CN109463257A - 用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质及应用方法，基质包括下层的营养层，中层的种子层和上层的保护层；营养层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33‑40％、腐熟枝桠材46‑53％、粉碎枝桠材11‑16％、有机复合肥1.2‑1.8％、复合微生物肥料0.15‑0.30％、甲基纤维素0.35‑0.50％；所述种子层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33‑40％、腐熟枝桠材46‑53％、粉碎枝桠材11‑16％、有机复合肥1.2‑1.8％、复合微生物肥料0.15‑0.30％、甲基纤维素0.35‑0.50％、植物种子0.30‑0.45％；所述保护层包括以下组分及体积百分比计：壤土18‑23％、粉碎枝桠材75‑80％，土壤粘结剂1‑3％；应用方法：铺设金属网后，依次喷播营养层、种子层、保护层后进行养护管理。本发明提供的基质具有耐受风蚀、保水性好，提高植物成活率的有益效果。

Description

用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质及应用方法

技术领域

本发明涉及超高海拔自然裸露山体植被恢复技术领域，具体是用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质及应用方法。

背景技术

超高海拔地区自然环境恶劣，缺氧、贫瘠、高辐射和高蒸发量的极端自然条件对植物的正常生长造成挑战。恶劣的环境条件使西藏地区形成大面积的自然裸露山体，石质或土质的裸露山体不仅严重影响西藏地区的生态景观，而且，随着雨水的冲刷，山体的土壤养分流失、承载力下降，会进一步造成土地贫瘠、植被破坏，同时影响山体、斜坡的稳定性，增加自然灾害发生的概率。

CN108277812A提供了一种山体修复结构及山体修复方法，山体修复结构包括骨架层、填料层、喷浆层、坡面层和坡面根植层。在待修复的坡面内连接骨架层，对坡面内进行支撑，在骨架层内填充填料层，对骨架层内进行加固，在填料层的上部依次铺设喷浆层、坡面层和坡面根植层，加固了坡面的牢固性。该方法施工难度大、成本高，不适合大面积推广。

CN103711134A涉及一种可直接栽种植物的山体修复方法，包括制备植被混凝土、制备高分子团粒、喷播准备工作、直接栽种植物等步骤。该方法不适合超高海拔地区高蒸发量、高辐射的自然环境条件，直接栽种的树苗因缺少水分而不易成活。

CN108841399A涉及一种有机覆盖物，所述有机覆盖物包括废料、多空聚丙烯酸改性羟丙基甲基纤维素、颜料，该有机覆盖物可应用于生态修复、山体修复等。超高海拔地区雨季降雨集中，该有机覆盖物无法抵御高频率的雨水冲刷，易造成基质流失，无法达到植被修复效果。

可见，现有技术提供的山体植被修复基质难以适应超高海拔地区缺氧、贫瘠、高辐射和高蒸发量的气候；存在不耐风蚀和雨水冲刷，容易开裂，保水性差，无法保证植物生长所需的水分和养分的问题。

发明内容

本发明提供用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质及应用方法，解决了现有技术中存在的现有基质不适用于超高海拔区域的技术问题。

本发明是这样实现的：用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，基质包括下层的营养层，中层的种子层和上层的保护层；

(1)营养层

所述营养层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％，所述营养层的厚度为7-10cm；

(2)种子层

所述种子层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％、植物种子0.30-0.45％，所述种子层厚度为2-3cm；

(3)保护层

所述保护层包括以下组分及体积百分比计：壤土18-23％、粉碎枝桠材75-80％、土壤粘结剂1-3％，所述保护层厚度为0.5-1cm。

保护层增加枝桠材秸秆和保水剂及其用量，可增加基质抗剪强度，减少水分蒸发，保温保墒，更好地克服超高海拔地区高蒸发量的自然环境条件。

作为一种优选的实施方案，所述复合微生物肥料包括藻类、细菌类、真菌类。

作为一种优选的实施方案，所述藻类包括绿球藻≥50亿/mL、鱼腥藻≥50亿/mL。

藻类可以进行光合作用，提高土壤中的含氧量，缓解超高海拔地区缺氧导致土壤氧含量低的情况，为其他微生物的生长繁殖提供氧气，对土壤中有机质含量和微生物量的提高有积极影响。

作为一种优选的实施方案，所述细菌包括红螺菌≥30亿/mL、亚硝基梭菌≥30亿/mL、无色杆菌≥30亿/mL、假单胞菌≥30亿/mL。

硝基梭菌为硝化细菌，可以将土壤中的氨或铵盐转变为硝酸盐，从而增加植物可利用的氮素营养。无色杆菌、假单胞菌为磷细菌，可使土壤中不能被植物利用的磷化物转变成可被利用的可溶性磷化物。

作为一种优选的实施方案，所述真菌包括漆斑菌≥50亿/mL、耙菌≥50亿/mL。

漆斑菌、耙菌为纤维素分解菌，在有氧条件下，分解土壤中的纤维素，为植物生长提供养分。

作为一种优选的实施方案，所述腐熟枝桠材为粉碎枝桠材过10mm筛后腐熟产物，腐熟方法：每1m³枝桠材加1-1.5kg尿素，所用尿素需用水稀释100倍后与枝桠材搅拌充分混匀，调节物料水份至50％-70％后堆垛，堆宽2-2.5m，每层高10cm，按每1m³枝桠材5-7.5kg发酵菌剂的用量逐层均匀撒施发酵菌剂，所述发酵菌剂为荧光假单胞菌，堆总高不超过1.5m，堆长根据堆料量而定，覆盖薄膜，每7天翻堆一次，至堆料腐熟变色。

作为一种优选的实施方案，所述植物种子包括高原早熟禾、酸模、波斯菊、砂生槐、沙棘、柠条。

早熟禾、酸模、波斯菊、黄花草木犀能适应超高海拔气候条件，可以快速复绿，改善裸露边坡的生态景观；砂生槐和沙棘有助于加快植被恢复区的群落自然演替进程，最终形成稳定、高效的植物群落。

作为一种优选的实施方案，所述营养层和所述种子层的有机质含量>30％。

作为一种优选的实施方案，所述基质粘聚力>35kPa，离析度<15，所述粉碎枝桠材为枝桠材秸秆粉碎后过5mm筛，所述有机复合肥为牛羊粪堆积并经微生物作用而成。

本申请的基质机械强度较大，能抵御超高海拔地区雨季高频率的雨水冲刷。营养层和种子层的有机质，经微生物分解后可为植物生长提供充足养分，克服超高海拔地区贫瘠的问题。枝桠材秸秆可改良土壤结构、提高基质抗雨水冲刷能力，保温、改善蓄水量，同时富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质，可被微生物分解，为植物生长提供养分。

一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质的应用方法，包括如下步骤：

(1)坡体整理与铺设金属网

自上而下，清理较大的碎石，加固不稳定坡体；

自上而下铺设金属网，金属网用锚固件固定在山体表面，与山体表面之间距离宜为0.5-1.5cm；

(2)基质层喷播

金属网固定好后进行基质喷播，基质由下到上依次为：营养层、种子层、保护层；

所述营养层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％，所述营养层的厚度为7-10cm；

所述种子层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％、植物种子0.30-0.45％，所述种子层厚度为2-3cm；

所述保护层包括以下组分及体积百分比计：壤土18-23％、粉碎枝桠材75-80％、土壤粘结剂1-3％，所述保护层厚度为0.5-1cm；

将所述营养层所有组分材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在裸露山体表面；而后将所述种子层所有组分置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在所述营养层表面；最后将所述保护层所有组分置于喷播机种，加水混匀后喷播在所述种子层表面；

(3)养护管理

根据土壤水分状况，采用自动化喷淋设施进行水分的管理工作，宜7-15天浇水一次，每次水量为10m^3/亩，每半个月施肥一次，每次施肥量为100kg/公顷。

本发明的有益效果：耐受风蚀和雨水冲刷、保水性好、可长效且稳定的为植物提供养分，克服了超高海拔地区恶劣的气候条件，提高植物的成活率，达到良好的植被恢复效果。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

1.自上而下，清理较大的碎石，加固不稳定坡体。

2.自上而下铺设金属网，稳固边坡同时为喷播基质提供附着面，金属网用锚固件在山体表面，与表面距离宜为0.5-1.5cm。

3.金属网固定好后进行基质喷播。用于超高海拔自然裸露边坡植被恢复的土壤基质由下到上依次为：营养层、种子层、保护层。

营养层：厚度为10cm。按体积百分比计取壤土35％、腐熟枝桠材50％、粉碎枝桠材13％、有机复合肥1.4％、复合微生物肥料0.25％、甲基纤维素0.35％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在2中所述金属网上。

种子层：厚度为2cm。按体积百分比计取壤土35％、腐熟枝桠材50％、粉碎枝桠材12.6％、有机复合肥1.4％、复合微生物肥料0.25％、甲基纤维素0.35％、植物种子0.40％，所述植物种子包括高原早熟禾、酸模、波斯菊、砂生槐、沙棘、柠条，质量配比为1：1：2：3：2：1。上述基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在营养层上。

保护层：厚度为1cm。按体积百分比计取壤土21％、粉碎枝桠材78％、土壤粘结剂1％，加水混匀后喷播在种子层上。

4.养护管理。根据土壤水分状况，采用自动化喷淋设施进行水分的管理工作，宜7-15天浇水一次，每次水量为10m^3/亩；施肥每半个月一次，每次施肥量为100kg/公顷。

实施例2

与实施例1基本相同，仅在于土壤基质各组分、组分配比、土壤基质厚度有所区别。

本实施例中，用于超高海拔自然裸露边坡植被恢复的土壤基质共包括3层：营养层、种子层、保护层。

营养层：厚度为7cm。按体积百分比计取壤土33％、腐熟枝桠材53％、粉碎枝桠材11.4％、有机复合肥1.8％、复合微生物肥料0.30％、甲基纤维素0.50％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在裸露山体表面。

种子层：厚度为2cm。按体积百分比计取壤土33％、腐熟枝桠材53％、粉碎枝桠材11％、有机复合肥1.8％、复合微生物肥料0.30％、甲基纤维素0.50％、植物种子0.4％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在营养层上。

保护层：厚度为0.75cm。按体积百分比计取壤土23％、粉碎枝桠材75％、土壤粘结剂2％，加水混匀后喷播在种所述子层上。

实施例3

与实施例1基本相同，仅在土壤基质各组分、组分配比、土壤基质厚度有所区别。

本实施例中用于超高海拔自然裸露边坡植被恢复的土壤基质共包括3层：营养层、种子层、保护层。

营养层：厚度为9cm。按体积百分比计取壤土40％、腐熟枝桠材46％、粉碎枝桠材12％、有机复合肥1.5％、复合微生物肥料0.15％、甲基纤维素0.35％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在裸露山体表面。

种子层：厚度为3cm。按体积百分比计取壤土40％、腐熟枝桠材46％、粉碎枝桠材11％、有机复合肥1.2％、复合微生物肥料0.15％、甲基纤维素0.35％、植物种子0.3％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在营养层上。

保护层：厚度为0.5cm。按体积百分比计取壤土18％、粉碎枝桠材80％、土壤粘结剂2％，加水混匀后喷播在种子层上。

实施例4

与实施例1基本相同，仅土壤基质各组分、组分配比、土壤基质厚度有所区别。

本实施例中，用于超高海拔自然裸露边坡植被恢复的土壤基质共包括3层：营养层、种子层、保护层。

营养层：厚度为8cm。按体积百分比计取壤土38％、腐熟枝桠材47％、粉碎枝桠材12％、有机复合肥1.5％、复合微生物肥料0.10％、甲基纤维素0.40％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在裸露山体表面。

种子层：厚度为2.5cm。按体积百分比计取壤土38％、腐熟枝桠材47％、粉碎枝桠材12％、有机复合肥1.2％、复合微生物肥料0.10％、甲基纤维素0.40％、植物种子0.3％，各种基质组成材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在营养层上。

保护层：厚度为0.7cm。按体积百分比计取壤土18％、粉碎枝桠材79％、土壤粘结剂3％，加水混匀后喷播在种子层上。

实验例

实验地点：西藏拉萨市贡嘎机场附近的裸露山体；时间：6月份。

本实验通过测定基质夜间升高温度与水分蒸发减少比例，进行土壤基质保温保水效果。其中，夜间升高温度计算：计算不同组别中土壤培养基首日22点到次日6点的平均温度，以壤土为基准点计算得到夜间升高温度；水分蒸发量减少比例的计算：早8点，将所有组别土壤基质浇透水，24小时后测土壤含水量，得到水分蒸发量，计算其它组别中土壤培养基相对于壤土的水分蒸发量减少比例。

本实验中，壤土作为基准，实施例1-4作为实验组，不覆盖保护层的壤土基质作为对比组，其中不覆盖保护层的土壤基质分为两层，下层为纯壤土，厚10cm，上层为壤土与植物种子混合物，种子所占体积比为0.4％，种子与实施例1的用量、种类相同，上层厚度为2cm。以壤土为基准，测定不覆盖保护层的土壤基质和实施例1-4中土壤基质的夜间温度升高量和水分蒸发减少比例，土壤基质保温保水效果测定结果参见表1。

同时为了观测植被生长效果，作为基准的壤土混合与实施例1相同种类、配比的种子，壤土，对比组、实验组运用相同的养护作业，一年后，观测壤土、对比组、实验组、壤土的植被覆盖率，结果见表1。

表1土壤基质保温保水效果测定

从表1可以看出，对比组的夜间温度升高为2.3摄氏度，水分蒸发量减少比例为60.3％，实施例1-4的夜间温度、水分蒸发量减少比例明显高于其余组别，可见，实施例1-4所述土壤基质起到明显的保温保水作用，相对于其他实施例，实施例1中所述比例的土壤基质具有最好的保温保水效果。

仅使用壤土作为种植基质，种植一年后覆盖率为25％，未覆盖保护层的土壤基质，种植一年后覆盖率为70％。实施例1-4的土壤基质的植被覆盖率明显优于壤土及不覆盖保护层的土壤基质，其中实施例1的制备被覆盖率最高，为93％。该发明所述土壤基质能够明显提高植被存活率，达到较好的植被修复效果。

本发明的有益效果：耐受风蚀和雨水冲刷、保水性好、可长效且稳定的为植物提供养分，克服了超高海拔地区恶劣的气候条件，提高植物的成活率，达到良好的植被恢复效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，基质包括下层的营养层，中层的种子层和上层的保护层；

(1)营养层

所述营养层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％，所述营养层的厚度为7-10cm；

(2)种子层

所述种子层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％、植物种子0.30-0.45％，所述种子层厚度为2-3cm；

(3)保护层

所述保护层包括以下组分及体积百分比计：壤土18-23％、粉碎枝桠材75-80％，土壤粘结剂1-3％，所述保护层厚度为0.5-1cm。

2.根据权利要求1所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述复合微生物肥料包括藻类、细菌类、真菌类。

3.根据权利要求2所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述藻类包括绿球藻≥50亿/mL、鱼腥藻≥50亿/mL。

4.根据权利要求2所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述细菌包括红螺菌≥30亿/mL、亚硝基梭菌≥30亿/mL、无色杆菌≥30亿/mL、假单胞菌≥30亿/mL。

5.根据权利要求2所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述真菌包括漆斑菌≥50亿/mL、耙菌≥50亿/mL。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述腐熟枝桠材为粉碎枝桠材过10mm筛后腐熟产物，腐熟方法：每1m³枝桠材加1-1.5kg尿素，所用尿素需用水稀释100倍后与枝桠材搅拌充分混匀，调节物料水份至50％-70％后堆垛，堆宽2-2.5m，每层高10cm，按每1m³枝桠材5-7.5kg发酵菌剂的用量逐层均匀撒施发酵菌剂，所述发酵菌剂为荧光假单胞菌，堆总高不超过1.5m，堆长根据堆料量而定，覆盖薄膜，每7天翻堆一次，至堆料腐熟变色。

7.根据权利要求6所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述植物种子包括高原早熟禾、酸模、波斯菊、黄花草木犀、砂生槐、沙棘。

8.根据权利要求7所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述营养层和所述种子层的有机质含量>30％。

9.根据权利要求7所述的一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质，其特征在于，所述基质粘聚力>35kPa，离析度<15，所述粉碎枝桠材为枝桠材秸秆粉碎后过5mm筛，所述有机复合肥为牛羊粪堆积并经微生物作用而成。

10.一种用于超高海拔自然裸露山体植被恢复的基质的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)坡体整理与铺设金属网

自上而下，清理较大的碎石，加固不稳定坡体；

自上而下铺设金属网，金属网用锚固件固定在山体表面，与山体表面之间距离宜为0.5-1.5cm；

(2)基质层喷播

金属网固定好后进行基质喷播，基质由下到上依次为：营养层、种子层、保护层；

所述营养层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％，所述营养层的厚度为7-10cm；

所述种子层包括以下组分及组分体积百分比：壤土33-40％、腐熟枝桠材46-53％、粉碎枝桠材11-16％、有机复合肥1.2-1.8％、复合微生物肥料0.15-0.30％、甲基纤维素0.35-0.50％、植物种子0.30-0.45％，所述种子层厚度为2-3cm；

所述保护层包括以下组分及体积百分比计：壤土18-23％、粉碎枝桠材75-80％、土壤粘结剂1-3％，所述保护层厚度为0.5-1cm；

将所述营养层所有组分材料置于喷播机中，加水充分搅拌均匀，喷播在裸露山体表面；而后将所述种子层所有组分置于喷播机中，加水充分搅拌均匀后喷播在所述营养层表面；最后将所述保护层所有组分置于喷播机种，加水混匀后喷播在所述种子层表面；

(3)养护管理

根据土壤水分状况，采用自动化喷淋设施进行水分的管理工作，宜7-15天浇水一次，每次水量为10m^3/亩，每半个月施肥一次，每次施肥量为100kg/公顷。