CN111316865B - 一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法 - Google Patents

一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法 Download PDF

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Abstract

一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法。本发明解决了重度苏打盐碱湿地中的扁秆荆三棱湿地的面积大幅度缩减的问题以及现有的方法恢复效果差的问题。本发明的方法为：一、重度苏打盐碱湿地地块整理；二、扁秆荆三棱球状根茎移栽；三、对扁秆荆三棱进行补水。本发明实施后扁秆荆三棱植被的重建效果好。

Description

一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法
技术领域
本发明涉及一种重度苏打盐碱湿地重建植被的方法。
背景技术
莫莫格湿地位于松嫩平原西部农牧交错区，地处半干旱地区，属于生态脆弱带。莫莫格湿地是东亚候鸟南北迁徙主干线上的重要停歇中转站，在保护世界珍稀濒危物种方面有着重要的地位。近年来，由于气候变化，降水量有减少的趋势、蒸发量加大，更加剧了湿地水量的散失。为了满足农业灌溉用水、工业用水、生活用水需求，在嫩江上游的补给河流兴建了多座水利工程。虽然解决了部分用水问题，却造成了流域内水量分布的严重失衡。上游地区的大量截流，使得下游径流量减少，切断了下游泡沼湿地汛期洪水的补给，破坏了湿地水文过程。另外，农业的迅速发展，也导致地下水资源需求量日益增加，造成本区地下水位迅速下降。改变了地下水与湿地水量的交换，造成了湿地的盐碱化，利于候鸟栖息的湿地植被面积不断减少，而一些不利于候鸟栖息的非目标植被却扩散生长；如：扁秆荆三棱(Bolboschoenus planiculmis)为莎草科荆三棱属植物，广泛分布在莫莫格地区，扁秆荆三棱湿地是濒危水鸟白鹤(Grus leucogeranus)的重要栖息地，扁秆荆三棱球状根茎为白鹤主要食源，由于湿地缺水和盐碱化加剧，特别是重度苏打盐碱湿地，扁秆荆三棱植被的面积大幅度缩减，甚至消失，而芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)等非目标植被则成功定居并成为建群种,严重威胁着白鹤的停栖觅食生境。目前采用传统“大水漫灌”补水和自然恢复的方法恢复扁秆荆三棱植被，但是这种方法恢复效果较差，且目标植被难以稳定维持，远远无法满足白鹤停栖觅食的需求。
发明内容
本发明为了解决所述的重度苏打盐碱湿地中的扁秆荆三棱湿地的面积大幅度缩减的问题以及现有的方法恢复效果差的问题，而提供了一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法。
本发明重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法，按照以下步骤进行：
一、在春季4月份，将所述的重度苏打盐碱湿地用土埂围成格田，向格田中注水，浸泡2～3天；旋耕机进行耙田，然后静置；
二、扁秆荆三棱球状根茎移栽：步骤一处理的格田中的水位自然下沉至距离地表1～3cm时，移栽球茎，球状根茎的株距5～20cm、行距10～20cm，球状根茎的入土深度为3～5cm；水深维持在1～3cm至5月底；
三、对扁秆荆三棱进行补水：在6月初控制移栽有扁秆荆三棱格田内水深为23.6cm～24.8cm至8月底，水位自然下沉；即完成了扁秆荆三棱植被的重建。
进一步，步骤一所述的重度苏打盐碱湿地地块植被盖度在0％～20％之间，物种单一，以芦苇、盐地碱蓬为主，扁秆荆三棱种群盖度在0％～1％之间；地块表层土壤(25cm深)盐碱程度较高、水分和营养元素含量较低，土壤电导率2000～5000μS cm-1，pH是9.0～10.3，含水量是20％～40％，土壤有机碳含量是5～25g kg-1，土壤总氮是0.3～1.6g kg-1，土壤总磷含量是0.25～0.45g kg-1。
进一步，步骤二中为促进扁秆荆三棱种群快速建立和增强与非目标物种的竞争能力，选择无植被光滩区的重度苏打盐碱湿地格田设置株距15～20cm、行距20cm；芦苇为优势种的重度苏打盐碱湿地格田设置株距5～10cm、行距10cm；盐地碱蓬为优势种的重度苏打盐碱湿地格田设置株距10～15cm、行距15cm。
本发明的方法先对重度苏打盐碱湿地进行了地貌整理，将重度苏打盐碱湿地围成格田，进行旋耕耙田，然后移栽扁秆荆三棱营养繁殖体进行补给，通过种植密度调节和水位控制，增强扁秆荆三棱对伴生物种(芦苇、盐地碱蓬)的竞争力。本发明重建了扁秆荆三棱植被，效果显著，本发明方法实施后，上述所选择的度苏打盐碱湿地的表层土壤(距地表25cm)电导率降低到1730～3850μS cm-1，pH降至8.7～10.1，有机质比恢复前提高了6％～11％。本发明实现了扁秆荆三棱湿地的有效恢复以及生态功能显著提升，促进湿地生态系统可持续健康发展，与现有的方法相比较，本发明的重建方法扁秆荆三棱种群密度提高了1.5～4.3倍、生物量高了3.6～4.8倍、根状球茎增殖了3.2～8.1倍。本发明的方法可操作性强，目标明确，避免了盲目补水造成的水资源浪费，该方法可广泛应用于莫莫格湿地乃至松嫩平原重度盐碱化扁秆荆三棱湿地植被重建、白鹤栖息地恢复等项目中。
附图说明
图1是实施例2水深和土壤埋深对扁秆荆三棱球茎萌发的影响结果图。
图2是实施例2不同恢复方法对扁秆荆三棱种群密度、生物量和新生球茎质量的影响结果图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法，按照以下步骤进行：
一、在春季4月份，将所述的重度苏打盐碱用土埂围成格田，向格田中注水，浸泡2～3天；旋耕机进行耙田，然后静置；
二、扁秆荆三棱球状根茎移栽：步骤一处理的格田中的水位自然下沉至距离地表1～3cm时，移栽球状根茎，球状根茎的株距5～20cm、行距10～20cm，球状根茎的入土深度为3～5cm；水深维持在1～3cm至5月底；
三、对扁秆荆三棱进行补水：在6月初控制移栽有扁秆荆三棱格田内水深为23.6cm～24.8cm至8月底，水位自然下沉；即完成了扁秆荆三棱植被的重建。
本实施方式步骤一所述的重度苏打盐碱湿地是根据历史资料和实地踏查，选择已退化的重度苏打盐碱湿地地块；
本实施方式步骤一所述的重度苏打盐碱湿地地块植被盖度在0％～20％之间，物种单一，以芦苇、盐地碱蓬为主，扁秆荆三棱种群盖度在0％～1％之间；地块表层土壤(25cm深)盐碱程度较高、水分和营养元素含量较低，土壤电导率2000-5000μS cm-1，pH是9.0～10.3，含水量是20％～40％，土壤有机碳含量是5～25g kg-1，土壤总氮是0.3～1.6g kg-1，土壤总磷含量是0.25～0.45g kg-1。
本实施方式步骤一中旋耕耙田是为了消除土壤表面高差，控制高差范围在±2～4cm，耙田后静置5～7天，使水位自然下沉。
本实施方式步骤二中所述的扁秆荆三棱球状根茎是在湿地周边的扁秆荆三棱原生群落采集具有繁殖能力的球状根茎，为避免对原生群落的破坏，在原生群落中随机设置1m×1m的样方，利用根钻(直径9cm、深20cm)在样方四角处分别取样，之后用地表土回填；将取出的土壤带到周边水泡进行冲洗，并收集扁秆荆三棱球状根茎，准备移栽。
本实施方式步骤二中为促进扁秆荆三棱种群快速建立和增强与非目标物种的竞争能力，选择无植被光滩区的重度苏打盐碱湿地格田设置株距15～20cm、行距20cm；芦苇为优势种的重度苏打盐碱湿地格田设置株距5～10cm、行距10cm；盐地碱蓬为优势种的重度苏打盐碱湿地格田设置株距10～15cm、行距15cm。
本实施方式步骤三中的补水方法是基于生命周期需水进行生态补水，按照扁秆荆三棱种群生长中期(6月-8月)种群密度与水深之间一元二次方程关系模型：y＝-0.240x2+11.63x+162.9，其中y为、种群密度(No.m-2)，x为水深(cm)，计算得出种群适宜水深生态幅为[23.6，24.8]。在生长中期(6月～8月)，人为控制水深为23.6cm～24.8cm之间有效促进扁秆荆三棱种群扩张，而后，生长后期(9月～10月)水位自然回落，利于成熟期营养繁殖体增殖。
本实施方式重建后的重度苏打盐碱湿地地块的扁秆荆三棱种群密度提高了1.5～4.3倍、生物量高了3.6～4.8倍、根状球茎增殖了3.2～8.1倍。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述的格田尺寸是：每格长宽为15m×15m，格田土埂高度40～50cm。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：步骤一所述的注水水深为15～20cm。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不同的是：步骤一中旋耕机耙田的旋耕入土深度为8～10cm，旋耕次数为4～5次。其他与具体实施方式一至三相同。
实施例1 2018年在吉林西部莫莫格地区的重度苏打盐碱湿地(9000亩)重建扁秆荆三棱植被
一、在春季4月份，将所述的重度苏打盐碱湿地围成格田，向格田中注水，浸泡2～3天；旋耕机进行耙田，然后静置；其中所述的重度苏打盐碱湿地根据莫莫格湿地历史资料和实地踏查，选择已退化的重度苏打盐碱湿地地块。该地块植被覆盖度是18％，物种单一，以芦苇(Phragmites australis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)为主，扁秆荆三棱种群盖度在0％～1％之间；地块表层土壤(25cm深)盐碱程度较高、水分和营养元素含量较低，土壤电导率2000～5000μS cm-1，pH9.0～10.3，含水量20％～40％，土壤有机碳含量5～25g kg-1，土壤总氮0.3～1.6g kg-1，土壤总磷含量0.25～0.45g kg-1；人工打成格田，每格长宽为15m×15m，格田土埂高度45cm；向格田中人工注水，水深维持在15-20cm，浸泡3天；旋耕机进行耙田，旋耕入土9cm，旋耕5遍，消除土壤表面高差，控制高差范围在±2～4cm，耙田后静置6天，使水位自然下沉；
二、扁秆荆三棱球状根茎移栽：步骤一处理的格田中的水位自然下沉至距离地表1～3cm时，移栽球状根茎，为促进扁秆荆三棱种群快速建立和增强与非目标物种的竞争能力，无植被光滩区域设置株距15～20cm、行距20cm；芦苇为优势种区域设置株距5～10cm、行距10cm；盐地碱蓬为优势种区域，设置株距10～15cm、行距15cm；球状根茎的入土深度均为3～5cm；水深维持在1～3cm至5月底；其中，所述的扁秆荆三棱球状根茎移栽是在周边扁秆荆三棱原生群落采集具有繁殖能力的球状根茎，为避免对原生群落的破坏，在原生群落中随机设置1m×1m的样方，利用根钻(直径9cm、深20cm)在样方四角处分别取样，之后用地表土回填；将取出的土壤带到周边水泡进行冲洗，并收集扁秆荆三棱球状根茎，准备移栽；淹水过深和入土过深会导致球茎萌发率降低；
三、对扁秆荆三棱进行补水：在6月份控制移栽有扁秆荆三棱格田内水深为23.6cm～24.8cm，至8月份，水位自然下沉(9月初至生长季末)；其中，补水的方法主要是基于生命周期需水进行生态补水，按照扁秆荆三棱种群生长中期(6月-8月)种群密度与水深之间一元二次方程关系模型：y＝-0.240x2+11.63x+162.9，其中y为种群密度(No.m-2)，x为水深(cm)，计算得出种群适宜水深生态幅为[23.6，24.8]；在生长中期(6月～8月)，人为控制水深为23.6cm～24.8cm之间有效促进扁秆荆三棱种群扩张；而后，生长后期(9月～10月)水位自然回落，利于成熟期营养繁殖体增殖。
本实施例实施后，度苏打盐碱湿地的表层土壤(距地表25cm)电导率降低到1730～3850μS cm-1，pH降至8.7～10.1，有机质比恢复前提高了6％～11％；扁秆荆三棱种群密度为1176株/m2，生物量为1877g/m2，新生球茎质量960g/m2(图2)，本实施例的方法，增加了扁秆荆三棱植被对伴生物种(芦苇、盐地碱蓬等)的竞争力，通过建植后的水位精准调控，有效重建了扁秆荆三棱植被，效果显著。
实施例2按照实施例1的方法，步骤二中采用不同的水位自然高度(水深)和球状根茎的入土深度(土壤埋深)对扁秆荆三棱球茎萌发的影响，水深分别是1～3cm(实施例1)、4～10cm、11～15cm、16～20cm，球状根茎的萌发情况如图1所示，图中■表示埋深3～5cm(实施例1)，■表示埋深6～10cm，□表示埋深11～15cm。从图1可以看出，水深1～3cm且水深3～5cm时，移栽的球状根茎萌发率最高，为88.7％，淹水过深和入土过深会导致球茎萌发率降低。
实施例3 2018年在吉林西部莫莫格地区的重度苏打盐碱湿地(675亩)采用传统“大水漫灌”补水的方法重建扁秆荆三棱植被，具体方法如下：
在生长初期(4月底)，按照实施例2的方法将重度苏打盐碱湿地围成格田，向格田中补水，水位维持35cm深至8月底，且水位波动范围在±8cm，9月初至生长季末水位自然回落。
本实施例方法中扁秆荆三棱种群密度为221株/m2，生物量为326g/m2，新生球茎质量105g/m2(图2)，植被恢复效果欠佳，且造成了水资源浪费；土壤盐碱化程度和有机质含量无明显变化。
实施例4 2018年在吉林西部莫莫格地区的重度苏打盐碱湿地(675亩)采自然恢复的方法重建扁秆荆三棱植被，即所述的重度苏打盐碱湿地不投入任何人工干预措施，仅靠土壤种子库和营养繁殖体库自然恢复，水源补给完全依赖于自然降水。监测整个生长季土壤含水量变化，在4月～5月，表层土壤(25cm深)含水量为45％-55％之间；6月-7月，表层土壤(25cm深)含水量为50％-70％之间；8～9月为集中降雨期，表层土壤(25cm深)含水量为75％至土壤饱和含水量。
实施例1、实施例3、实施例4进行对比，这三个实施例的种群密度、总生物量、新生球茎质量如图2所示，如图所示，采用实施例1的方法(本发明)重建后扁秆荆三棱种群密度为1176株/m2，生物量为1877g/m2，新生球茎质量960g/m2；采用实施例3的传统“大水漫灌”补水的方法重建扁秆荆三棱群密度为221株/m2，生物量为326g/m2，新生球茎质量105g/m2(图2)，植被恢复效果欠佳，且造成了水资源浪费；土壤盐碱化程度和有机质含量无明显变化；实施例4中自然恢复方法下扁秆荆三棱种群密度为469株/m2，生物量为405g/m2，新生球茎质量231g/m2(图2)，土壤盐碱化程度和有机质含量无明显变化。由此可见，用本发明方法重建了重度苏打盐碱湿地，扁秆荆三棱植被的恢复效果显著。

Claims (5)

1.一种重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法，其特征在于重度苏打盐碱湿地重建扁秆荆三棱植被的方法按照以下步骤进行：
一、在春季4月份，将所述的重度苏打盐碱湿地用土埂围成格田，向格田中注水，浸泡2～3天；旋耕机进行耙田，然后静置；
二、扁秆荆三棱球状根茎移栽：步骤一处理的格田中的水位自然下沉至距离地表1～3cm时，移栽球状根茎，球状根茎的株距5～20cm、行距10～20cm，球状根茎的入土深度为3～5cm；水深维持在1～3cm至5月底；
三、对扁秆荆三棱进行补水：在6月初控制移栽有扁秆荆三棱格田内水深为23.6cm～24.8cm至8月底，水位自然下沉；即完成了扁秆荆三棱植被的重建,其中，补水方法是基于生命周期需水进行生态补水，按照扁秆荆三棱种群生长中期6月-8月种群密度与水深之间一元二次方程关系模型：y＝-0.240x2+11.63x+162.9，其中y为、种群密度No.m-2，x为水深cm，计算得出种群适宜水深生态幅为[23.6，24.8]。
2.根据权利要求1所述的一种，其特征在于步骤一所述的格田尺寸是：
每格长宽为15m×15m，格田土埂高度40～50cm。
3.根据权利要求1所述的一种，其特征在于步骤一所述的注水水深为15～20cm。
4.根据权利要求1所述的一种，其特征在于步骤一中旋耕机耙田的旋耕入土深度为8～10cm，旋耕次数为4～5次。
5.根据权利要求1所述的一种，其特征在于步骤二中球状根茎的入土深度为3～5cm。
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