CN109566252B

CN109566252B - 通过柠条种植实现流动沙包固定及边坡防护的方法

Info

Publication number: CN109566252B
Application number: CN201910062088.2A
Authority: CN
Inventors: 张哲�; 雷自强; 马国富; 彭辉; 张文旭
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: QUANXING CABLE Co.,Ltd. JIANGSU
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: CN109566252A

Abstract

本发明提供了一种柠条种植实现流动沙包固定及边坡防护的方法，是在流沙包或公路边坡上通过柠条的水平与垂直交叉种植，在流沙包或边坡内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构，有效实现了流沙包的固定和公路边坡的固定，防止了流沙包的移动和边坡的塌方，同时恢复了流沙及边坡区域的生态问题，而且，柠条的大面积种植也带来了经济上的收益。经过三年的观察，发现通过本方法固定的流沙包几乎没有位置的移动，沙包高度降低不超过5厘米，流沙包表面形成了柠条叶和黏土共混的3毫米左右厚的结皮，并伴生了大量的其他一年生固沙植物；边坡没有出现较大的水蚀现象，没有出现边坡塌方现象，因此是一种有效的沙包固定及边坡防护方法。

Description

通过柠条种植实现流动沙包固定及边坡防护的方法

技术领域

本发明涉及一种流动沙包固定及边坡防护的方法，尤其涉及一种通过柠条种植实现流动沙包固定及边坡防护的方法，属于流沙固定、水土保持技术领域。

背景技术

在我国西北地区有着广阔的荒漠化土地和大面积的流沙地，在全国有着大面积的公路，铁路和城市护坡。全国铁路、公路，城市边坡，露天矿最终边坡以及沿河岸边坡面积是非常的大。无论是公（铁）路路堑边坡，还是露天矿最终边坡以及沿河岸边坡，常年暴露在自然环境中，承受着各种自然条件的影响，诸如风吹、雨淋、太阳晒、水流冲刷、人类活动等，使各类边坡发生变形，出现病害，甚至破坏。近年来，随着大量的自然灾害、工程建设和山体开采，形成了大量无法恢复植被的坡体，绿色植被的破坏造成了大量的水土流失，而堤岸、边坡、河岸的侵蚀是导致水土流失的最主要原因。因此，水土保持、边坡防护已成为当下中国急需解决的环境问题。

边坡的防治在国外有大量成熟的技术，当前国外发达国家（如日本、澳大利亚、美国、加拿大等）多采用物理防护（修筑构造物工程）和生物防护（绿化植生工程）相结合，并优先考虑生物防护。常用的工艺有钢筋水泥框格法、植生卷铺盖法、客土植生法、纤维绿化法、生态多孔砼绿化法和厚层基材喷射绿化法等。在国内由于我国的铁路、公路建设起步较晚，发展相对滞后，直到上世纪90年代以来才相继展开，生态护坡研究也相对滞后。开始也有些简单的方法对边坡进行绿化和治理，常用的有：撒草种，铺草皮，框架植草等。目前，我国主要应用的方法有喷混植生护坡、植被混凝土护坡、厚层基材植被护坡、喷射种植混合基材植被护坡等适用于岩石边坡的技术。以上边坡防护技术虽然对边坡起到了保护作用，但是理想的状态应该是包含边坡防护，植被恢复和经济效益产出。

生态恢复也不仅仅是指植被的恢复，它还涉及到土壤、水条件、大气条件、微生物、动物等的恢复。公路铁路建设，矿山开发对于相应区域生态环境的改变很大程度上是彻底的，是不可逆的。在这种情况之下要想完全恢复，其难度是非常大的，所需要的时间也是极其漫长的。无论是流沙地区沙包的固定，还是边坡的防护，最初肯定是需要物理工程措施的限制，然后进行生态方面的修复，最终目标是在这些废弃的土地上不但生态恢复，而且能够产生经济效益。

柠条是我国西北地区水土保持和固沙造林的重要灌木树种，能营造柠条固沙牧草林、灌草混播饲草林、乔灌混交水保林、水保薪炭林、地埂防护林、防风固沙林网等。柠条枝叶富含氮、磷、钾是优质饲料和肥料；柠条的木纤维较长，韧性很强，是良好的造纸、纤维板原料；花期长，是很好的蜜源植物；根、花、枝、皮、种子均可入药；种子可榨油。与多种乔木林相比，柠条具有适应幅度宽、环境效益大、社会经济前景好的特点。它在恶劣的生态环境条件下，容易繁殖，抗逆性强，在我国西北部地区大力发展柠条林，是一条恢复植被的捷径，具有重要的生态价值和经济意义（甘草柠条混生作用机制及其对药材质量的影响，孙志蓉著）。柠条生长很快，郁闭度高，在植被恢复方面具很大优势。柠条的根系发达，主根明显，分布深可达80厘米以上，最深可达3米。在黄土高原地区，柠条的根系主要密集10~100厘米深的土层中，最长侧根长达6.82厘米。在风沙区侧根可长达8米。柠条庞大的根系以及表层集中分布结构使其具有较强的持沙固土作用，且柠条寿命长达70~100年。但是目前通用的柠条种植方法对固沙、边坡防护的能力较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中流动沙包固定及边坡防护存在的问题，提供一种通过柠条种植实现流动沙包固定及边坡防护的方法，该方法既能够有效固定流动沙包或者防止边坡塌方，又能够恢复相应区域生态问题，而且具有良好的经济效益。

一、流沙包的固定

通过柠条种植实现流动沙包固定的方法，包括以下内容：

（1）柠条苗的选择：选择两种不同大小的柠条苗，大柠条主根长度在30厘米以上，小柠条主根长度在10厘米左右；

（2）挖穴：在流动沙包表面自上而下挖长65~70厘米，宽30~35厘米，深25~30厘米的鱼鳞穴，每个穴的前后左右边距在55~60厘米，边挖边种植;

（3）柠条的种植：在洞穴底部铺两张坡缕石黏土石头纸（每张厚0.3毫米，下同），在该纸上铺一层黏土（土层厚10厘米左右，可以是黄土或者黑土），之后再铺三张坡缕石黏土石头纸；将植物秸秆保水剂吸足水后，与含水量在40%~70%的黄土或黑土按照1:15~1:25的质量比混合，并添加黏土总质量1%~4%的生根粉，并混合均匀得到黏土混合物；将大柠条根平铺在黏土混合物中，主杆部分露出地面5~8厘米，且露出地面的主杆与平铺于地面的主根呈20~30°夹角；然后在平铺的主根中央位置用钝器插出直径2~2.5厘米并的洞，且该洞穿透最下面一层石头纸；将小柠条苗根在大柠条平铺根上面缠绕一圈后将小柠条根部插入洞中，垂直种植的小柠条苗杆部露出地面3~5厘米；将第二次平铺的坡缕石黏土石头纸对卷起来，使得黏土混合物能够完全包裹平铺的大柠条根，最后在洞穴内填满流沙即可。定根后充分浇水一次。

水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条50厘米下方处放置半圆形黏土沙障，用于最初流沙的物理固定，为流沙表面形成黏土结皮做基础。

流沙包固定效果：经过三年的观察，发现通过本方法固定的流沙包几乎没有位置的移动，沙包高度降低不超过5厘米，流沙包表面形成了柠条叶和黏土共混的3毫米左右厚的结皮，并伴生了大量的其他一年生固沙植物。平铺柠条根水平生长平均在20厘米，垂直柠条根的生长平均在25厘米，并且在流沙包内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构。

二、边坡的防护

通过柠条种植实现边坡的固定，包括以下内容：

1、边坡的修筑：按照通常的方法将边坡修成宽约1.5~1.6米的台阶；

2、挖穴：在每一层台阶的边坡上自上而下挖长65~70厘米，宽30~35厘米，深25~30厘米的鱼鳞穴，每个穴的前后左右边距在55~60厘米，边挖边种植；

3、柠条的种植：种植方法同流沙包的固定；最后在洞穴内填满黏土或者砂砾即可。水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条50厘米下方处放置半圆形黏土沙障，用于最初流沙的物理固定，为流沙表面形成黏土结皮做基础。

边坡的固定的效果：在某高速公路一侧的边坡固定实验显示，使用本发明方法固定的边坡没有出现较大的水蚀现象，没有出现边坡塌方现象，并且在边坡内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构。

综上所述，本发明在流沙包或公路边坡上通过柠条的水平与垂直交叉种植，在流沙包或边坡内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构，有效实现了流沙包的固定和公路边坡的固定，防止了流沙包的移动和边坡的塌方，同时恢复了流沙及边坡区域的生态问题，而且，柠条的大面积种植也带来了经济上的收益。

附图说明

图1为图流沙包及边坡上鱼鳞穴的分布图；

图2为柠条的水平与垂直分布种植图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明通过柠条种植实现固定流动沙包及边坡防护的方法做详细说明。

实施例1、对流动沙包的固定

（1）柠条苗的选择：选择两种不同大小的柠条苗，一种主根长度在30厘米以上，另一种主根长度在10厘米左右；

（2）挖穴：在流动沙包表面上自下而挖长70厘米，宽30厘米，深25厘米的鱼鳞状洞穴，且洞穴的边距在60厘米，边挖变种植；

（3）柠条的种植：在洞穴底部铺两张坡缕石黏土石头纸（每张厚0.3毫米，下同），再在石头纸上铺一层黏土（土层厚10厘米左右，可以是黄土或者黑土），之后再铺三张石头纸；将植物秸秆保水剂吸足水后，与含水量在40%~70%的黄土或者黑土按照1:20的质量比混合，并添加黏土总质量1%~4%的生根粉混合均匀；将主根长度在30厘米以上柠条根平铺在保水剂与黏土的混合物中，将主杆部分露出地面5~8厘米，露出地面的主杆与平铺于地面的主根呈20~30°夹角；之后在平铺的主根中央位置用铁棒等钝器插一个直径约2厘米的洞，插透最下面一层石头纸，将小柠条苗根在大柠条平铺根上面缠绕一圈后将小柠条根部插入洞中，垂直种植的小柠条苗杆部露出地面3~5厘米；将第二次平铺的坡缕石黏土石头纸对卷起来，使得保水剂和黏土混合物能够完全包裹平铺的柠条根；之后在洞穴内填满流沙即可。定根后充分浇水一次。水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条约50厘米下方处放置半圆形黏土沙障，用于最初的流沙物理固定和为流沙表面形成黏土结皮做基础。

流沙包固定效果：经过三年的观察，发现通过本方法固定的流沙包几乎没有位置的移动，沙包高度降低不超过15厘米，流沙包表面形成了柠条叶和黏土共混的3毫米左右厚的结皮，并伴生了大量的其他一年生固沙植物。平铺柠条根水平生长平均在20厘米，垂直柠条根的生长平均在25厘米，并且在流沙包内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构。为了比较本种植方法与普通柠条种植方法的效果，本发明工作人员的同一地区的相邻沙包通过普通单穴垂直种植2个苗的方法做了比较，经过三年的观察，发现普通方法种植柠条固定的流沙包位置偏移大约在5厘米左右，沙包高度降低超过20厘米，流沙包表面几乎没有形成结皮，40%左右的沙包表面有塌陷。

实施例2

（1）边坡的修筑：按照通常的方法将边坡修成宽约1.5米的台阶；

（2）挖穴：在每一层台阶的边坡上挖约长70厘米，宽30厘米，深25厘米的鱼鳞穴，每个穴的前后左右边距在60厘米；

（3）柠条的种植：在洞穴底部铺两张坡缕石黏土石头纸（每张厚0.3毫米，下同），再在石头纸上铺一层黏土（土层厚10厘米左右，可以是黄土或者黑土），之后再铺三张石头纸；将植物秸秆保水剂吸足水后，与含水量在40%~70%的黄土或者黑土按照1:20的质量比混合，并添加黏土总质量1%~4%的生根粉混合均匀；将主根长度在30厘米以上柠条根平铺在保水剂与黏土的混合物中，将主杆部分露出地面5~8厘米，露出地面的主杆与平铺于地面的主根呈20~30°夹角；之后在平铺的主根中央位置用铁棒等钝器插一个直径约2厘米的洞，插透最下面一层石头纸，将小柠条苗根在大柠条平铺根上面缠绕一圈后将小柠条根部插入洞中，垂直种植的小柠条苗杆部露出地面3~5厘米；将第二次平铺的坡缕石黏土石头纸对卷起来，使得保水剂和黏土混合物能够完全包裹平铺的柠条根；之后在洞穴内填满黏土或者砂砾即可。定根后充分浇水一次。水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条约50厘米下方处放置半圆形黏土沙障，用于最初的流沙物理固定和为流沙表面形成黏土结皮做基础。

边坡固定效果：在某高速公路一侧的实验显示，使用本发明的方法固定的边坡没有出现较大的水蚀现象，没有出现边坡塌方现象，并且在边坡内部形成了柠条根互相交错的三维网状结构。为了比较本种植方法与普通柠条种植方法的效果，与同区域利用目前常用的六棱形预制环结合植草防护方法进行了比较。发现，目前常用的六棱形预制环结合植草防护方法坡面绿化效果不好，有塌方区域，但不容易造成太严重的冲蚀现象。从成本的角度核实，本发明的防护成本不到六棱形预制环结合植草防护方法的三分之一。

上述实施例中，采用的坡缕石黏土石头纸的制备参见ZL 201210117482.X；植物秸秆保水剂的制备参见ZL201210079252.9；半圆形黏土沙障的结构和制备参见ZL201110122445。

Claims

1.一种通过柠条种植实现流动沙包固定的方法，包括以下内容：

1）柠条苗的选择：选择两种不同大小的柠条苗，大柠条主根长度在30厘米以上，小柠条主根长度为10厘米；

2）挖穴：在流沙包上自下而上挖长65~70厘米，宽30~35厘米，深25~30厘米的鱼鳞穴，每个穴的前后边距为55~60厘米；

3）柠条的种植：在鱼鳞穴底部铺两张坡缕石黏土石头纸，在该纸上铺一层黏土；之后再铺三张坡缕石黏土石头纸；将植物秸秆保水剂吸足水后与含水量在40%~70%的黄土或黑土按照1:15~1:25的质量比混合，并添加黏土总质量1%~4%的生根粉并混合均匀得到黏土混合物；将大柠条根平铺在黏土混合物中，主杆部分露出地面5~8厘米，且露出地面的主杆与平铺于地面的主根呈20~30°夹角；然后在平铺的主根中央位置用钝器插出直径2~2.5厘米的洞，且该洞穿透最下面一层石头纸；将小柠条苗根在大柠条平铺根上面缠绕一圈后将小柠条根部插入洞中，垂直种植的小柠条苗杆部露出地面3~5厘米；将第二次平铺的坡缕石黏土石头纸对卷起来，使得黏土混合物能够完全包裹平铺的大柠条根，最后在洞穴内填满流沙即可；定根后充分浇水一次。

2.如权利要求1所述一种通过柠条种植实现流动沙包固定的方法，其特征在于：步骤3）中，坡缕石黏土石头纸厚0.3毫米。

3.如权利要求1所述一种通过柠条种植实现流动沙包固定的方法，其特征在于：步骤3）中，黏土为黄土或黑土，黏土层厚度为10~12厘米。

4.如权利要求1所述一种通过柠条种植实现流动沙包固定的方法，其特征在于：步骤3）中，水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条50厘米下方处放置半圆形黏土沙障。

5.一种通过柠条种植实现边坡防护的方法，包括以下内容：

2）边坡的修筑：按照通常的方法将边坡修成宽1.5~1.6米的台阶；

3）挖穴：在每一层台阶的边坡上自上而下挖长65~70厘米，宽30~35厘米，深25~30厘米的鱼鳞穴，每个穴的前后边距为55~60厘米，边挖边种植；

4）柠条的种植：在鱼鳞穴底部铺两张坡缕石黏土石头纸，在该纸上铺一层黏土；之后再铺三张坡缕石黏土石头纸；将植物秸秆保水剂吸足水后与含水量在40%~70%的黄土或黑土按照1:15~1:25的质量比混合，并添加黏土总质量1%~4%的生根粉并混合均匀得到黏土混合物；将大柠条根平铺在黏土混合物中，主杆部分露出地面5~8厘米，且露出地面的主杆与平铺于地面的主根呈20~30°夹角；然后在平铺的主根中央位置用钝器插出直径2~2.5厘米的洞，且该洞穿透最下面一层石头纸；将小柠条苗根在大柠条平铺根上面缠绕一圈后将小柠条根部插入洞中，垂直种植的小柠条苗杆部露出地面3~5厘米；将第二次平铺的坡缕石黏土石头纸对卷起来，使得黏土混合物能够完全包裹平铺的大柠条根，最后在洞穴内填满黏土或砂砾即可；定根后充分浇水一次。

6.如权利要求5所述一种通过柠条种植实现边坡防护的方法，其特征在于：步骤4）中，坡缕石黏土石头纸厚0.3毫米。

7.如权利要求5所述一种通过柠条种植实现边坡防护的方法，其特征在于：步骤4）中，黏土为黄土或黑土，黏土层厚度为10~12厘米。

8.如权利要求5所述一种通过柠条种植实现边坡防护的方法，其特征在于：步骤4）中，水平一层柠条种植结束后，在距离垂直种植柠条50厘米下方处放置半圆形黏土沙障。