CN110915560A - 判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复方法及植被恢复效果评估体系 - Google Patents

Abstract

判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复方法及植被恢复效果评估体系，它涉及一种判断退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复方法及恢复效果评估方法。本发明是为了解决现有技术没有针对判断平原区退耕还湿恢复方法与效果评估的技术问题。判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法及评估方法如下：一、退耕地的确定及土壤样品采集；二、判断恢复方法；三、沟通水系，建立40‑60cm、坡度小于5度的微水位梯度，恢复湿地；四、恢复效果评估。采用本发明方法，退耕还湿地块湿地恢复后，设立固定样方，连续进行植被调查，与对照湿地对比，生物多样性恢复达到72％，生物量达到90％，使退耕还湿区块湿地恢复达到理想效果。本发明属于退耕还湿领域。

Description

判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复方法及植 被恢复效果评估体系

技术领域

本发明涉及一种判断退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复方法及恢复效果评估方法。

背景技术

湿地的功能具有多样性，有经济、社会文化和生态等功能，人类生产生活中的许多资源都是由它提供的，而且在很多方面都有着很重要的作用，比如湿地可以调节气候、保持水源和保护生物多样性等。

国际上大规模开展湿地恢复，始于20世纪80年代末、90年代初。1996年湿地公约第六届缔约方大会提出缔约国开展湿地恢复，2002年第八次缔约方大会通过了《湿地恢复导则》，进一步推进了各国湿地恢复。国际湿地恢复与重建研究，以北美和欧洲最具有系统性，且恢复成效显著；欧洲泥炭沼泽恢复技术较成熟，北美滨海湿地和洪泛平原沼泽恢复走在国际前列。

目前，国际湿地恢复与重建，已由湿地景观格局变化，转向湿地功能演变规律和驱动因子识别及贡献；由湿地某一要素或组分的恢复，开始重视湿地结构完整性和基本生态过程的修复和维持。湿地退化驱动因子识别，是湿地恢复的基础；水资源合理调配是退化湿地恢复的关键；基于生态需水的生态补水成为湿地生态水文调控的重要手段；湿地植物、无脊椎动物和珍稀水鸟物种和栖息地恢复，是湿地恢复的主体。美国采用水系连通、微地貌改造、污染控制、栖息地修饰等方法，开展了佛罗里达大沼泽、密西西比河三角洲、墨西哥湾石油污染湿地恢复；澳大利亚通过生态补水等技术对雅拉河等湿地进行恢复；德国采用水文调控、生境改造对泥炭地进行恢复。国际上基本形成了退化湿地自然演替恢复、近自然恢复和人工重建等湿地恢复模式。

为促进湿地保护与恢复，推动生态文明建设，我国发布了《中共中央国务院关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》(中发〔2014〕1号)等文件，全面启动了退耕还湿等工作。目前湿地恢复与重建的研究与实践主要集中在沼泽、湖泊及河流和河口湿地等湿地类型。目前根据国家专利局检索系统查知关于退耕还湿方向的专利研究尚需加强；专门针对平原区退耕还湿恢复与评估的研究则是刚刚起步。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术没有针对判断平原区退耕还湿恢复方法与效果评估的技术问题，提供了一种判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复及植被恢复效果评估体系体系。

判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法如下：

一、退耕地的确定及土壤样品采集：

在五月份，将采集点的表层面积为25cm×25cm、厚度为10cm的土壤进行采集；在温室中采用种子萌发法对土壤种子进行筛选，得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值；

二、判断恢复方法：

对物种进行归类，通过退耕还湿地块种子库与对照湿地对比，当退耕还湿地块中湿地物种的种类、数量低于对照湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比小于1，则选择人工恢复；当湿地物种种子种类、数量大于自然湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比大于1，则选择自然恢复。

步骤一中种子萌发法如下：

在温室中，采用种子萌发法对步骤一采集的土样进行种源的诊断，温室保持通风，与外界温度和湿度条件一致；具体诊断方法为：首先将步骤一采集的土样进行去除碎石、均匀混合，然后将混合均匀的土壤样品平铺于装有蛭石的培养盆中，将培养盆分成3组，然后将3组培养盆分别置于3个培养槽中，然后对3组培养盆分别作湿润处理、淹水处理、湿润+淹水交替处理；每两周统计每个培养盆内每种植物萌发的个体数，3个月后，分别统计3组培养盆中萌发的物种名称及其幼苗数量，然后计算每个物种的幼苗数的平均值，然后将三个处理条件下的物种及其平均幼苗数进行汇总，即得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值，再对物种进行归类，分为沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种两类，分别统计计算沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种的物种数及种子密度，并按照种子密度值的大小分别进行排序。

培养盆中蛭石厚度为2cm、土层厚度为1cm。

步骤二中所述对照湿地的选择及植被调查方法如下：

选取距离退耕还湿地最近的天然湿地作为参照湿地；于7-8月份，进行参照湿地地表植被的调查工作；植被调查时，每公顷的参照湿地均匀布设9个样方，每个样方的大小为1m×1m，记录每个样方内出现物种的名称、株数、高度、盖度，同时记录每个样方的水深、经度和纬度；植被调查工作完成后，对参照湿地的植物物种进行统计记录，然后计算每个物种在参照湿地中的重要值；按照重要值的从大到小对参照湿地植物物种名录进行排序；其中，重要值最大的物种为建群种；

重要值的计算公式为IV＝RD+RC+RF；其中RD表示物种的相对密度，RC表示物种的相对盖度、RF表示物种的相对频度。

植被恢复方法如下：

微地形水文构建根据退耕还湿地块空间地理分布、海拔、距离水源距离，建立不同海拔高度的微地形，建立适合沼泽湿地植物生长的水位梯度，为植被恢复做准备，通过对恢复湿地的微地形测量，测定标高，在恢复湿地面积以上构建相对高差40-60cm、坡度小于5度的水位梯度，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，构建水位梯度。

植被恢复方法如下：

通过对恢复湿地的微地形勘测，测定标高，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，根据鸟类生境需求，在恢复湿地面积以上构建水深1-2m、相对高度2-3m、坡度为10-30度的生境岛，构建水位梯度。地形勘测，沟通水系，构建适宜植物群落及鸟类生境需求的微地貌。

所述人工恢复为根据湿地土壤种子库进行芽苗移栽、原位土壤移栽、扦插移栽或植被分根移栽。

所述湿地土壤种子库方法如下：进行土地翻耕平整，在植物的生长初期，利用当地沼泽湿地的土壤平铺到退化湿地上，平铺厚度为1cm，维持退化湿地的土壤湿度，进行植被恢复。

芽苗移栽方法如下：在植物生长初期，利用湿地植物新苗对退化湿地进行恢复的方法，根据不同物种每种芽苗移栽密度不同。

原位土壤移栽方法如下：在植物生长中期将原位土壤及植物一起移栽到退化湿地中，移栽密度根据植物选择。

植被分根移栽方法如下：利用湿地植物无性繁殖的特点，在植物的生长中期利用移栽植物地下根状茎和蘖枝进行退化湿地植被恢复，移栽密度根据植物选择。

本发明结合生态恢复方法判定、生态恢复工程、生态恢复效果方面系统指导退耕还湿工程，为更合理的恢复沼泽湿地及正确评价提供技术支持。采用本发明判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法、植被恢复及植被恢复效果评估体系，退耕还湿地块湿地恢复后，设立固定样方，连续进行植被调查，与对照湿地对比，生物多样性恢复达到72％，生物量达到90％，使退耕还湿区块湿地恢复达到理想效果。

通过本发明的实施，有效恢复退耕还湿区块植被覆盖率，为水鸟提供了更充足的食物，提高了物种生产力和生物多样性，为湿地周边人群提供良好的物质基础和生活环境，带来了良好的生态和环境效益。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法如下：

一、退耕地的确定及土壤样品采集：

在五月份，将采集点的表层面积为25cm×25cm、厚度为10cm的土壤进行采集；在温室中采用种子萌发法对土壤种子进行筛选，得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值；

二、判断恢复方法

对物种进行归类，通过退耕还湿地块种子库与对照湿地对比，当退耕还湿地块中湿地物种的种类、数量低于对照湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比小于1，则选择人工恢复；当湿地物种种子种类、数量大于自然湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比大于1，则选择自然恢复。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中种子萌发法：

在温室中，采用种子萌发法对步骤一采集的土样进行种源的诊断，温室保持通风，与外界温度和湿度条件一致；具体诊断方法为：首先将步骤一采集的土样进行去除碎石、均匀混合，然后将混合均匀的土壤样品平铺于装有蛭石的培养盆中，将培养盆分成3组，然后将3组培养盆分别置于3个培养槽中，然后对3组培养盆分别作湿润处理、淹水处理、湿润+淹水交替处理；每两周统计每个培养盆内每种植物萌发的个体数，3个月后，分别统计3组培养盆中萌发的物种名称及其幼苗数量，然后计算每个物种的幼苗数的平均值，然后将三个处理条件下的物种及其平均幼苗数进行汇总，即得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值，再对物种进行归类，分为沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种两类，分别统计计算沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种的物种数及种子密度，并按照种子密度值的大小分别进行排序。

所述培养盆中蛭石厚度为2cm、土层厚度为1cm。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二中所述对照湿地的选择及植被调查方法如下：

选取距离退耕还湿地最近的天然湿地作为参照湿地；于7-8月份，进行参照湿地地表植被的调查工作；植被调查时，每公顷的参照湿地均匀布设9个样方，每个样方的大小为1m×1m，记录每个样方内出现物种的名称、株数、高度、盖度，同时记录每个样方的水深、经度和纬度；植被调查工作完成后，对参照湿地的植物物种进行统计记录，然后计算每个物种在参照湿地中的重要值；按照重要值的从大到小对参照湿地植物物种名录进行排序；其中，重要值最大的物种为建群种。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是植被恢复方法如下：

微地形水文构建技术既根据退耕还湿地块空间地理分布、海拔、距离水源距离，建立不同海拔高度的微地形，建立适合沼泽湿地植物生长的水位梯度，为植被恢复做准备，通过对恢复湿地的微地形测量，测定标高，在恢复湿地面积以上构建相对高差40-60cm、坡度小于5度的水位梯度，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，构建水位梯度。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是植被恢复方法如下：

通过对恢复湿地的微地形勘测，测定标高，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，根据鸟类生境需求，在恢复湿地面积以上构建水深1-2m、相对高度2-3m、坡度为10-30度的生境岛，构建水位梯度。

其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是所述人工恢复为根据湿地土壤种子库进行芽苗移栽、原位土壤移栽、扦插移栽或植被分根移栽。其他与具体实施方式四相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是所述湿地土壤种子库方法如下：进行土地翻耕平整，在植物的生长初期，利用当地沼泽湿地的土壤平铺到退化湿地上，平铺厚度为1cm，维持退化湿地的土壤湿度，进行植被恢复。其他与具体实施方式一四或五相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是芽苗移栽方法如下：在植物生长初期，利用湿地植物新苗对退化湿地进行恢复的方法，根据不同物种每种芽苗移栽密度不同。其他与具体实施方式四或五相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是原位土壤移栽方法如下：在植物生长中期将原位土壤及植物一起移栽到退化湿地中，移栽密度根据植物选择。其他与具体实施方式四或五相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是植被分根移栽方法如下：利用湿地植物无性繁殖的特点，在植物的生长中期利用移栽植物地下根状茎和蘖枝进行退化湿地植被恢复，移栽密度根据植物选择。其他与具体实施方式四或五相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是植被恢复效果评估体系如下：

通过对恢复区及参照湿地进行植物样方调查，每公顷湿地均匀布设9个样方，每个样方的大小为1m×1m，记录每个样方内出现物种的名称、株数、高度、盖度，统计记录湿地物种，计算湿地植物重要值，重要值最大的物种为建群种；

当以自然恢复为主的退耕还湿地与对照湿地建群种一致，且植物物种多样性达到对照湿地60％，生物量达到对照湿地的80％，即认定恢复成功；

当以人工恢复为主的退耕还湿地与对照湿地除建群种不一致之外，植物物种多样性达到对照湿地60％，生物量方面达到对照湿地的80％，即认定恢复成功。

采用下述实验验证本发明效果：

实验一：

应用本发明前退耕还湿地块内物种单一、主要为玉米、水稻、大豆。本实验选择在三江国家级自然保护区，根据野外调查资料，选择乌苏里江河漫滩大豆、玉米地进行湿地恢复。大豆地地块海拔40m,面积30公顷，开垦年限为18年，距离水源5m；玉米地地块海拔45m，面积40公顷，开垦年限为22年，距离水源10m。

判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法如下：

一、退耕地的确定及土壤样品采集：

在五月份，将采集点的表层面积为25cm×25cm、厚度为10cm的土壤进行采集；在温室中采用种子萌发法对土壤种子进行筛选，得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值；

步骤一中种子萌发法如下：

在温室中，采用种子萌发法对步骤一采集的土样进行种源的诊断，温室保持通风，与外界温度和湿度条件一致；具体诊断方法为：首先将步骤一采集的土样进行去除碎石、均匀混合，然后将混合均匀的土壤样品平铺于装有蛭石的培养盆中，将培养盆分成3组，然后将3组培养盆分别置于3个培养槽中，然后对3组培养盆分别作湿润处理、淹水处理、湿润+淹水交替处理；每两周统计每个培养盆内每种植物萌发的个体数，3个月后，分别统计3组培养盆中萌发的物种名称及其幼苗数量，然后计算每个物种的幼苗数的平均值，然后将三个处理条件下的物种及其平均幼苗数进行汇总，即得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值，再对物种进行归类，分为沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种两类，分别统计计算沼泽湿地物种和非沼泽湿地物种的物种数及种子密度，并按照种子密度值的大小分别进行排序。

培养盆中蛭石厚度为2cm、土层厚度为1cm。

步骤二中所述对照湿地的选择及植被调查方法如下：

选取距离退耕还湿地最近的天然湿地作为参照湿地；于7-8月份，进行参照湿地地表植被的调查工作；植被调查时，每公顷的参照湿地均匀布设9个样方，每个样方的大小为1m×1m，记录每个样方内出现物种的名称、株数、高度、盖度，同时记录每个样方的水深、经度和纬度；植被调查工作完成后，对参照湿地的植物物种进行统计记录，然后计算每个物种在参照湿地中的重要值；按照重要值的从大到小对参照湿地植物物种名录进行排序；其中，重要值最大的物种为建群种；

重要值的计算公式为IV＝RD+RC+RF；其中RD表示物种的相对密度，RC表示物种的相对盖度、RF表示物种的相对频度。

通过野外样方调查及土壤库筛选，结果如表1：

表1湿地植物群落调查样方记录表

调查日期：2018年9月10日 调查人：刘波 记录人：张文广

二、判断恢复方式及恢复方法：

通过野外样方调查及土壤库筛选，得出大豆地土壤湿地物种种子主要以小叶章种子为主，湿地物种集合比非湿地物种集合比例为1.5；大豆地块虽然海拔较低，但由于在恢复地块上游有土坝隔离，因此江水不能流入恢复地块，因此采用机械作业的方式连通水系，并根据地形，利用原有坑塘在地块中间建立沟渠，挖掘土方就地构建相对高度40-60cm、坡度小于5度的微地形，通过自然恢复的方式进行湿地恢复。

通过野外样方调查及土壤库筛选，得出玉米地中土壤种子库主要以蒿草种群为主，伴有少量稗草及小叶章等湿地物种，湿地物种集合比非湿地物种集合比例为0.6；而且玉米地海拔相对较高，正常年份江水很难漫过，只有在雨季土壤才能达到过饱和状态，为了恢复湿地，构建鸟类生境，利用机械挖掘的方式，在玉米地块中间塑造微地形，构建水深1-2m、相对高度2-3m、坡度为10-30度的生境岛，并利用玉米地周围原有围堰，进行人为控水，通过人工栽植的方式恢复小叶章、芦苇、沼柳等湿地物种。

利用降水对退耕还湿地块补充水分，保持土地湿润。以自然恢复为主地块，主要以土壤种子库自然生长为主；以人工恢复为主地块，在植物生长初期主要利用当地沼泽湿地的土壤平铺到退耕还湿地块上，平铺厚度约1cm，或选择适宜本地生长的湿地物种，播种到退耕还湿地块上，密度为200粒/平方米；在植物生长中期，随之雨季的到来，由于微地形的变化，在退耕还湿区构建了不同水深的湿地生态系统。

退耕还湿地块湿地恢复后，设立固定样方，连续进行植被调查，与对照湿地对比，生物多样性恢复达到72％，生物量达到90％，使退耕还湿区块湿地恢复达到理想效果。

Claims (6)

1.判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法，其特征在于所述判断平原区退耕还湿地块植被恢复方法如下：

一、退耕地的确定及土壤样品采集：

在五月份，将采集点的表层面积为25cm×25cm、厚度为10cm的土壤进行采集；在温室中采用种子萌发法对土壤种子进行筛选，得出退耕地土壤中各个物种及其种子密度均值；

二、判断恢复方法：

对物种进行归类，通过退耕还湿地块种子库与对照湿地对比，当退耕还湿地块中湿地物种的种类、数量低于对照湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比小于1，则选择人工恢复；当湿地物种种子种类、数量大于自然湿地的25％，或退耕地土壤种源中湿地物种集合与非湿地物种集合的种子密度比大于1，则选择自然恢复。

2.植被恢复方法，其特征在于植被恢复方法如下：

通过对恢复湿地的微地形测量，测定标高，在恢复湿地面积以上构建相对高差40-60cm、坡度小于5度的水位梯度，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，构建水位梯度。

3.植被恢复方法，其特征在于植被恢复方法如下：

通过对恢复湿地的微地形勘测，测定标高，以自然恢复的湿地，根据对照湿地植物群落建群种构建水位梯度；以人工恢复的湿地，根据水分来源选择本地种为建群种，根据鸟类生境需求，在恢复湿地面积以上构建水深1-2m、相对高度2-3m、坡度为10-30度的生境岛，构建水位梯度。

4.根据权利要求2所述植被恢复方法，其特征在于所述人工恢复为根据湿地土壤种子库进行芽苗移栽、原位土壤移栽、扦插移栽或植被分根移栽。

5.根据权利要求4所述植被恢复方法，其特征在于所述湿地土壤种子库方法如下：进行土地翻耕平整，在植物的生长初期，利用当地沼泽湿地的土壤平铺到退化湿地上，平铺厚度为1cm，维持退化湿地的土壤湿度，进行植被恢复；

所述芽苗移栽方法如下：在植物生长初期，利用湿地植物新苗对退化湿地进行恢复的方法；

原位土壤移栽方法如下：在植物生长中期将原位土壤及植物一起移栽到退化湿地中；

植被分根移栽方法如下：利用湿地植物无性繁殖的特点，在植物的生长中期利用移栽植物地下根状茎和蘖枝进行退化湿地植被恢复。

6.植被恢复效果评估体系，其特征在于所述植被恢复效果评估体系如下：

通过对恢复区及参照湿地进行植物样方调查，每公顷湿地均匀布设9个样方，每个样方的大小为1m×1m，记录每个样方内出现物种的名称、株数、高度、盖度，统计记录湿地物种，计算湿地植物重要值，重要值最大的物种为建群种；

当以自然恢复为主的退耕还湿地与对照湿地建群种一致，且植物物种多样性达到对照湿地60％，生物量达到对照湿地的80％，即认定恢复成功；

当以人工恢复为主的退耕还湿地与对照湿地除建群种不一致之外，植物物种多样性达到对照湿地60％，生物量方面达到对照湿地的80％，即认定恢复成功。