施加比例可为：100Kg/hm²。

本实施例提供的一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，基于底层隔热即冻土保护、有机土壤重建和地表植被再生，适用于多年冻土区突变型退化草地恢复。本方法比较系统，贯穿土壤重建到草种播种、生长以及后期巩固的全过程，有利于生态的持续发展。

该方法在局部工程破坏地，可行性高；操作步骤简单，施工难度小；后期维护成本低；适合在青藏铁路、公路沿线和滑坡地大面积推广。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多年冻土区突变型退化草地恢复方法，其特征在于，对退化草地进行翻耕，铺设人工制作的有机表土层；在所述有机表土层底部铺设有机物质层，用于保护下层冻土；在所述有机表土层补播草种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述有机表土层表面覆盖地膜，对所述草种进行保温保墒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述地膜上方覆盖草帘，用于减少地表的扬尘并预防地面径流的产生。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在所述退化草地的地面以下建造阻水挡墙，所述阻水挡墙与所述退化草地的地下冻土层的流动水接触，且所述阻水挡墙与所述流动水的流向垂直，所述阻水挡墙用于减少降雨随径流的流失以及抬高地下水位。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述草种发芽后揭去地膜，保留所述草帘。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机物质层的厚度为5-10cm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机表土层的厚度为15-25cm。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机物质层包括锯末、泥炭碎屑以及有机物边料。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阻水挡墙为PVC板。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，补播草种包括垂穗披碱草和冷地早熟禾，进行混播。