CN107996372B - 采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，包括：选择符合条件的密刺苦草实生苗，并按照要求进行保存；将密刺苦草实生苗在特定时间并按照一定间距，再配合相应的苗夹栽植在预处理的采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区；在完成密刺苦草的栽植后，对工程区密刺苦草植物群落的生态指标进行监测，并对生长期的水位进行管理。该方法通过构建高效的初级生产者沉水植被，发挥中度沉陷湿地水生生态系统的生态服务功能，提高中度沉陷湿地的土地利用效率。

Description

采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法

技术领域

本发明涉及生态工程技术领域，尤其涉及一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法。

背景技术

两淮矿区是华东地区重要的能源基地，也是国家规划的14个大型煤炭基地之一。两淮煤矿主要包括淮北矿区和淮南煤田两大矿区。

淮北矿区是我国东部尚存煤炭资源储量最大的煤田之一，淮北矿区涉及淮北、亳州、宿州三市，煤矿范围东西长40～150km，南北宽135km左右，面积约12350km²。根据地质构造的发育特点和地理位置，以宿北断层为界大致将矿区分为北、南两大块。两淮矿区煤田均位于平原地区，地下水埋藏浅，同时有淮河水系流经该区域，因此，煤炭开采后会形成大面积的高潜水位、非稳沉采煤沉陷湿地。这些采煤沉陷湿地多为原来的农田沉陷而成，形成三种类型：①轻度沉陷区湿地，水深不足1m，②中度沉陷湿地，水深1m～2m，③深度沉陷湿地，水深2m以上的沉陷区。

目前还处于非稳沉阶段初期，水深多为3米以内，土地复垦难度大，土地利用率低；所形成的水生植物群落物种单一，以水花生和水烛为优势种，生物多样性低，不能发挥湖泊生态系统的服务功能。

采煤沉陷影响了原有的社会经济体系，严重制约了两淮矿区社会经济的可持续发展；通过构建高效的初级生产者沉水植被，提高沉陷湿地水生生态系统的生态服务功能，是保障两淮矿区社会经济可持续发展的战略需求重要举措之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，可以提高中度沉陷湿地土地利用效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，包括：

选择符合条件的密刺苦草实生苗，并按照要求进行保存；

将密刺苦草实生苗在特定时间并按照一定间距，再配合相应的苗夹栽植在预处理的采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区；

在完成密刺苦草的栽植后，对工程区密刺苦草植物群落的生态指标进行监测，并对生长期的水位进行管理。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过构建高效的初级生产者沉水植被，发挥中度沉陷湿地水生生态系统的生态服务功能，提高中度沉陷湿地的土地利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的特制苗夹的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，如图1所示，其主要包括如下步骤：

步骤1、密刺苦草实生苗的采集和保存。

本发明实施例中，需要选择符合条件的密刺苦草实生苗，并按照要求进行保存，具体来说：

沉水植物密刺苦草实生苗起苗时选择不超过预定水位处(低水位)的生长较高的实生苗，苗高在30cm～35cm，手工起苗。快速计量后放入长60cm，宽45cm，高35cm塑料筐内，用土工布包扎好，放入浅水中保存。

步骤2、密刺苦草实生苗的运输。

将实生苗通过湿润的土工布包扎好，适量放入塑料筐内，规整放置车内，防止实生苗因挤压损伤。运输途中，适量撒上水，以防止在运输过程中实生苗失水死亡。装运种苗应做到：轻装、轻放、轻卸，确保种苗不受损。

装运时应清点数量，检查规格及质量。实生苗运输时间应选择在早晨或夜间，原则上保证随起、随装、随运。运输过程中要覆盖、防风、防光、不能重压、保证湿度、防止脱水，夏天长距离装运，宜用冷藏车或车厢中放入冰块，中途需洒水，以降低温度，增加湿度，确保植物体新鲜，到现场后应立即组织卸车，并解开布袋，置于遮光水体中，防止发热腐烂和脱水，尽早组织栽植施工作业。

步骤3、采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区的预处理。

本步骤与之前的步骤1不区分先后顺序，即可以同步执行也可以分部执行。

预处理主要包括：

水位控制：栽植水深与透明度比例为1:1以下，生长水深与透明度比例为2:1以下，水深保持在1.0m～2.0m；

水质保护：水质透明度大于70cm，水体pH值为7.0～9.0之间；

地形整理：底泥厚度在20cm以上，质地与肥力达到预定要求(质地以松软为好，肥力中等以上)，清除建筑垃圾、杂草、树根及其他残留物，清除表面的水绵。

步骤4、密刺苦草实生苗的栽植。

本发明实施例中，将密刺苦草实生苗在特定时间并按照一定间距，再配合相应的苗夹栽植在预处理的采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区，主要过程如下：

1)栽植季节：在每年的3月10日～20日。

2)密刺苦草实生苗质量：需保证其实生苗长势健壮、根系完整，休眠繁殖体块茎饱满、无病虫害、无杂草、不脱水

3)栽植密度：按照行距和间距2m×2m栽植在工程区。

4)栽植方法：栽植时采用人工持特制苗夹将密刺苦草实生苗栽入0.7m～1.0m深的水底。如图2所示，为特制苗夹的示意图，特制苗夹以捕蛇夹为主体材料，蛇夹钳部用土工布包扎，防止损伤沉水植物实生苗，特制苗夹整体长度为1.0m～1.2m。

步骤5、工程区密刺苦草植物群落的生态指标监测，以及生长期的水位管理。

本发明实施例中，在完成密刺苦草的栽植后，对工程区密刺苦草植物群落的生态指标进行监测，并对生长期的水位进行管理，主要过程如下：

1)栽植完成之后起，前两个月每2周进行一次监测；监测指标包括平均水深、水生植物平均密度、平均盖度、平均高度与平均生物量。

2)水位控制和水质保证。

水位变动范围控制在密刺苦草承受的幅度之内：根据水位情况和实生苗生长状况，调整水位的高度，保证实生苗定植存活；长时间水位过高会导致密刺苦草植株死亡；水位过低使密刺苦草露出水面而受日灼，如底泥裸露，会导致密刺苦草因脱水死亡。当实生苗正常生长时，水位逐渐升高，以利于密刺苦草的最优生长。水质则与栽植时的要求一致；

3)除杂草。

去除水体表面的其他水生植物：及时去除水体表面的其他水生植物，防止透明度过低。在进行植被构建整个过程中要防止香蒲、轮藻等其他容易爆发的水生植物，侵占密刺苦草的生存空间，需要长期管护和定期监测，必要时对香蒲进行人工刈割，对轮藻进行清理。

4)补植

对于成活率不能达到设计要求的工程区进行补植，补植方法同栽植方法。

5)生长期管理

定期监测实生苗生长状况，早期每周人工划船至沉水植物栽植区，监测实生苗的状况，监测平均株高、盖度和植株生长情况；根据实生苗监测结果，待到植株平均株高达到1.3m～1.5m时，维持水位在1.5m～2.0m，保证沉水植物自然生长繁殖。

本发明实施例提供上述方案，在处于非稳沉阶段的中度沉陷浅水湿地区，构建密刺苦草沉水植被，生长旺盛季节盖度超过90％,发挥重要的生态服务功能，可以提高中度沉陷湿地的土地利用效率。

下面结合具体示例对本发明做详细介绍。

安徽省通江湖泊水文过程存在枯水期和丰水期的周期性变化，沉水植物的生长发育过程是与水文过程是一致的。在4月份枯水期，湖泊水位低，沉水植物密刺苦草开始萌发，后期随着水位的逐渐上升，沉水植物逐渐生长，在丰水期沉水植物生长最旺盛，盖度达到最大。而高潜水位、非稳陷采煤沉陷区水文是相对稳定的，特别是水深在1m～2m的中度沉陷湿地，沉水植物人工直接定植困难。

本示例中，以浅水湖泊典型沉水植物密刺苦草作为工具物种，在亳州市涡阳区采煤沉陷区中度沉陷湿地构建新的沉水植被，建立沉水植被构建技术示范工程。

工程区面积为5.4hm²，密刺苦草种苗规格为株高为20-30cm实生苗，种植于密刺苦草示范工程区域，实生苗间距为株距和行距为2m×2m。

具体实施步骤包括：

1、种苗采集：

2017年3月14日，于安徽省石台县秋浦河采集沉水植物密刺苦草实生苗，密刺苦草实生苗起苗时选择低水位处生长较高的实生苗，苗高在30cm～35cm，手工起苗。快速计量后放入长60cm，宽45cm，高35cm塑料筐内，用土工布包扎好，放入浅水中保存。共采集密刺苦草实生苗8框，采集约13500颗密刺苦草实生苗。

2、种苗运输

2017年3月14日，通过车辆运输将采集的密刺苦草实生苗运往安徽省亳州市涡阳工程区，将密刺苦草实生苗通过湿润的土工布包扎好，适量放入塑料筐内，规整放置车内，防止实生苗因挤压损伤。运输途中，适量撒上水，以防止在运输过程中实生苗失水死亡。装运种苗时轻装、轻放、轻卸，确保种苗不受损。

装运时清点数量，检查规格及质量。实生苗运输时间应选择在早晨或夜间，保证随起、随装、随运。运输过程中要覆盖、防风、防光、不能重压、保证湿度、防止脱水，确保植物体新鲜，到现场后应立即组织卸车，并解开布袋，置于遮光水体中，防止发热腐烂和脱水。

3、工程区土壤管理

在种植沉水植物前对欲构建的工程区中度沉陷湿地进行水位控制，栽植水深要求与透明度比例为1:1以下，生长水深要求与透明度比例为2:1以下，水深保持在1.0m～2.0m；进行水质保护，水质要求洁净，适宜生长的水体pH值为7.0～9.0之间，透明度大于70cm。进行地形整理，要求底泥厚度要求在20cm以上，质地以松软为好，肥力中等以上，清除栽植区域内的建筑垃圾、杂草、树根等残留物，清除表面的水绵；

4、选择密刺苦草实生苗移栽，于2017年3月15日，将密刺苦草实生苗按照行距间距2m×2m栽植于示范工程区，最初定植实生苗时水深控制在0.8m～1.0m。

5、密刺苦草实生苗使用特制苗夹进行栽植，苗夹整体长度为1.2m，适合人工栽植。

6、对工程区主要物种的生态指标进行检测，并进行生长期管理。

7、工程区主要物种的生态指标

(1)优势物种密刺苦草的生态指标

①2017年4月下旬至9月，5个月内每2周1次对工程区水生植物群落的生长状况进行监测。4月份密刺苦草实生苗长势良好，通过对工程区5个1m×1m的样方监测，株高为40cm～45cm，盖度为20％。

②2017年5月份苦草长势良好，此时工程区平均水深为1.3m，盖度达到45％，平均株高度达58cm。

③2017年6月份苦草生长良好。在水深1.5m时，苦草平均密度为300棵/㎡，平均株高为85cm，平均根状茎长度为12.5cm，平均每株根状茎能萌发产生3个新植株，平均鲜重为1550g/㎡。

④2017年7月份苦草生长进入繁盛期，密度、盖度、高度、生物量都明显增加。此时工程区水位下降，平均水深为85cm，平均密度为787棵/㎡，平均株高为89cm，平均根状茎长度为12.7cm，平均每株根状茎能萌发产生4个新植株，平均鲜重为6550g/㎡。

⑤2017年8月份苦草进入开花阶段，生长逐渐达到顶峰。此时工程区平均水深为1.7m，平均密度为725棵/㎡，平均株高为90cm，平均花蕾数为11个/棵，平均叶片个数为9个/棵，平均鲜重为7140g/㎡。

⑥2017年9月份调查发现苦草已开始进入结实阶段。此时平均水深为1.3m，平均密度为619棵/㎡，平均株高为100cm，平均花蕾数为25个/棵，平均结实数为13个/棵，平均叶片个数为11个/棵，平均鲜重为8765g/㎡。

8、生长期水位管理和生境配制

(1)水位管理在进行沉水植物群落构建过程中要注意保障示范工程试验区水位深度，栽培早期，即3月～4月水位宜保持在80cm左右，5月份，随着植物的定植生长，逐渐提高水位，6月以后整个沉水植物群落区域的的水位宜保持在1.5m左右，整个工程区域内密刺苦草植株生长最优。

(2)植物管护在进行植被构建整个过程中要防止香蒲、轮藻等其他容易爆发的水生植物，侵占密刺苦草的生存空间，需要长期管护和定期监测，必要时对香蒲进行人工刈割，对轮藻进行清理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，其特征在于，应用于两淮矿区，包括：

选择符合条件的密刺苦草实生苗，并按照要求进行保存；

将密刺苦草实生苗在特定时间并按照一定间距，再配合相应的苗夹栽植在预处理的采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区；苗夹以捕蛇夹为主体材料，蛇夹钳部用土工布包扎；

在完成密刺苦草的栽植后，对工程区密刺苦草植物群落的生态指标进行监测，并对生长期的水位进行管理，包括：

栽植完成之后起，前两个月每2周进行一次监测；监测指标包括平均水深、水生植物平均密度、平均盖度、平均高度与平均生物量；

水位变动范围控制在密刺苦草承受的幅度之内：根据水位情况和实生苗生长状况，调整水位的高度；当实生苗正常生长时，水位逐渐升高；水质则与栽植时的要求一致；

去除水体表面的其他水生植物；

对于成活率不能达到设计要求的工程区进行补植，补植方法同栽植方法；

定期监测实生苗生长状况，监测实生苗的状况，监测平均株高、盖度和植株生长情况；根据实生苗监测结果，待到植株平均株高达到1.3m～1.5m时，维持水位在1.5m～2.0m。

2.根据权利要求1所述的一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，所述选择符合条件的密刺苦草实生苗，并按照要求进行保存包括：

选择不超过预定水位处的且苗高在30cm～35cm的密刺苦草实生苗，计量后放入塑料筐内，用土工布包扎好，放入浅水中保存。

3.根据权利要求1所述的一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，所述将密刺苦草实生苗在特定时间并按照一定间距，再配合相应的苗夹栽植在预处理的采煤沉陷区中度沉陷湿地中的工程区包括：

在每年的3月10日～20日将密刺苦草实生苗以按照行距和间距2m×2m栽植在工程区，栽植时采用人工持特制苗夹将密刺苦草实生苗栽入0.7m～1.0m深的水底。

4.根据权利要求1或3所述的一种采煤沉陷区中度沉陷湿地密刺苦草沉水植被的构建方法，采煤沉陷区中度沉陷湿地的预处理过程如下：

水位控制：栽植水深与透明度比例为1:1以下，生长水深与透明度比例为2:1以下，水深保持在1.0m～2.0m；

水质保护：水质透明度大于70cm，水体pH值为7.0～9.0之间；

地形整理：底泥厚度在20cm以上，质地与肥力达到预定要求，清除建筑垃圾、杂草、树根及其他残留物，清除表面的水绵。

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