CN112772037B - 一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法。本发明通过构造生态潮沟调节水盐控制植被，解决互花米草占据低潮带后芦苇入侵碱蓬、致使碱蓬植被破碎化的问题，达到恢复潮滩植被带的效果。(1)利用构建生态潮沟利于淡水从高滩区域到低滩区域的流动，阻断地下水的运移从而保证中滩区域内土壤的相对湿度；并利用潮汐的活动，有效对中滩区域土壤进行盐度补充，从而营造出适宜碱蓬生长的土壤环境。(2)利用导流渠与截淡导流沟和纳潮排水沟的协同作用，打破互米花的促淤形成的生态隔断，解决互花米草占据低潮带后芦苇入侵碱蓬、致使碱蓬植被破碎化的问题，达到恢复潮滩植被带的效果。

Description

一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法

技术领域

本发明涉及滩涂生态修复技术领域，具体为一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法。

背景技术

近年来，沿海滩涂植被退化以及物种入侵造成生物多形性下降问题受到广泛关注。我国大部分沿海滩涂生态环境恶化，人类活动以及外来物种入侵严重侵占本土物种的生存空间，进而导致滩涂动物失去栖息地和繁殖场所，最终导致滩涂生态系统崩溃，如盐城滨海滩涂区域，其盐地碱蓬群落在2000年之前，呈扩张趋势，扩张方向为向海方向，同时，互花米草群落由无到有，逐渐在盐地碱蓬的向海一侧定植、扩张，至2000年，互花米草群落在盐地碱蓬向海一侧形成一条完整的隔离带。2000年之后，盐地碱蓬群落开始呈现缩减的趋势，原有盐地碱蓬群落区不断被芦苇群落侵占，至2019年，盐城滨海滩涂植物群落在高位滩涂以芦苇群落为主，低位滩涂以互花米草群落为主，盐地碱蓬群落在中位滩涂分布，但其整体的连通度降低，分布呈现破碎化格局。因此，恢复滩涂植被群落成为退化滩涂生态修复的主要内容之一。

通过实验研究发现土壤水分、盐分是影响滩涂植被分布的主要影响因子，因此通过构建生态潮沟来调控土壤水盐的过程，进而恢复滩涂本土物种，提高滩涂生态系统的生物多样性。因此，通过构造生态潮沟调节水盐控制植被，解决互花米草占据低潮带后芦苇入侵碱蓬、致使碱蓬植被破碎化的问题，达到恢复潮滩植被带的效果，得到一种因地制宜的构建生态潮沟修复潮滩生态的方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，包括以下步骤：

S1：确定待修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定；

S3：划分待修复滩涂区域；

S4：构建生态潮沟；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

较为优化地，包括以下步骤：

S1：确定待修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，根据大潮汐和小潮汐的活动范围，确定海岸线、大潮高潮线、大潮低潮线、小潮高潮线、小潮低潮线；

S3：划分待修复滩涂区域：将大潮高潮线设置为高滩区域的上界，小潮高潮线设置为高滩区域的下界，得到高滩区域；将小潮高潮线设置为中滩区域的上界，小潮低潮线设置为中滩区域的下界，得到中滩区域；将小潮低潮线设置为低滩区域的上界，大潮低潮线设置为低滩区域的下界，得到低滩区域；

S4：构建生态潮沟：构建一条截淡导流沟和一条纳潮排水沟置于中滩区域内，构建若干条第一导流渠用于连接截淡导流沟和纳潮排水沟；构建若干条第二导流渠用于连接纳潮排水沟和海域潮汐。

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

较为优化地，包括以下步骤：

S1：确定待修复滩涂区域：以“田”字型，待修复滩涂检测9个地点的土质成分，根据植被分布和高程确定修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，记录潮汐在待修复滩涂上的水淹频率和水位变化，检测得到的待修复滩涂的地下水位变化；根据大潮汐和小潮汐的活动范围，确定海岸线、大潮高潮线、大潮低潮线、小潮高潮线、小潮低潮线；

S3：划分待修复滩涂区域：将大潮高潮线设置为高滩区域的上界，小潮高潮线设置为高滩区域的下界，得到高滩区域；将小潮高潮线设置为中滩区域的上界，小潮低潮线设置为中滩区域的下界，得到中滩区域；将小潮低潮线设置为低滩区域的上界，大潮低潮线设置为低滩区域的下界，得到低滩区域；

S4：构建生态潮沟：在中滩区域内靠近高滩区域的一侧挖一条截淡导流沟；在中滩区域内靠近低滩区域的一侧挖一条纳潮排水沟；在中滩区域内，挖通若干条第一导流渠，用于连接截淡导流沟和纳潮排水沟；在低滩区域内，挖通若干条第二导流渠，用于连接纳潮排水沟和海域潮汐；构建过程中产生泥土均匀堆积中滩区域内的截淡导流沟和纳潮排水沟两侧形成土方；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

较为优化地，步骤S4中，截淡导流沟和纳潮排水沟平行于海岸线。

较为优化地，步骤S4中，所述截淡导流沟和所述纳潮排水沟的上沿宽度为1.2～3.5m，底部宽度为0.6～1m，深度为0.6～1.3m。

较为优化地，步骤S4中，第一导流渠和第二导流渠相互平行，在纳潮排水沟上下交错分布，不在同一直线上。

较为优化地，步骤S4中，所述第一导流渠和所述第二导流渠的宽度为1.5～3.5m，深度为0.8～1.3m。

较为优化地，步骤S4中，所述土方的高程范围为1～2m。

本技术方案主要解决的技术问题是通过构造生态潮沟调节水盐控制植被，解决互花米草占据低潮带后芦苇入侵碱蓬、致使碱蓬植被破碎化的问题，达到恢复潮滩植被带的效果。

根据待修复滩涂的地势、以及植被的分布情况，巧妙的利用附近海域潮汐活动范围，划分为高滩区域、中滩区域、低滩区域，并在各区域内构建潮沟，利用潮汐活动调控待修复滩涂中土壤的水盐，从而修复植被，恢复生态，建设一种因地制宜的修护潮滩生态的方法。

具体构建潮沟的作用如下：

(1)截淡导流沟设置在中滩区域内靠近高滩区域，平行于海岸线，呈倒梯形立体结构。其一可以有效拦截来自高滩区域中地表水和地下水，从而避免淡水入滩后，产生中滩区域土壤淋溶的问题；其二有效阻截地下水从高滩区域向中滩区域的水平运移，从而使的中滩区域内土壤维持在较高盐度水平和较低的湿度。

(2)纳潮排水沟设置在中滩区域内靠近低滩区域，平行于海岸线，呈倒梯形立体结构。其一有效降低中低滩区域的地下水位，从而解除低滩区域的中层土壤积水问题；其二降低潮汐入滩的阻力，保证潮汐对土壤的补盐过程充分进行，从而协同截淡导流沟，使得中滩区域内土壤维持在相对低湿、高盐的环境。

(3)第一导流渠设置在中滩区域内，连接截淡导流沟和纳潮排水沟，其一使得两条潮沟之间水流互通，将高滩区域内拦截的淡水导向低滩流入海域；其二便于利用潮汐活动为中滩区域的土壤进行补盐过程。

(4)第二导流渠设置在低滩区域内，连接纳潮排水沟和海域。其一打破互米花草促淤形成的生态隔断，使得潮汐可以充分入滩；其二将因互米花淤积沉积在低滩区域的积水导入海域中，与截淡导流沟和纳潮排水沟产生协同作用，降低中滩区域内土壤的湿度，增加土壤的盐度。

(5)土方堆积在潮沟的两侧，目的是使土壤构成表聚环境，从而提高土壤的盐度。而具体土方的高程需要有区域内土壤的组分决定，沙壤土的比例越大，土方的高程越大，不超过2m，沙壤土的比例越小，则土方的高程越小，不小于1m，若堆积土方盈余，则堆积在潮上带区域，若堆积土方不够，则在中滩区域外就地挖取。

另外，第一导流渠和第二导流渠的设置不在同一直线上，交错分布，目的是适当延缓潮汐的滞留时间，从而增加补盐时间。同时，导流渠的深度和宽度可以根据各自所在区域的自然潮沟进行模仿，可在不淤堵的情况下导引潮汐即可。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明(1)利用构建生态潮沟利于淡水从高滩区域到低滩区域的流动，阻断地下水的运移从而保证中滩区域内土壤的相对湿度；并利用潮汐的活动，有效对中滩区域土壤进行盐度补充，从而营造出适宜碱蓬生长的土壤环境。(2)利用利用导流渠与截淡导流沟和纳潮排水沟的协同作用，打破互米花的促淤形成的生态隔断，解决互花米草占据低潮带后芦苇入侵碱蓬、致使碱蓬植被破碎化的问题，达到恢复潮滩植被带的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的构建生态潮沟的结构示意图；

图2是本发明待修复潮滩区域划分示意图；

图3是互米花最高株高数据图；

图4是互米花株数数据图；

图中：1高滩；2中滩；3低滩；4土方；5截淡导流沟；6纳潮排水沟；7第一导流渠；8第二导流渠；9海岸线；10大潮高潮线；11小潮高潮线；12小潮低潮线；13大潮低潮线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

实验调查：

以盐城国家级珍禽自然保护区北缓冲区为例，于2019年11月22日及23日，在盐城珍禽国家级自然保护区北缓冲区，选择一片互花米草生长状态相同的典型群落样地进行控制实验，设置8个5m×5m样地，刈割和未刈割地上生物量样地各四个；对于刈割的四个样地，其中Z5，Z0，Z3样地分别进行土壤深度5cm、20cm、40cm的埋入海盐实验，Z4不进行埋盐处理；对于未刈割的四个样地，其中Z6，Z1，Z2样地分别进行土壤深度10cm、30cm、50cm的埋入海盐实验，Z7不进行埋盐处理。向6个加盐样地的每个1m×1m的小样方内埋入0.5kg海盐，每个样地总计12.5kg海盐。

对于每个5m×5m样地，将其分成25个1m×1m的小样方，编好序号，每个样地沿着对角线方向选5个小样方，利用钻土取土器在每个小样方内分别采集土壤深度0～10cm、10～30cm和30～60cm深度的土壤样品，用塑料袋密封后，带回实验室。

刈割加土壤增盐法：人工手持镰刀对互花米草样地进行齐地刈割，使互花米草地上残余部分不超过3cm。对于土壤表层增盐，人工手持工兵铲，在每个小样方内挖取3块20cm×20cm×5cm土块，然后将盐均匀倒入这三块样方中，再将土块填回土壤中。对于中层和深层土壤增盐，人工手持环刀取泥器在小样方内不同位置进行3次取泥操作，将型号为50的PVC管(下端用可降解纱布封住)沿着取泥器拔出的通道插入土壤中，管子上端放入漏斗，用漏勺将盐通过漏斗送入PVC管底部，灌盐结束之后将管子向上拔出一段距离后，用竹竿将管内的盐和纱布一同凿入土壤中，用少量水润洗管壁，之后将管子完全拔出，将之前取泥剩下的泥土填回。

并于2020年5月27日前往实验样地进行现场采样，并测量每个实验样方内互米花的最高株高和及株数。所得结果如图3和图4所示。

结论：如图3和图4所示，对于未刈割组，表层加盐的样方内植物在株数上显著低于对照组和其他深度加盐组(p<0.05)，在最高株高上低于对照组和其他深度加盐组(p<0.05)。因此，通过向土壤表层增盐的措施能抑制互花米草的生长。

基于上述实验调查，参照图1～2提供实施例实施的技术方案：

实施例1：

S1：确定待修复滩涂区域：根据植被分布和高程确定修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，记录潮汐在待修复滩涂上的水淹频率和水位变化，检测得到的待修复滩涂的地下水位变化；根据大潮汐和小潮汐的活动范围，如图1所示，确定海岸线9、大潮高潮线10、大潮低潮线13、小潮高潮线11、小潮低潮线12；

S3：划分待修复滩涂区域：如图1所示，将大潮高潮线10设置为高滩区域1的上界，小潮高潮线11设置为高滩区域1的下界，得到高滩区域1；将小潮高潮线11设置为中滩区域2的上界，小潮低潮线12设置为中滩区域2的下界，得到中滩区域2；将小潮低潮线12设置为低滩区域3的上界，大潮低潮线13设置为低滩区域3的下界，得到低滩区域3；

S4：构建生态潮沟：如图2所示，在中滩区域2内靠近高滩区域1的一侧挖一条截淡导流沟5；在中滩区域2内靠近低滩区域3的一侧挖一条纳潮排水沟6；在中滩区域2内，挖通若干条第一导流渠7，用于连接截淡导流沟5和纳潮排水沟6；在低滩区域3内，挖通若干条第二导流渠8，用于连接纳潮排水沟6和海域潮汐；构建过程中产生泥土均匀堆积中滩区域2内的截淡导流沟5和纳潮排水沟6两侧形成土方4；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

本实施例中，步骤S4中，所述截淡导流沟5和所述纳潮排水沟6的上沿宽度为1.2m，底部宽度为0.6m，深度为0.6m；所述第一导流渠7和所述第二导流渠8的宽度为1.5m，深度为0.8m；所述土方4的高程范围为1m。

实施例2：

S1：确定待修复滩涂区域：根据植被分布和高程确定修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，记录潮汐在待修复滩涂上的水淹频率和水位变化，检测得到的待修复滩涂的地下水位变化；根据大潮汐和小潮汐的活动范围，如图1所示，确定海岸线9、大潮高潮线10、大潮低潮线13、小潮高潮线11、小潮低潮线12；

S3：划分待修复滩涂区域：如图1所示，将大潮高潮线10设置为高滩区域1的上界，小潮高潮线11设置为高滩区域1的下界，得到高滩区域1；将小潮高潮线11设置为中滩区域2的上界，小潮低潮线12设置为中滩区域2的下界，得到中滩区域2；将小潮低潮线12设置为低滩区域3的上界，大潮低潮线13设置为低滩区域3的下界，得到低滩区域3；

S4：构建生态潮沟：如图2所示，在中滩区域2内靠近高滩区域1的一侧挖一条截淡导流沟5；在中滩区域2内靠近低滩区域3的一侧挖一条纳潮排水沟6；在中滩区域2内，挖通若干条第一导流渠7，用于连接截淡导流沟5和纳潮排水沟6；在低滩区域3内，挖通若干条第二导流渠8，用于连接纳潮排水沟6和海域潮汐；构建挖取过程中产生泥土均匀堆积中滩区域2内的截淡导流沟5和纳潮排水沟6两侧形成土方4；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

本实施例中，步骤S4中，所述截淡导流沟5和所述纳潮排水沟6的上沿宽度为3.5m，底部宽度为1m，深度为1.3m；所述第一导流渠7和所述第二导流渠8的宽度为3.5m，深度为1.3m；所述土方4的高程范围为2m。

实施例3：

S1：确定待修复滩涂区域：根据植被分布和高程确定修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，记录潮汐在待修复滩涂上的水淹频率和水位变化，检测得到的待修复滩涂的地下水位变化；根据大潮汐和小潮汐的活动范围，如图1所示，确定海岸线9、大潮高潮线10、大潮低潮线13、小潮高潮线11、小潮低潮线12；

S3：划分待修复滩涂区域：如图1所示，将大潮高潮线10设置为高滩区域1的上界，小潮高潮线11设置为高滩区域1的下界，得到高滩区域1；将小潮高潮线11设置为中滩区域2的上界，小潮低潮线12设置为中滩区域2的下界，得到中滩区域2；将小潮低潮线12设置为低滩区域3的上界，大潮低潮线13设置为低滩区域3的下界，得到低滩区域3；

S4：构建生态潮沟：如图2所示，在中滩区域2内靠近高滩区域1的一侧挖一条截淡导流沟5；在中滩区域2内靠近低滩区域3的一侧挖一条纳潮排水沟6；在中滩区域2内，挖通若干条第一导流渠7，用于连接截淡导流沟5和纳潮排水沟6；在低滩区域3内，挖通若干条第二导流渠8，用于连接纳潮排水沟6和海域潮汐；构建过程中产生泥土均匀堆积中滩区域2内的截淡导流沟5和纳潮排水沟6两侧形成土方4；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

本实施例中，步骤S4中，所述截淡导流沟5和所述纳潮排水沟6的上沿宽度为2.3m，底部宽度为0.8m，深度为0.8m；所述第一导流渠7和所述第二导流渠8的宽度为2.5m，深度为1m；所述土方4的高程范围为1.5m。

实验：实验调查的基础上，在盐城滩涂植被带，平行规划4处5m×5m的待修复区域，以其中1处不构建生态潮沟，作为对比例4；其余3处使用实施例1～3的方法进行构建生态潮沟进行修复，6个月后，对实验样地进行现场采样，测量实验地内互米花的最高株高、株径和株数，所得数据如表1所示：

表1

从表1中的数据可看到，构建生态潮沟的实施例1～4中实验样地中的互米花从最高株高、株径以及株数的数据与空白对照组对比可以发现下降明显，尤其是株数的下降，显著表明通过生态潮沟的构建确实有效降低了互米花的增长，打破了互米花的促淤形成的生态隔断，且效果明显。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)

1.一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定待修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，根据大潮汐和小潮汐的活动范围，确定海岸线(9)、大潮高潮线(10)、大潮低潮线(13)、小潮高潮线(11)、小潮低潮线(12)；

S3：划分待修复滩涂区域：将大潮高潮线(10)设置为高滩区域(1)的上界，小潮高潮线(11)设置为高滩区域(1)的下界，得到高滩区域(1)；将小潮高潮线(11)设置为中滩区域(2)的上界，小潮低潮线(12)设置为中滩区域(2)的下界，得到中滩区域(2)；将小潮低潮线(12)设置为低滩区域(3)的上界，大潮低潮线(13)设置为低滩区域(3)的下界，得到低滩区域(3)；

S4：构建生态潮沟：构建一条截淡导流沟(5)和一条纳潮排水沟(6)置于中滩区域内；并构建若干条第一导流渠(7)用于连接截淡导流沟(5)和纳潮排水沟(6)；构建若干条第二导流渠(8)用于连接纳潮排水沟(6)和海域潮汐；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

2.根据权利要求1所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定待修复滩涂区域：根据植被分布和高程确定修复滩涂区域；

S2：海潮线的确定：勘测海域中潮汐的活动，根据大潮汐和小潮汐的活动范围，确定海岸线(9)、大潮高潮线(10)、大潮低潮线(13)、小潮高潮线(11)、小潮低潮线(12)；

S3：划分待修复滩涂区域：将大潮高潮线(10)设置为高滩区域(1)的上界，小潮高潮线(11)设置为高滩区域(1)的下界，得到高滩区域(1)；将小潮高潮线(11)设置为中滩区域(2)的上界，小潮低潮线(12)设置为中滩区域(2)的下界，得到中滩区域(2)；将小潮低潮线(12)设置为低滩区域(3)的上界，大潮低潮线(13)设置为低滩区域(3)的下界，得到低滩区域(3)；

S4：构建生态潮沟：在中滩区域(2)内靠近高滩区域(1)的一侧挖一条截淡导流沟(5)；在中滩区域(2)内靠近低滩区域(3)的一侧挖一条纳潮排水沟(6)；在中滩区域(2)内，挖通若干条第一导流渠(7)，用于连接截淡导流沟(5)和纳潮排水沟(6)；在低滩区域(3)内，挖通若干条第二导流渠(8)，用于连接纳潮排水沟(6)和海域潮汐；构建过程中产生泥土均匀堆积中滩区域(2)内的截淡导流沟(5)和纳潮排水沟(6)两侧形成土方(4)；

S5：定期对构建的生态潮沟进行维护。

3.根据权利要求1所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于：步骤S4中，截淡导流沟(5)和纳潮排水沟(6)平行于海岸线(9)。

4.根据权利要求1所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于：步骤S4中，所述截淡导流沟(5)和所述纳潮排水沟(6)的上沿宽度为1.2～3.5m，底部宽度为0.6～1m，深度为0.6～1.3m。

5.根据权利要求1所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于：步骤S4中，第一导流渠(7)和第二导流渠(8)相互平行，在纳潮排水沟(6)上下交错分布。

6.根据权利要求1所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于：步骤S4中，所述第一导流渠(7)和所述第二导流渠(8)的宽度为1.5～3.5m，深度为0.8～1.3m。

7.根据权利要求2所述的一种通过构建生态潮沟修复滩涂生态的方法，其特征在于：步骤S4中，所述土方(4)的高程范围为1～2m。

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