CN114431056A

CN114431056A - 一种石质坡面的修复方法

Info

Publication number: CN114431056A
Application number: CN202111527425.4A
Authority: CN
Inventors: 孙守琴; 王根绪
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2041-12-14
Also published as: CN114431056B

Abstract

本发明提供了一种石质坡面的修复方法，属于生态修复技术领域。本发明在待修复的石质坡面的缝隙处种植内生固氮植物和根瘤植物。本发明突破传统以发达根瘤菌植物为先锋物种实现植物再造的局限性，选育无需根瘤固氮而是利用叶片从空气中吸收并固氮的内生固氮乔木和灌木植物，辅以少量根瘤固氮植物，逆向以植物生长改良根部碎屑岩石的养分状况。本发明的修复方法能够形成较为稳定的人工建植群落，可完全依靠当地自然降水和光照等条件而正常生长，如遇到特别干旱年份，可适当补充水分，无需其他专门或大量的人工管护和抚育措施。

Description

一种石质坡面的修复方法

技术领域

本发明属于生态修复技术领域，具体涉及一种石质坡面的修复方法。

背景技术

在滑坡、泥石流以及工程施工创面往往形成裸露的碎屑岩石(碎、砾石混合坡积体)坡面，几乎无任何壤质成分，是典型的石质坡面。针对石质坡面的植被修复与重建，现行技术大多采用客土覆被、施肥保水、人工植被种植以及结合植被管护的技术手段与模式。例如中国专利CN112655307A公开了一种用于石质坡面生态修复的喷浆及其生态修复技术，所述喷浆中含有红壤土、糠醛渣、针叶树树皮、草木灰、尿素、鸡粪发酵液、粘合剂、木质纤维、高次稳定剂、保水剂、生长液和植物种子，所述生态修复过程包括：配置喷浆、浸润坡面、喷播、遮阴和养护。现行技术需要成分复杂的喷浆或者培土用于支持植被附着和生长，但是恢复效果难以持久，不便于实现大规模推广(夏冬,李富平,袁雪涛,等.露天矿岩质边坡生态重建技术研究现状及发展趋势.金属矿山,2018,(1):1-10.)。同时，这样的技术所恢复的植被对人工生境的依赖性较强，难以在短时间内演替形成地带性稳定植被群落，因而其长期稳定性和自我演替能力较差(张家明,陈积普,杨继清,何玉琼,田林.中国岩质边坡植被护坡技术研究进展.2019,33(5):1-7.)。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石质坡面的修复方法，本发明的方法不需要成分复杂的喷浆即可实现良好的石质坡面修复效果，且植被群落稳定性好。

本发明提供了一种石质坡面的修复方法，包括以下步骤：

在待修复的石质坡面的缝隙处种植内生固氮植物和根瘤植物；

所述种植的方式包括扦插或种子散播；

所述内生固氮植物包括乔木和/或灌木；

当所述种植的方式为种子散播时，所述内生固氮植物包括杨树和/或柳树，所述根瘤植物包括豆科根瘤植物和/或放线菌根瘤植物；

当所述种植的方式为扦插时，所述内生固氮植物包括喜马拉雅柳、银背柳、柳枝稷、大叶柳、川滇柳、冬瓜杨和川杨中的一种或几种；所述根瘤植物包括黄芪、棘豆和沙棘中的一种或几种。

优选的，所述内生固氮植物和根瘤植物按照如下气候分级标准进行种植：

在阳历6月～9月，平均气温为10～15℃且降水量大于等于600mm、小于等于800mm，为寒温半湿润区；所述寒温半湿润区种植的内生固氮植物包括第一组合、第二组合和第三组合中的一种或几种；所述第一组合包括大叶柳、冬瓜杨和黄芪；所述第二组合包括川滇柳、冬瓜杨和沙棘；所述第三组合包括银背柳、黄芪和沙棘；

在阳历6月～9月，平均气温为10～15℃且降水量大雨大于等于300mm，小于600mm，为寒温半干旱区；所述寒温半干旱区种植的内生固氮植物包括第四组合、第五组合和第六组合中的一种或几种；所述第四组合包括川滇柳、黄芪和沙棘；所述第五组合包括喜马拉雅柳和沙棘；所述第六组合包括川滇柳和棘豆；

在阳历6月～9月，平均气温为15～25℃且降水量大于等于400mm，小于600mm，为温带半干旱区；所述温带半干旱区种植的内生固氮植物包括第七组合、第八组合和第九组合中的一种或几种；所述第七组合包括柳枝稷、黄芪和沙棘；所述第八组合包括川滇柳和棘豆；所述第九组合包括喜马拉雅柳和棘豆；

在阳历6月～9月，平均气温为15～25℃且降水量大于等于600mm，小于余等于1000mm，为温带半湿润区；所述温带半湿润区种植的内生固氮植物包括第十组合、第十一组合和第十二组合中的一种或几种；所述第十组合包括川杨、银背柳和黄芪；所述第十一组合包括柳枝稷和大叶柳；所述第十二组合包括川滇柳、冬瓜杨和沙棘。

优选的，在寒温半湿润区，所述第一组合中大叶柳、冬瓜杨和黄芪的数量比为(50～60)：(15～20)：(20～30)；所述第二组合中川滇柳、冬瓜杨和沙棘的数量比为(55～65)：(15～20)：(10～20)；所述第三组合中银背柳、黄芪和沙棘的数量比为(60～65)：(15～20)：(10～20)；

在寒温半干旱区，所述第四组合中川滇柳、黄芪和沙棘的数量比为(60～65)：(20～25)：(10～15)；所述第五组合中喜马拉雅柳和沙棘的数量比为(60～65)：(35～40)；所述第六组合中川滇柳和棘豆的数量比为(60～65)：(35～40)；

在温带半干旱区，所述第七组合中柳枝稷和沙棘的数量比为(55～60)：(40～45)；所述第八组合中川滇柳和棘豆的数量比为(60～65)：(35～40)；所述第九组合中喜马拉雅柳和棘豆的数量比为(60～65)：(35～40)；

在温带半湿润区，所述第十组合中川杨、银背柳和黄芪的数量比为(15～20)：(55～60)：(20～30)；所述第十一组合中柳枝稷和大叶柳的数量比为(40～45)：(55～60)；所述第十二组合中川滇柳、冬瓜杨和沙棘的数量比为(50～60)：(20～25)：(15～25)。

优选的，所述内生固氮植物的树龄为一年生。

优选的，所述内生固氮植物的一级苗和/或二级苗的中下部分作为扦插的种条。

优选的，所述内生固氮植物的空隙率为25％～30％。

优选的，当在碎屑岩石或砾石缝隙深度20cm内无细粒物质充填时，在种植内生固氮植物和根瘤植物前，还包括在待修复的石质坡面的碎屑岩石或砾石的缝隙处填充紧邻周边区域客土。

优选的，所述客土填充的深度为3～5cm且填充后的缝隙深度≥2cm。

优选的，所述客土的填充量为每公顷100～200kg。

优选的，所述石质坡面位于西南高山峡谷区或北方石质山区。

本发明提供了一种石质坡面的修复方法，在待修复的石质坡面的碎屑岩石或砾石的缝隙处种植内生固氮植物和根瘤植物。本发明突破传统以发达根瘤菌植物为先锋物种实现植物再造的局限性，选育无需根瘤固氮而是利用叶片从空气中吸收并固氮的内生固氮植物，逆向以植物生长改良根部碎屑岩石的养分状况。本发明的修复方法能够形成较为稳定的人工建植群落，可完全依靠当地自然降水和光照等条件而正常生长。

附图说明

图1为采用本发明实施例1与自然恢复效果对比图；其中1为石质岩石碎屑坡面，2为自然恢复3年后，3为应用实施例1的技术修复3年后，4位应用实施例1的技术恢复5年后。

具体实施方式

本发明提供了一种石质坡面的修复方法，包括以下步骤：

所述种植的方式包括扦插或种子散播；

所述内生固氮植物包括乔木和/或灌木；

在本发明中，所述缝隙优选为待修复的石质坡面的碎屑岩石或砾石的缝隙。

在本发明中，所述内生固氮植物和根瘤植物按照如下气候分级标准进行种植；

在阳历6月～9月，平均气温为15～25℃且降水量大于等于400mm，小于600mm，为温带半干旱区；所述温带半干旱区种植的内生固氮植物包括第七组合、第八组合和第九组合中的一种或几种；所述第七组合包括柳枝稷、黄芪和沙棘；所述第八组合包括川滇柳和棘豆；所述第九组合包括喜马拉雅柳和棘豆。

在本发明中，在寒温半湿润区，所述第一组合中大叶柳、冬瓜杨和黄芪的数量比为(50～60)：(15～20)：(20～30)；所述第二组合中川滇柳、冬瓜杨和沙棘的数量比为(55～65)：(15～20)：(10～20)；所述第三组合中银背柳、黄芪和沙棘的数量比为(60～65)：(15～20)：(10～20)；

在本发明中，所述内生固氮植物的树龄为一年生。本发明以发达根瘤菌植物为先锋物种实现植物再造的局限性，选育适宜当地气候条件、无需根瘤固氮而是利用叶片从空气中吸收并固氮的内生固氮植物(灌木为主)，逆向以植物生长改良根部碎屑岩石的养分状况。本发明在内生固氮植物定植生长初期，即选育并栽植兼具内生和根瘤固氮的适生植物和较强根瘤固氮草本植物，形成具有较强互助共生作用的优化植物群落搭配。上述植物群落优配结构定植后，即可形成较为稳定的人工建植群落，可完全依靠当地自然降水和光照等条件而正常生长，如遇到特别干旱年份，可适当补充水分，无需其他专门或大量的人工管护和抚育措施。上述人工植被群落定植一年后，即可形成具有较为密切的生境联系、协同共生、灌草植物层次兼备的稳定植物群落，对当地自然条件的适应性好、内生演替机能强，植被群落形成自然生存和更新演替的基本生态进程，具备极强的内稳性和应对环境变化的韧性，实现可持续且不断提升的植被恢复重建效果。本发明的方法广泛适应于青藏高原及其周边、东北地区等高寒、干旱和半干旱、碎屑岩石地表等极端严酷和贫瘠环境下的是被恢复重建。

在本发明中，所述内生固氮植物的一级苗和/或二级苗的中下部分作为扦插的种条，所述扦插的枝条木质化程度高，芽饱满健壮，无病虫害。

在本发明中，所述内生固氮植物的空隙率为25％～30％。

本发明的方法无需裸露岩石创面实施人工土壤再造，无需对创面进行任何处理。但是当在碎屑岩石或砾石缝隙深度20cm内无细粒物质充填时，在种植内生固氮植物和根瘤植物前，优选的还包括在待修复的石质坡面的碎屑岩石或砾石的缝隙处填充紧邻周边区域客土。

在本发明中，所述客土填充的深度为3～5cm且填充后的缝隙深度≥2cm，以便汇聚水分。

在本发明中，所述客土的填充量优选为每公顷100～200kg，更优选为每公顷150kg。

在本发明中，所述内生固氮植物的种子优选的随采随播，散播量优选为每公顷500～800g，以保障种子的发芽量；本发明对灌木种子和乔木种子的散播量的比例没有特殊限制。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

1)在施工场地周边生物气候条件一致的区域，适当采取少量客土，回填于碎屑岩石缝隙，保留不少于2cm的空间以便汇聚水分，每公顷面积回填100～200kg客土。在汇水或沟谷低洼地带，可以免除这一个工序。

2)碎屑岩石(砾石)缝隙扦插：采用一年生扦插苗，以一级苗和二级苗中下部分作种条为宜；留用部分必须木质化程度高，芽饱满健壮，无病虫害；

3)播种：在碎屑岩石(砾石)缝隙散播杨树种子和柳树种子。

4)群落种植模式：①在寒温+半湿润区，川滇柳、沙棘、黄芪的种植比例以5:3:2为宜；川滇柳(大叶柳)、冬瓜杨、沙棘的比例以5:2:3为宜。②在寒温+半干旱区，川滇柳、黄芪、沙棘的种植比例以5:3:2为宜；喜马拉雅柳、沙棘的种植比例以6:4为宜；川滇柳、棘豆的种植比例以6:4为宜。③温带+半干旱区，柳枝稷、黄芪、沙棘的种植比例以4:3:3为宜；川滇柳(喜马拉雅柳)、棘豆的种植比例以6:4为宜。④温带+半湿润区，川杨、银背柳、黄芪种植比例以3:4:3为宜；柳枝稷、大叶柳种植比例以4:6为宜；川滇柳、冬瓜杨、沙棘比例以4:2:4为宜。

修复效果图参见图1。在石质坡面或工程创面上，采用本发明实施例1与自然恢复对比，3年后完全自然恢复处的植被覆盖度仅有不足10％，植株最大高度不足10cm；在本技术恢复处，植被覆盖度可达70％，单株最高可达50cm；采用本技术恢复5年后，稳定的植被群落形成，植被覆盖度可达到90％，形成灌草多层结构，植被自我更新良好。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.一种石质坡面的修复方法，包括以下步骤：

所述种植的方式包括扦插或种子散播；

所述内生固氮植物包括乔木和/或灌木；

2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述内生固氮植物和根瘤植物按照如下气候分级标准进行种植：

3.根据权利要求2所述的修复方法，其特征在于，在寒温半湿润区，所述第一组合中大叶柳、冬瓜杨和黄芪的数量比为(50～60)：(15～20)：(20～30)；所述第二组合中川滇柳、冬瓜杨和沙棘的数量比为(55～65)：(15～20)：(10～20)；所述第三组合中银背柳、黄芪和沙棘的数量比为(60～65)：(15～20)：(10～20)；

4.根据权利要求3所述的修复方法，其特征在于，所述内生固氮植物的树龄为一年生。

5.根据权利要求4所述的修复方法，其特征在于，所述内生固氮植物的一级苗和/或二级苗的中下部分作为扦插的种条。

6.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述内生固氮植物的空隙率为25％～30％。

7.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，当在碎屑岩石或砾石缝隙深度20cm内无细粒物质充填时，在种植内生固氮植物和根瘤植物前，还包括在待修复的石质坡面的碎屑岩石或砾石的缝隙处填充紧邻周边区域客土。

8.根据权利要求7所述的修复方法，其特征在于，所述客土填充的深度为3～5cm且填充后的缝隙深度≥2cm。

9.根据权利要求8所述的修复方法，其特征在于，所述客土的填充量为每公顷100～200kg。

10.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述石质坡面位于西南高山峡谷区或北方石质山区。