CN109121842B - 一种混合生态带系统及其构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种混合生态带系统及其构建方法，所述生态带系统包括地下防护系统、地表水积蓄系统以及植被恢复系统，将沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带，其中，所述地下防护系统设置在所述咸淡混合区生态带的地下，用于调控所述咸水区生态带和所述淡水区生态带的地下水的相互交换，所述地表水积蓄系统位于所述淡水区生态带，所述植被恢复系统包括咸水区生态带恢复系统，咸淡混合区生态带恢复系统以及淡水区生态带恢复系统。本发明实施例的混合生态带通过构建适合当地的咸淡混合区水生态带，有效积蓄淡水资源，实现对沿海滩涂地区的防护和管控，避免土壤返盐，有效遏制植物多样性减退程度。
Description
技术领域
本发明涉及生态系统构建技术领域，具体涉及一种混合生态带系统及其构建方法。
背景技术
我国有着广阔的海岸线及近海滩涂，沿海滩涂作为海陆交界地带，在生态环境、水产养殖和旅游度假等方面都具有重要的环境意义和经济价值。沿海滩地作为海陆交界地带，在围垦造地、生态环境、水产养殖和旅游度假等方面都具有重要的环境意义和经济价值。近来围填海活动在沿海地区盛行，加剧了对滨海滩涂的盲目开垦和改造、生物资源的过度利用、水资源的不合理利用、污染的加剧、海岸侵蚀不断扩展等问题，导致沿海滩涂面积急剧减少，功能和效益不断下降。
传统的滩涂海岸考虑工程安全的需要，多以浆砌或干砌块石、现浇混凝土等为主，隔绝了土壤植物大气中能量和物质的流动，摧毁了大多数沿海生物及其生存环境，破坏了沿海滩涂生态系统整体平衡。同时，近沿海围堤范围内直接采用物理、化学和生物等改良技术对盐碱土进行改良利用，但由于近沿海滩涂地区地下水水质、水量受到海水运动等自然条件影响，盐水上溯，从而地表土壤盐分极易返盐。
综上所述，现有技术中的生态带的建筑，存在明显的不足和缺陷，亟待进一步改进。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种混合生态带系统及其构建方法，用以解决现有沿海工程破坏生态系统严重，对盐碱土的改善不明显，容易造成地表土壤盐分极易返盐的缺陷问题。
为实现上述目的，本发明实施例一种混合生态带系统，所述生态带系统包括地下防护系统、地表水积蓄系统以及植被恢复系统，将沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带，其中，所述地下防护系统设置在所述咸淡混合区生态带的地下，用于调控所述咸水区生态带和所述淡水区生态带的地下水的相互交换，所述地表水积蓄系统位于所述淡水区生态带，所述植被恢复系统包括咸水区生态带恢复系统，咸淡混合区生态带恢复系统以及淡水区生态带恢复系统。
优选的，所述地下防护系统包括支撑骨架，与所述支撑骨架固定的可控透水层以及与所述可控透水层外侧固定的外滤层；
所述可控透水层与所述支撑骨架、所述外滤层可拆卸连接。
优选的，所述可控透水层的数量为2。
优选的，所述透水层的透水系数范围为0-1。
优选的，所述地下防护系统还包括设置在所述可控透水层的水位传感器和水质传感器。
优选的，所述地表水积蓄系统包括设置在所述咸淡混合区生态带以及淡水区生态带的沟、河以及水塘。
本发明实施例还提供一种构建混合生态带系统的方法，其包括以下步骤：
对沿海滩涂进行地形勘查，获取土壤、地下岩性裂隙、地下水位、水质、海水潮汐规律以及野生植被种类信息；
根据勘查的所述信息，将所述沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带；
在所述咸淡混合区生态带的地下构建地下防护系统，所述地下防护系统位于所述咸淡混合区生态带地下海水入侵通道处；
在所述淡水区生态带上沿着海岸线方向，设置地表水积蓄系统；
在所述咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带上设置植被恢复系统。
优选的，所述地下防护系统的构建方法为：
沿着海水入侵通道的截流方向安装支撑骨架，在支撑骨架的两侧分别安装可控透水层，在所述可控透水层的外侧安装外滤层；
在所述可控透水层内安装水位传感器和水质传感器。
优选的，所述淡水区生态带以及靠近所述咸淡混合区生态带设置低耐盐碱强的野生乡土灌草植物，形成淡水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统；
所述咸水区生态带以及靠近所述咸淡混合区生态带设置高耐盐耐碱的野生乡土灌草植物，形成咸水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统。
优选的，在所述淡水区生态带恢复系统、咸淡混合区生态带恢复系统以及咸水区生态恢复系统周围设置挡板。
本实发明的实施例中，如下表1所示，低耐盐植物和高耐盐植物的区分，是随机挑选饱满种子30-200粒，均匀置于垫滤纸的培养皿中，加入配好的盐碱溶液，以种子的芽长等于种子长度的一半，根长等于种子长度为发芽标准，调查种子的发芽数。
表1盐碱危害程度等级表
注：盐/碱指数(％)＝(对照发芽率-胁迫下发芽率)/对照发芽率× 100％；本发明实施例中，高耐盐耐碱的野生乡土灌草植物是1-3级；低耐盐碱强的野生乡土灌草植物为4-6级。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供一种混合生态带系统及构建方法，该系统和方法根据沿海滩涂的特点，构建适合当地的咸淡混合区水生态带，提升生物多样性水平，有效积蓄淡水资源，实现对沿海滩涂地区的防护和管控，避免土壤返盐，有效遏制植物多样性减退程度；本发明实施例就地取材进行当地野生植物群落修复，大大降低了成本，同时，通过地下防护系统的调控能有效减少土壤返盐改良次数，减轻二次污染。
附图说明
图1为本发明实施例混合生态带系统的剖面结构示意图。
其中，
1-地下防护系统；11-支撑骨架；12-可控透水层；13-水质传感器；14- 水位传感器；15-外滤层；2-地表水积蓄系统；21-土沟；22-浅塘；3-自然植被恢复系统；31-挡板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明实施例提供一种混合生态带系统，该生态带系统包括地下防护系统1、地表水积蓄系统2以及植被恢复系统3，将沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带，其中，地下防护系统1设置在咸淡混合区生态带的地下，用于调控咸水区生态带和淡水区生态带的地下水的相互交换，地表水积蓄系统2位于淡水区生态带，植被恢复系统包括咸水区生态带恢复系统，咸淡混合区生态带恢复系统以及淡水区生态带恢复系统。本发明混合生态带系统根据沿海滩涂的特点，构建适合沿海情况的咸淡水生态带，可显著提升生物多样性水平，有效积蓄淡水资源，有效实现对沿海滩涂地区的防护和管控。
其中，地下防护系统1包括支撑骨架11，与支撑骨架11固定的可控透水层12以及与可控透水层12外侧固定的外滤层15；可控透水层12与支撑骨架11、外滤层15可拆卸连接。可控透水层12的数量为2层，分别位于支撑骨架11的两侧，可控透水层12的透水系数范围为0-1。该地下防护系统1还包括设置在可控透水层12的水位传感器14和水质传感器13，通过水位传感器14可实时地检测内侧和外侧水的水位，通过水位传感器和水质传感器可以实时检测内侧和外侧水的盐度等信息，传感器的设置可实时提供相关水位及水质的信息，根据该信息调整可控透水层 12的透水系数。本发明实施例的地下防护系统主要用于调控海水和沿海滩涂地区地下水之间的相互交换，地下防护系统设置在咸淡混合区生态带范围内的地下。其中，支撑骨架的材料可选用耐腐蚀的工程塑料、不锈钢、铸铁或玻璃钢等。
如表2所示，本发明实施例的咸淡混合区生态带的地下防护系统在正常使用时的调控模式：
表2为本发明实施例的地下防护系统调控模式
注：H外、S外和H内、S内分别为地下防护系统近海外侧地下水水位、盐度和内侧地下水水位、盐度。
本发明实施例的地下防护系统1，在H外>H内，S外≤S内的条件下，通过更换可控透水层12，达到调节可控透水12层的透水系数的目的，实现内侧的淡水补充到外侧，保持内侧水的盐度不至于太高，使得咸淡混合区生态带区域的水的盐度实现缓冲，避免局部出现盐度过高或者过低的现象。
当H外＞H内，S外＞S内的条件下，将可控透水层12的透水系数设为0，避免外侧海水通过可控透水层12进入到内侧，从而避免海水入侵内陆地区，保持内侧水的盐度不至于太高，从而保持咸淡混合区生态带的水的盐度位于一定的盐度范围，实现其盐度范围的缓冲，避免盐度范围的大幅上升或下降。
当H外＜H内，S外≤S内的条件下，将可控透水层12的系数调整为1，内侧盐浓度高的水通过可控透水层12排泄到外侧，使得内 侧水盐度下降，从而使得咸淡混合区生态带的水盐度位于一定的盐度范围，实现水的盐度范围的缓冲，避免盐度范围的大幅上升或下降。
当H外＜H内，S外＞S内的条件下，将可控透水层12的系数，将内侧的水通过可控透水层进入到外侧，实现对外侧水的盐度的调整，降低外侧水的盐度，避免局部盐度范围的大幅上升或者下降。
具体的，在改变可控透水层12的透水系数时，一方面可通过更换透水层的方式实现；另一方面，可以通过可以通过可控透水层的材料的紧密程度实现。
其中，地表水积蓄系统2包括设置在咸淡混合区生态带以及淡水区生态带的沟、河以及水塘。地表水积蓄系统2主要用于储蓄内陆的降雨径流，主要由土质沟、河和浅塘为主，水源积蓄系统储水量V，通过 V＝Q＝α*S*h计算，其中，V为地表水源积蓄系统储水量，Q降雨产生的地表水量，S为区域降雨计算面积，α为计算面积对应的径流系数，h 为年平均降雨量。
此外，本发明实施例还提供的一种构建混合生态带系统的方法，其包括以下步骤：
对沿海滩涂进行地形勘查，获取土壤、地下岩性裂隙、地下水位、水质、海水潮汐规律以及野生植被种类等信息。具体的，需要对防护沿海滩涂进行地形地貌勘查，获取当地土壤、地下岩性裂隙、地下水位、水质、海水潮汐规律、野生植被等资料。
根据勘查信息，将沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带；在上述信息的基础上，根据海水潮汐对当地地下水影响范围确定咸淡混合区生态带的长度和宽度，选择合适的地下防护系统1安装地点，确定地下防护系统1的断面尺寸。
在咸淡混合区生态带的地下构建地下防护系统1，地下防护系统1位于咸淡混合区生态带地下海水入侵通道处；如果区域内存在海水入侵通道，可根据需要布设多道地下防护系统1。施工时，可采用挖槽机械沿着工程的周边轴线开挖出指定尺寸的深槽，清槽后，按照设计高程、距离和顺序安装地下防护系1。具体的，地下防护系统1的构建方法为：沿着海水入侵通道的截流方向安装支撑骨架11，在支撑骨架11的两侧分别安装可控透水层12，在可控透水层12的外侧安装外滤层15；在可控透水层 12内设置水质传感器和水位传感器。
在淡水区生态带上沿着海岸线方向，设置地表水积蓄系统2；沿着海岸线方向布设土质沟、河和和浅塘，组成半开放式河网，布置形式，根据地形选择地域和周遭环境确定，可为树枝状、平行或格网状等。其中，土质沟、河和和浅塘挖深0.5-1.5m，边坡大于1:3。
在咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带上设置植被恢复系统3。淡水区生态带以及靠近咸淡混合区生态带设置低耐盐碱强的野生乡土灌草植物，形成淡水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统；咸水区生态带以及靠近咸淡混合区生态带设置高耐盐耐碱的野生乡土灌草植物，形成咸水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统。在淡水区生态带恢复系统、咸淡混合区生态带恢复系统以及咸水区生态恢复系统周围设置挡板31，挡板31高于地面 5-10cm，挡板31的材料为耐盐碱的工程塑料、钢板等，植被恢复后拆除回收再利用。
本发明的实施例自然植被恢复系统采用自然恢复法提升生态带的生物多样性，即在生态带内靠近海边侧栽种撒播耐盐碱强的野生乡土灌草品种，靠近内陆淡水侧栽种撒播适宜耐盐碱弱的野生乡土灌草植物，低洼处种植耐水性强的灌草品种。可在沿海滩涂附近寻找野生植物资源丰富的路边、丘陵、湿地、水生和盐土草地，搜集野生乔灌木植被的种子，在不影响来年生长的情况下对已成熟的草丛和灌草丛进行收割，将收割野灌草搅碎，均匀拌入待修复区域地表。
本发明实施例通过构建咸淡混合区生态带，在硬质堤防与耕地的中间形成缓冲带，利用沿海潮汐影响地下水规律给予沿海生态系统恢复发展空间，同时，通过地表水积蓄系统积蓄淡水资源，对当地地下水进行监测调控，有利于内陆生活应用；本发明实施例提供的混合生态带系统采用当地沿海滩涂的植被恢复，能有效遏制植物多样性减退程度，有利于构建稳定的生物群落，可开发当地野生植物的药用、饲用、食用价值，为当地的微生物、动物提供生存环境；本发明实施例就地取材进行当地野生植物群落修复，大大降低了成本，同时，通过地下防护系统的调控能有效减少土壤返盐改良次数，减轻二次污染。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种混合生态带系统，其特征在于，所述生态带系统包括地下防护系统、地表水积蓄系统以及植被恢复系统，将沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带，其中，所述地下防护系统设置在所述咸淡混合区生态带的地下，用于调控所述咸水区生态带和所述淡水区生态带的地下水的相互交换，所述地表水积蓄系统位于所述淡水区生态带，所述植被恢复系统包括咸水区生态带恢复系统，咸淡混合区生态带恢复系统以及淡水区生态带恢复系统；所述地表水积蓄系统包括设置在所述咸淡混合区生态带以及淡水区生态带的沟、河以及水塘；
所述地下防护系统包括支撑骨架，与所述支撑骨架固定的可控透水层以及与所述可控透水层外侧固定的外滤层；所述可控透水层与所述支撑骨架、所述外滤层可拆卸连接；
沿着海水入侵通道的截流方向安装所述支撑骨架，在所述支撑骨架的两侧分别安装所述可控透水层，在所述可控透水层的外侧安装所述外滤层；所述透水层的透水系数范围为0-1；
当H外＞H内，S外＞S内的条件下，将所述可控透水层的透水系数设为0，避免外侧海水通过所述可控透水层进入到内侧，从而避免海水入侵内陆地区，保持所述咸淡混合区生态带的水的盐度位于一定的盐度范围，实现其盐度范围的缓冲，避免盐度范围的大幅上升或下降；
当H外＜H内，S外≤S内的条件下，将所述可控透水层的系数调整为1，内侧盐浓度高的水通过所述可控透水层排泄到外侧，使得内侧水盐度下降，从而使得所述咸淡混合区生态带的水盐度位于一定的盐度范围，实现水的盐度范围的缓冲，避免盐度范围的大幅上升或下降；
当H外＜H内，S外＞S内的条件下，如降雨量Q≥V，增大所述可控透水层的透水系数，将多余的水排入外侧，将内侧的水通过所述可控透水层进入到外侧，实现对外侧水的盐度的调整，降低外侧水的盐度，避免局部盐度范围的大幅上升或者下降；
其中，H外、S外和H内、S内分别为地下防护系统近海外侧地下水水位、盐度和内侧地下水水位、盐度，V为地表水源积蓄系统储水量，Q为降雨产生的地表水量。
2.如权利要求1所述的混合生态带系统，其特征在于，所述可控透水层的数量为2。
3.如权利要求1所述的混合生态带系统，其特征在于，所述地下防护系统还包括设置在所述可控透水层的水位传感器和水质传感器。
4.一种构建权利要求1所述的混合生态带系统的方法，其特征在于包括以下步骤：对沿海滩涂进行地形勘查，获取土壤、地下岩性裂隙、地下水位、水质、海水潮汐规律以及野生植被种类信息；
根据勘查的所述信息，将所述沿海滩涂划分咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带；
在所述咸淡混合区生态带的地下构建地下防护系统，所述地下防护系统位于所述咸淡混合区生态带地下海水入侵通道处；
在所述淡水区生态带上沿着海岸线方向，设置地表水积蓄系统；
在所述咸水区生态带、咸淡混合区生态带以及淡水区生态带上设置植被恢复系统；
所述地下防护系统的构建方法为：
沿着海水入侵通道的截流方向安装支撑骨架，在支撑骨架的两侧分别安装可控透水层，在所述可控透水层的外侧安装外滤层；
在所述可控透水层内安装水位传感器和水质传感器。
5.如权利要求4所述的构建混合生态带系统的方法，其特征在于，
所述淡水区生态带以及靠近所述咸淡混合区生态带设置低耐盐耐碱的野生乡土灌草植物，形成淡水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统；
所述咸水区生态带以及靠近所述咸淡混合区生态带设置高耐盐耐碱的野生乡土灌草植物，形成咸水区生态带恢复系统以及部分咸淡混合区生态带恢复系统。
6.如权利要求4所述的构建混合生态带系统的方法，其特征在于，
在所述淡水区生态带恢复系统、咸淡混合区生态带恢复系统以及咸水区生态恢复系统周围设置挡板。
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