CN111328490B - 一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法，是通过微地形改造与苔藓固养表土和本土先锋植物与水保工程措施复合配置来改善土壤结构；本发明的优点是：在近地表覆盖较少的林下劣地，通过微地形改造与苔藓固养表土措施，可以固养表土和提高持水能力。本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施可以截留更多的降水，增加了土壤含水量，从而减少土壤侵蚀，实现林下侵蚀劣地快速增碳固氮，增加生物多样性。

Description

一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法
技术领域
本发明涉及生态恢复工程技术领域，特别涉及一种林下侵蚀劣地全时空分阶段土壤增碳与生物多样性复合调控方法。
背景技术
我国红壤主要分布在长江以南的区域，总面积218万km2，占全国土地总面积的22.7％，其中红壤系列的土壤面积约128万km2 [1]。由于长期对红壤资源的不合理利用，红壤区降雨在时空尺度上的不均匀性，以及红壤本身“酸、粘、瘦”的土壤特性，整个红壤地区往往遭致严重的生态环境破坏，尤其是林下灌木或草本稀疏的马尾松林地，极易发生水土流失，“远看青山在，近看水土流”的问题十分突出，严重制约着该区域的社会经济发展和生态环境质量。
近20年来，许多学者针对南方红壤丘陵区生境脆弱问题，通过采取工程措施、生物措施或多种方式相结合的综合防治措施，在减少水土流失、恢复林下植被、提高土壤质量方面取得了一定成果[2-3]。研究发现，鱼鳞坑具有良好的保肥作用，而水平沟、水平阶措施对速效养分的提升幅度高达30％[4]。与木本植物相比，以草本植物建立的植物篱可以在短期时间发挥水土保持作用[5]。在侵蚀退化严重的林地恢复重建时应考虑选择与当地生物气候条件相适应的耐瘠耐旱抗逆性强的植物品种，以提高水土流失区的生物多样性[6]，同时，补植乔、灌、草植物，需要施入一定量的基肥，为前期植被生长提供必要的养分，从而提高植株成活率和促进植被快速恢复[7]。谢锦升[8]研究发现，植被恢复24a后，马尾松人工林生态系统碳库储量与裸地相比提高了10倍。在长汀红壤水土流失区，马尾松林植被恢复初期(10a)显著增加了土壤表层(0-10cm)有机碳和颗粒态碳含量，但矿质结合态有机碳并未显著提高。刘俊第等[9]研究发现，随着植被恢复年限(0-30a)的增加，土壤有机氮、矿质氮组分基本呈现上升趋势，土壤肥力逐渐改善。尽管这些各个生态恢复措施对提高林下侵蚀劣地土壤质量有积极作用，但是针对林下劣地植被不同演替阶段生态恢复及其全时空复合配置方法研究较少。
因此，在植被恢复起始阶段，裸地侵蚀严重，可以采取微地形改造与苔藓固养表土措施，而自然恢复到一定程度后的林下劣地可以采取本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施，可以在较短时间内减少水土流失，特别是提高土壤有机碳含量，改善土壤结构、增加生物多样性，是南方红壤侵蚀区植被恢复措施中最核心和关键的技术。
现有技术的技术方案
红壤侵蚀退化劣地的植被恢复的方法，其步骤是：⑴植物品种筛选：通过综合分析中国南方红壤不同侵蚀立地植被恢复的物种和种植模式，筛选出了花岗岩红壤不同侵蚀立地红壤恢复品种；⑵种植模式的构建：①极强度红壤侵蚀立地的乔灌草混交模式，种植水保草模式；②强度侵红壤蚀立地的老头松近自然改造模式；③轻度红壤侵蚀立地经济林采取了生草覆盖模式。⑶监测和评价所构建的植被群落生长状况和水土保持作用。
现有技术的缺陷
(1)筛选植被品种耗时较长，适用范围小；
(2)种植方式复杂，实施耗费大量人力和财力，成本高；
(3)工程措施与植被措施复合配置的措施较少；
(4)缺少针对侵蚀劣地不同阶段的治理措施。
参考文献
[1]赵其国,黄国勤,马艳芹.中国南方红壤生态系统面临的问题及对策[J].生态学报,2013(24):7615-7622.
[2]史志华,王玲,刘前进,等.土壤侵蚀:从综合治理到生态调控[J].中国科学院院刊,2018,33(2):198-205.
[3]张海涛,宫渊波,付万权,等.次降雨对马尾松低效林改造初期坡面产流产沙的影响[J].水土保持学报,2017,31(3):51-55.
[4]任文海.花岗岩红壤坡面工程措施的水土保持效应研究[D].武汉:华中农业大学,2012.
[5]Fan J,Yan L J,Zhang P,et al.Effects of grass contour hedgerowsystems on controlling soil erosion in red soil hilly areas,Southeast China[J].International Journal of Sediment Research,2015,30(2):107-116.
[6]杨艳生.第四纪红粘土侵蚀区生物多样性恢复重建研究(Ⅰ)恢复重建原则和模式[J].水土保持研究,1998,5(2):77-81.
[7]陈宏荣,岳辉,彭绍云,等.侵蚀地劣质马尾松林改造效果分析[J].中国水土保持科学,2007,5(4):62-65.
[8]Xie J S,Guo J F,Yang Z J,et al.Rapid accumulation of carbon onseverely eroded red soils through afforestation in subtropical China[J].Forest Ecology and Management,2013,300:53-59.
[9]刘俊第,刘骏,胡亚林,等.植被恢复对红壤侵蚀区土壤氮组分的影响[J].土壤通报,2019,50(1):115-123.
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法，解决了现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法，包括以下步骤：
1)植被恢复起始阶段，地表覆盖极低或者裸露的且侵蚀严重的林下劣地侵蚀退化严重的近地表裸露坡面上引入苔藓或地衣，通过挖小穴、开沟和起垄进行微地形改造。同时种植当地耐旱耐贫瘠草种，通过挖穴、起垄和挖沟方法引植优势乡土草类，固定表土层减少坡面径流，营造有利于植被生长的生境。
2)植被恢复中期阶段，近地表覆盖较少且侵蚀中度的林下劣地采用本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施；
复合配置措施包括：乔草+鱼鳞坑、乔灌+鱼鳞坑、乔灌草+鱼鳞坑、乔草+小水平沟、乔灌+小水平沟和乔灌草+小水平沟；
在鱼鳞坑内引种乔木，小水平沟内引种香根草。在全坡面地表裸露处挖小穴种植灌木和草种。引种乔木前在鱼鳞坑种植穴内施入有机肥0.5kg，复合肥0.2kg；引种灌木前在穴内施入有机肥0.2kg，复合肥0.1kg；引种草种前按1:2.5:5的比例需将草种、钙镁磷肥和表土等物料混匀，然后撒入种植穴，覆土填平。
作为优选，小水平沟沿等高线挖掘，沟长为4～5m，宽为40cm，深为40cm，用挖穴土在下方拍实作埂，埂顶宽为30cm，埂高40cm，每个坡位设置一个小水平沟；
作为优选，鱼鳞坑设置呈“品字形”分布，开挖面呈半圆形，直径约80cm，深50cm，土埂高15cm，埂顶宽10cm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
在近地表覆盖较少的林下劣地，通过微地形改造与苔藓固养表土措施，可以固养表土和提高持水能力。本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施可以截留更多的降水，增加了土壤含水量，从而减少土壤侵蚀，实现林下侵蚀劣地快速增碳固氮，增加生物多样性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下列举出具体实施例，对本发明做进一步详细说明。
一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法，包括以下步骤：
1)植被恢复起始阶段，地表覆盖极低或者裸露的且侵蚀严重的林下劣地侵蚀退化严重的近地表裸露坡面上引入苔藓、地衣等低等植物，通过挖小穴、开沟和起垄等微地形改造，以达到固养表土和蓄水效果。同时种植当地耐旱耐贫瘠草种，通过挖穴、起垄和挖沟方法引植优势乡土草类，固定表土层减少坡面径流，营造有利于植被生长的生境。
2)植被恢复中期阶段，近地表覆盖较少且侵蚀中度的林下劣地
在林下侵蚀劣地采用乔草+鱼鳞坑、乔灌+鱼鳞坑、乔灌草+鱼鳞坑、乔草+小水平沟、乔灌+小水平沟、乔灌草+小水平沟等本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施。其中小水平沟沿等高线挖掘，沟长为4～5m，宽为40cm，深为40cm，用挖穴土在下方拍实作埂，埂顶宽为30cm，埂高40cm，每个坡位设置一个小水平沟；鱼鳞坑设置呈“品字形”分布，开挖面呈半圆形，直径约80cm，深50cm，土埂高15cm，埂顶宽10cm。在鱼鳞坑内引种乔木(如荷木、枫香)，小水平沟内引种香根草。在全坡面地表裸露处挖小穴种植灌木(胡枝子、紫穗槐)和草种(宽叶雀稗、百喜草、香根草)。引种乔木前在鱼鳞坑种植穴内施入有机肥0.5kg，复合肥0.2kg；引种灌木前在穴内施入有机肥0.2kg，复合肥0.1kg；引种草种前按1:2.5:5的比例需将草种、钙镁磷肥和表土等物料混匀，然后撒入种植穴，覆土填平。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种侵蚀劣地生态恢复全时空分阶段复合调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)植被恢复起始阶段，地表覆盖极低或者裸露的且侵蚀严重的林下劣地侵蚀退化严重的近地表裸露坡面上引入苔藓或地衣，通过挖小穴、开沟和起垄进行微地形改造；同时种植当地耐旱耐贫瘠草种，通过挖穴、起垄和挖沟方法引植优势乡土草类，固定表土层减少坡面径流，营造有利于植被生长的生境；
2)植被恢复中期阶段，近地表覆盖较少且侵蚀中度的林下劣地采用本土先锋植物与水保工程措施复合配置措施；
复合配置措施包括：乔草+鱼鳞坑、乔灌+鱼鳞坑、乔灌草+鱼鳞坑、乔草+小水平沟、乔灌+小水平沟和乔灌草+小水平沟；
在鱼鳞坑内引种乔木，小水平沟内引种香根草；在全坡面地表裸露处挖小穴种植灌木和草种；引种乔木前在鱼鳞坑种植穴内施入有机肥0.5kg，复合肥0.2kg；引种灌木前在穴内施入有机肥0.2kg，复合肥0.1kg；引种草种前按1:2.5:5的比例需将草种、钙镁磷肥和表土物料混匀，然后撒入种植穴，覆土填平。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述小水平沟沿等高线挖掘，沟长为4～5m，宽为40cm，深为40cm，用挖穴土在下方拍实作埂，埂顶宽为30cm，埂高40cm，每个坡位设置一个小水平沟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述鱼鳞坑设置呈“品字形”分布，开挖面呈半圆形，直径约80cm，深50cm，土埂高15cm，埂顶宽10cm。
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CN105409376A (zh) * 2015-11-09 2016-03-23 北京林业大学 一种黄土沟壑区的造林整地方法

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Title
《江西红砂岩侵蚀劣地综合治理模式研究探讨》;吴家洪;《江西农业学报》;20190115;第31卷(第1期);56-60 *

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