CN114532099B - 一种荒漠公路边坡植被固土系统及固土方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荒漠公路边坡植被固土系统及固土方法，所述固土系统由多个固土模块拼接而成，每一个所述固土模块包括中心具有种植口的格栅固土板、固定于格栅固土板底部的固土筐，所述固土系统还包括固定桩，所述固定桩固定再系统边缘位置上的固定板上。本发明由格栅固土板和固土筐以及植物的设置既可以保护路基的稳定性，又可以起到防风固沙作用，又可以通过营养土为土壤提供肥料和微生物，改善土壤局部环境，植物还能恢复生态环境。因此，本发明是集防止风蚀、改善局部土壤环境、恢复植被等多种功能于一体的荒漠公路养护的技术。

Description

一种荒漠公路边坡植被固土系统及固土方法

技术领域

本发明涉及荒漠固沙技术领域，特别是涉及一种荒漠公路边坡植被固土系统及固土方法。

背景技术

我国是世界上荒漠化面积最大的国家，荒漠地区气候干燥，降水稀少，风沙频繁且沙源难以控制，因此荒漠区铁路等基础设施受到不同程度风沙侵袭，在沙漠中修建公路的一大难题是风沙影响，沙土会在风的作用下吹到公路上，不仅会造成公路路面的摩擦力下降，影响行车安全，还有可能掩埋公路。

目前，现有固沙技术手段主要有：机械固沙、化学固沙和生物固沙。机械固沙技术通常是在沙丘上设置沙障如石方格、草方格，该固沙方法通过设立障碍物的方法来改变下垫面风沙运行方向和增加地表粗糙度，能够减小风速和改变风沙的吹蚀方向，起到阻沙、固沙的作用，见效快。化学固沙方法是在沙表面喷洒如沥青、有机固化剂等化学材料，使流沙固结成片，形成一层薄薄的地毯式膜层，从而能够有效防止风沙的吹蚀和保持沙地水分，起到防止风沙侵蚀的作用，改善沙漠表层土地性质，达到控制沙漠蔓延、改善沙漠环境的目的。

现有公路边坡采用化学固沙和机械固沙，但是机械固沙长期使用后，其自身也容易被沙土掩埋，从而失去了阻沙固沙的作用，而化学固沙难免会对生态产生部分影响。

生物固沙方法是在风沙地区种植物，研究表明，植物能够较快覆盖地表，增加土壤动物和微生物的种类及数量，改善土壤性质，同时能带来一定的经济效益。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中固沙时间短、对生态环境存在不良影响，而提供一种荒漠公路边坡植被固土系统。

本发明的另一目的，提供一种所述固土系统的固土方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种荒漠公路边坡植被固土系统，所述固土系统由多个固土模块拼接而成，每一个所述固土模块包括中心具有种植口的格栅固土板以及固定于格栅固土板底部的固土筐，所述格栅固土板为格栅板，所述固土筐的顶部开口与所述种植口对接，所述格栅固土板倾斜固定在所述固土筐的倾斜上表面上；

所述固土系统还包括固定桩，所述固定桩将位于所述固土系统边缘位置的格栅固土板固定在所述公路边坡上。

在上述技术方案中，所述格栅呈菱形排布，所述格栅固土板为正方形、正三角形或正六边形，所述格栅固土板的边长为0.5-3m，所述种植口为圆形、方形或正六边形，边长为0.3-1.5m，所述固土筐通过可降解胶黏剂或铆钉固定连接于所述格栅固土板底部；

所述固土筐为圆形、方形或正六边形筐，所述种植口为圆形时，所述固土筐为圆形筐，所述种植口为方形时，所述固土筐为方形筐，所述种植口为正六边形时，所述固土筐为正六边形筐。

在上述技术方案中，所述固土筐整体为可降解材质，或者，所述固土筐上设有至少一个嵌装孔，所述嵌装孔可位于所述固土筐的筐壁和/或筐底，所述嵌装孔内嵌装有至少一个可降解板，作为优选的，所述筐壁上设有从固土筐的顶部开口开始竖直向下的嵌装槽，所述可降解板插入嵌装槽完全密封嵌装孔，组装所述固土模块时，先将所述可降解板插入嵌装槽，然后将所述格栅固土板固定于所述固土筐的顶部开口上，优选的，所述固土筐为方形筐，四个筐壁中的每一个筐壁上和筐底均设有一个嵌装孔，每一个嵌装孔装一个可降解板，嵌装孔的长度是所述筐壁的长度的50-90％，宽度是所述筐壁的宽度的50-90％。

在上述技术方案中，所述可降解板或者所述固土筐采用的可降解材料为聚乳酸、聚羟基烷酸酯、淀粉塑料、生物工程塑料或生物通用塑料，所述可降解板设置有透气孔，透气孔的孔径为0.1-2mm；所述植被为藜科、柽柳科、菊科或豆科耐旱植株。

在上述技术方案中，相邻的两个所述固土模块通过其格栅固土板拼接，所述格栅固土板边缘设置有用于拼接的凸缘和凹缘，相邻的两个格栅固土板中，一个格栅固土板边缘的凸缘插入至相邻另一个的格栅固土板的凹缘连接，成网后位于边缘的所述格栅固土板通过固定桩固定在所述公路边坡上。

在上述技术方案中，所述荒漠公路边坡植被固土系统还包括滴灌模块，所述滴灌模块包括浇水车、滴灌泵和滴灌管道，所述固土筐上的筐壁或者筐壁的可降解板上设有供所述滴灌管道通过的管道孔，在所述公路边坡的长度方向上，每一行固土模块共用一个滴灌管道，每一个滴灌管道设置一个滴灌泵，以分别控制每行的灌溉水量；

所述荒漠公路边坡植被固土系统还包括电力模块，所述电力模块包括发电装置、蓄电池和供电装置，所述发电装置为太阳能发电装置和/或风力发电装置；

所述荒漠公路边坡植被固土系统设置有照明模块，所述照明模块、滴灌泵与所述电力模块电连接；

所述固土筐设置有引水带，如图5所示，所述固土筐的筐壁或者对应可降解板上开设两个引水孔，两个引水孔位于所述固土筐相对的两个侧壁上，且两个引水孔的高度不同，相邻的两排固土模块中，位于高台阶上的固土筐上与位于低台阶上的固土筐，两个固土筐的相邻的两个筐壁上的引水孔处于同一高度上，所述引水带的两端分别穿过所述两个筐壁上的引水孔后位于所述两个固土筐内。

在上述技术方案中，当所述公路边坡为挖方公路边坡时，沿所述公路边坡的坡度方向，位于坡度上方的格栅固土板的尺寸小于对于坡度下方的格栅固土板的尺寸，沿着公路边坡的坡度方向，从上到下，格栅固土板内种植的植被高度由高变低，所述位于坡度上方的格栅固土板内种植高植被，位于坡度下方的格栅固土板内种植低植被；

当所述公路边坡为填方公路边坡时，沿所述公路边坡的坡度方向，位于坡度上方的格栅固土板的尺寸大于对于坡度下方的格栅固土板的尺寸，沿着公路边坡的坡度方向，从上到下，格栅固土板内种植的植被高度由低变高，所述位于坡度下方的格栅固土板内种植高植被，位于坡度上方的格栅固土板内种植低植被；

优选的，相邻的两个不同尺寸的格栅固土板，每一个大尺寸的格栅固土板上拼接两个小尺寸的格栅固土板，以实现每一个大尺寸的固土模块拼接两个小尺寸的固土模块；

更优选的，所述格栅固土板分为边长为1-3m的大尺寸格栅固土板和边长为0.5-1.5m的小尺寸格栅固土板，所述大尺寸格栅固沙板边缘设有两种尺寸的凸缘和凹缘，分别用以固定大尺寸格栅固沙板和小尺寸格栅固沙板，每一个大尺寸格栅固沙板边缘可以对应连接两个小尺寸格栅固沙板。

在上述技术方案中，所述固土筐内还设有集水托，所述集水托采用可降解材质，所述集水托底部为半球形以聚集水分至植物根部最低端，所述集水托设有供初级滴灌管通过的内通孔，所述固土筐的筐壁或者对应的可降解板上设有供所述初级滴灌管通过的外通孔，所述初级滴灌管依次穿过所述外通孔和所述内通孔，将位于一行的固土筐串联起来，所述初级滴灌管的出水口均位于所述集水托内；

所述滴灌管道的出水口位于所述固土筐内且位于所述集水托外，植被为幼苗时，利用初级滴灌管灌溉，植被为中苗时，集水托降解，利用所述滴灌管道灌溉，植被成长为成熟植株时，停止灌溉；

所述集水托的宽度是所述固土筐宽度的40-60％，所述集水托的长度是所述固土筐长度的35-50％，所述集水托的厚度为可降解的所述固土筐或者可降解板的厚度的35-60％；

每一个所述固土模块内的土壤环境分成三个区域，分别为所述集水托内，所述集水托和固土筐之间以及所述固土筐外，分别适应植物生长的三个阶段，所述集水托内填装保湿营养土，所述集水托和固土筐之间填装种植土，所述固土筐之外是荒漠原土。

本发明的另一方面，提供一种基于所述的固土模块的固土方法，包括以下步骤：

步骤1，将公路边坡整形成阶梯状，每一个台阶的阶面上放置一排固土模块，具体的，从最上层的台阶开始施工，先把所述固土筐放在阶面上，依次拼接所述格栅固土板；

步骤2，放置完一排固土模块后，将滴灌管道穿插在该排固土模块上，然后通过种植口，向固土筐内填装种植土至设定高度，将集水托放在种植土土层表面上，所述集水托的顶部开口和种植口的最低端相齐平；

步骤3，将初级滴灌管穿插在该排的集水托上，将集水托和固土筐之间填满种植土，将植株置于所述集水托内，先向集水托内填满保湿营养土土，继续填保湿营养土至所述集水托的顶面；

步骤4，从该排固土模块的侧面填装荒漠原土固定；

依次循环步骤2-4，完成每一排固土模块的设置，相邻的两排固土模块的格栅固土板拼接在一起，两排固土模块之间通过格栅缝隙填充荒漠原土。

在上述技术方案中，还包括以下步骤：

步骤5，设置固定桩固定所述固土模块，滴灌泵连接所述固土筐内的滴灌管路，设置照明系统，设置太阳能板，将太阳能板与蓄电池电连接，将蓄电池与滴灌泵电连接，所述照明系统与所述蓄电池电连接；

所述步骤2中，填种植土时，当填土至引水孔的位置时，将引水条的一端插入至对应的固土筐内，另一端从所述引水孔穿出，待填装下一排高度的固土筐时，将所述引水条的另一端插入至相应的固土筐内，两排之间相邻的两个固土筐通过所述引水带连接，所述滴灌模块采用梯度给水，优选的，所述边坡设置3-8个梯度，下方梯度滴灌水量为上方梯度的70％-85％；

所述保湿营养土的成分为含有保水剂的营养土，所述保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物或淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物，优选为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵或淀粉接枝丙烯酸盐，所述保水剂与所述营养土的质量比为1:(10-99)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明由格栅固土板和固土筐以及植物的设置既可以保护路基的稳定性，又可以起到防风固沙作用，又可以通过营养土为土壤提供肥料和微生物，改善土壤局部环境，植物还能恢复生态环境。因此，本发明是集防止风蚀、改善局部土壤环境、恢复植被等多种功能于一体的荒漠公路养护的技术。

2.本发明将工程固沙以及生物防治有机的结合在一起，在布设初期设施能够阻沙固沙，格栅固土板及固土筐起到工程固沙作用，利用滴灌模块为植物提供水分供植物生长所需。同时，等植物完全长成时，植物起到生物固沙作用，从而达到长期固沙的作用。

3.本发明设置有发电设备，利用荒漠地区充足的太阳能资源和风力资源，节省滴灌模块和照明模块所需电力，节能环保，复合可持续发展需求。

4.本发明的格栅固土板设置有不同型号，可充分适应荒漠地区地形，解决以往丘陵地区格栅固土板不易铺设导致固沙效果不好的问题。

附图说明

图1A所示为省略格栅的固土模块俯视图，图1B固沙板格栅设置示意图。

图2所示为格栅固土板和固土筐示意图。

图3A所示为集水托和固土筐结合剖面示意图，图3B所示为保湿盖结构示意图。

图4A所示为填方公路边坡固土模块设置示意图，图4B所示为挖方公路边坡固土模块设置示意图。

图5所示为实施例6固土筐结构示意图。

图中：1-格栅固土板，2-固土筐，3-固定桩，4-种植口，5-保湿盖，6-凸缘，7-凹缘，8-管道孔，9-集水托，10-可降解板，11-第一梯度，12-第二梯度，13-第三梯度，14-引水带，15-初级滴灌管，16-滴灌管道，17-内通孔，18-外通孔，19-引水孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种荒漠公路边坡植被固土系统，所述固土系统可应用于挖方公路边坡和填方公路边坡，如图1A所示，所述固土系统由多个固土模块拼接而成，每一个所述固土模块包括中心具有种植口4的格栅固土板1以及固定于格栅固土板1底部的固土筐2，所述固土筐1上表面为倾斜设置，从而使格栅固土板1与水平面形成与挖方公路边坡和填方公路边坡的坡度相同的夹角，所述固土筐2包括环周设置的筐壁和固定在所述筐壁底部开口上的筐筒，固土筐2的顶部开口与所述种植口4对接。

所述固土系统还包括固定桩3，所述固定桩3固定在所述固土系统边缘位置上的格栅固土板1上，以将固土系统固定在挖方公路边坡和填方公路边坡上，防止整个系统移位，如图1B所示，所述格栅固土板1的顶面上设置有格栅用以物理固沙，格栅具有增加阻力的作用，减少沙土在固土系统表面的流动，优选的，所述格栅呈菱形排布，可阻挡各方向沙土流动，所述格栅固土板1为正方形、正三角形或正六边形等其他可以实现连续拼接的结构，所述格栅固土板1的边长为0.5-3m，所述种植口4为圆形、方形或正六边形，边长为0.3-1.5m，所述固土筐2通过可降解胶黏剂或铆钉固定连接于所述格栅固土板1底部。所述固土筐2为圆形、方形或正六边形，所述种植口4为圆形时，所述固土筐2为圆形，所述种植口4为方形时，所述固土筐2为方形，所述种植口4为正六边形时，所述固土筐2为正六边形。

所述固土筐2整体为可降解材质，随着植物成长，所述固土筐2逐渐降解，从而为根系提供足够的生长空间，所述格栅固土板1依然残留在边坡表面，起到固沙作用，所述所述固土筐2整体为可降解材质时，所述固土筐2通过可降解胶黏剂固定连接于所述格栅固土板1底部；

或者，所述筐壁设有至少一个嵌装孔，所述嵌装孔内嵌装有至少一个可降解板10，所述固土筐2通过铆钉固定连接于所述格栅固土板1底部，所述筒壁设置从上到下贯通的嵌装槽，所述可降解板10插入嵌装槽完全密封嵌装孔，组装所述固土模块时，只需将所述可降解板10插入嵌装槽，然后将所述格栅固土板1固定于所述固土筐2顶部即可成型，结构简单，操作便利，并且随着时间的推移，所述可降解板10降解，所述固土筐2余下筐架结构起到铆钉的作用，固定所述格栅固土板1，筐架结构与植物根部交缠，提高固土模块与边坡的结合力，以良好固定格栅固土板1的位置，进一步提高固沙作用。

具体的，所述固土筐2为方形筐，四个筐壁中的每一个筐壁上均设有一个嵌装孔，每一个嵌装孔装一个可降解板10，嵌装孔的长度是所述筐壁的长度的50-90％，宽度是所述筐壁的宽度的50-90％，所述嵌装孔的孔径越大，越有利于后续植物根系外延，给根系充分的生长空间，植物发育至成熟阶段后，根系从嵌装孔穿出，形成的锚固作用更加明显。

所述可降解板10或者所述固土筐2采用的可降解材料选自聚乳酸(PLA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、淀粉塑料、生物工程塑料、生物通用塑料(聚烯烃和聚氯乙烯)，所述可降解材料不透水，从而达到保湿的作用，实现最大限度节水的目的，所述可降解板10设置有透气孔，透气孔的孔径为0.1-2mm，一方面避免装填的土壤外漏，一方面提高透气性，方便植物根系发育，同时有益于所述固土筐2后续降解。

当种植植株(树苗、灌木类或者草本类植物)时，向固土筐2内填装一定的营养土，有助于绿植幼苗生长，将幼苗装好，所述格栅固土板1拼接成网，所述固定桩3固定在边缘，完成固土工作。所述固土筐2可保护初期的根系，避免恶劣环境，带来的存活率低的问题，当幼苗成长成成熟植株后，所述固土筐2降解，给根系足够的发育空间，残留固土筐2的固沙。

所述植株选自藜科、柽柳科、菊科和豆科等耐旱植株，荒漠植被稀少，风沙会淹没公路，而植株长成后不但具有固土的功能，而且可起到防风沙的功能，防止沙子移动到公路淹没公路上。

所述格栅固土板1采用可拼接的方式，具体的，所述格栅固土板1边缘设置有用于拼接的凸缘6和凹缘7，相邻的两个格栅固土板1中，一个格栅固土板1边缘的凸缘6插入至相邻另一个的格栅固土板1的凹缘7连接，所述凸缘6和凹缘7进行嵌入拼接使所述格栅固土板相邻拼接成网，防止格栅固土板1发生偏移，所述格栅固土板1拼接后的缝隙采用沙子填充，可进一步保证所述格栅固土板1稳定性，拼接后所述格栅固土板1连接成网，互相固定，成网后边缘格栅固土板1通过固定桩3固定在公路边坡上，所述格栅固土板1起到物理固沙的作用，所述固土系统前期通过格栅固土板1进行物理固沙，后期主要通过植物进行生物固沙，所述格栅固土板1辅助所述固土系统固沙。

在幼苗生长初期(0-1年)，植物扎根效果较差，固沙能力较弱，此时固沙板起到物理固沙的作用，在1年后，可降解板逐渐分解，植物扎根能力变强，起到生物固沙的效果。

实施例2

在实施例1的基础上，为了进一步增加植物成活率，所述荒漠公路边坡植被固土系统还包括滴灌模块，所述滴灌模块包括浇水车、滴灌泵和滴灌管道16，采用滴灌模块可以在使用最少水资源的基础上保障最大植物成活率，所述滴管模块前期供水，后期植物依靠自然条件成活。

所述固土筐2还设有供所述滴灌管道16通过的管道孔8，具体的，设置固土筐2后，将管道从所述管道孔8穿过，在固土筐2内栽种植物，添加营养土。每一行固土模块共用一个滴灌管道16，所述滴灌管道16设置有透水孔，所述透水孔位于所述固土筐2内部滴灌管道16上，从而达到精准给水的目的。

将滴灌管道16设置于地下可以防止水分蒸发，对植物进行滴灌时，水分可直达植物根部，实现对水分的最大利用率。当固土筐2分解后，所述滴灌管道16依然可以在原来位置作用，所述滴灌管道16为高分子聚合材料以使管道具有一定形变能力，采用具有一定形变能力的管道，可以防止出现荒漠地区沙丘变化使管道破损等问题，进一步保障滴灌的进行。

所述荒漠公路边坡植被固土系统还设置有电力模块，所述电力模块包括发电装置、蓄电池和供电装置，所述发电装置为太阳能发电装置和/或风力发电装置，沙漠太阳能和风能资源充足，充分利用太阳能和风能资源可有效减少能源消耗，所述蓄电池用于储存所述发电装置产生的电能，所述蓄电池和供电装置与所述水泵设置于一起，减少维护时间与维护成本。

所述荒漠公路边坡植被固土系统设置有照明模块，所述照明模块与所述电力模块电连接，所述照明模块可以吸引荒漠中的昆虫，昆虫可维持植物的生态环境，其粪便和尸体可为植物提供营养。

为了种植不同植株，形成生态体系，所述格栅固土板1为多尺寸格栅固土板1，如图1所示，所述格栅固土板1分为边长为1-3m的大尺寸格栅固土板1和边长为0.5-1.5m的小尺寸格栅固土板1，所述大尺寸格栅固沙板1边缘设有两种尺寸的凸缘6和凹缘7，分别用以固定大尺寸格栅固沙板1和小尺寸格栅固沙板，每一个大尺寸格栅固沙板1边缘可以对应连接两个小尺寸格栅固沙板1。

实施例3

一种基于实施例1的固土筐2，所述固土筐2内还设有集水托9，所述集水托9采用可降解材质，所述集水托9底部为半球形以聚集水分至植物根部最低端，所述集水托9设有供初级滴灌管通过的内通孔17，所述固土筐2设有供初级滴灌管通过的外通孔18，所述集水托9的内通孔17与所述固土筐2的外通孔18相对应，所述集水托9的宽度是所述固土筐2宽度的40-60％，所述集水托9的长度是所述固土筐2长度的35-50％，所述集水托9的厚度为所述固土筐2的厚度的35-60％，降解时，所述集水托9优先降解，给植物根部第一次生根空间，然后可降解板10降解，使植物完全扎根。

由此，所述固土模块土壤环境分成三个区域，分别为所述集水托9内，所述集水托9和固土筐2之间以及所述固土筐2外，分别适应植物生长的三个阶段，所述集水托9内填装保湿营养土，所述集水托9和固土筐2之间填装种植土，所述固土筐2之外是荒漠原土，植物幼苗时期，所述集水托9内灌溉水，待植株长成中苗时，所述集水托9降解，根系伸展至所述集水托9和固土筐2之间，此时固土筐2底部浇水，待植物长成后，所述可降解板10降解，根系从嵌装孔穿出。长成后植物根系扎根较深，汲水能力增强，荒漠原土即可实现。

具体的，所述固土筐2通过以下方式设置，

步骤S1，将公路边坡整形成阶梯状，每一个台阶的阶面上放置一排固土模块，具体的，先把所述固土筐2放在阶面上，依次拼接所述格栅固土板1。

步骤S2，通过种植口4，向固土筐2内填装种植土至设定高度，将集水托9放在种植土土层表面上，所述集水托9的顶部开口和种植口的最低端相齐平。

步骤S3，将植株置于所述集水托9内，先向集水托9内与所述集水托9和固土筐2之间填装土至管道孔8的底部，拼接滴灌管道16，将滴灌管道16固定于所述集水托9和固土筐2内，继续填保湿营养土至所述集水托9的顶面，再向所述集水托9和固土筐2之间的空间填装种植土。

步骤S4，从每排固土模块的侧面填装荒漠原土固定，然后设置下一排固土模块，两排固土模块之间通过格栅缝隙填充荒漠原土。

所述保湿营养土的成分为含有保水剂的营养土，所述保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物(聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等)或淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物(淀粉接枝丙烯酸盐)，所述保水剂与所述营养土的质量比为1:(10-99)。所述保湿营养土可以保障植物刚栽培时生根所需水分。

实施例4

一种基于实施例1的植物种植方案，具体的，

乔木树种栽种于边坡靠下位置，乔木可有效固定边坡边缘土壤，并且防止上方土壤下滑，以两行为一带进行带状种植，植株间距以格栅固土板1间距为标准，树种选择为新疆杨、垂柳、章河柳以及国槐等树种；

灌木树种栽种于边坡靠上位置，其中中间位置栽种花棒和沙拐枣，两行花棒与两行沙拐枣混合栽种；迎风坡栽种梭梭树，经试验表明梭梭树在迎风坡具有良好的翌年生存率，可以减少植物栽种成本，可有效保证其固沙率。

边坡还可以栽种经济作物，如沙棘、大果沙棘、麻黄、苁蓉和甘草等，这些经济作物可以在起到一定固沙作用的前提下带来一定经济效益，从而降低整体维护成本。

实施例5

一种基于实施例1进行固土筐2的设计方法，采用不同大小固土筐2分别验证乔木和灌木所述固土筐2筐壁需求，具体的，包括以下步骤，

4.1固土筐2材质的选择

步骤A1，模拟荒漠公路边坡环境，具体的，分别模拟亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极端干旱区环境。

步骤A2，分别向一系列不同材质相同厚度的固土筐2内采用相同营养土分别栽种乔木树种、灌木树种和经济作物。

步骤A3，每隔一个月检测所述固土筐2，测定固土筐2降解速率、植物生根速率以及植物成活率等数据。

步骤A4，根据一年数据记录选择每种植物最适合固土筐2材质。

4.2固土筐2厚度的选择

步骤B1，模拟荒漠公路边坡环境，具体的，分别模拟亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极端干旱区环境。

步骤B2，在厚度0.5-5cm厚度的固土筐2内采用相同营养土分别栽种乔木树种、灌木树种和经济作物，乔木树种、灌木树种和经济作物分别采用4.1所得最适合的可降解材质。

步骤B3，每隔一个月检测所述固土筐2，测定固土筐2降解速率、植物生根速率以及植物成活率等数据。

步骤B4，根据一年数据记录选择每种植物最适合固土筐2厚度。

4.3营养土的选择

步骤C1，模拟荒漠公路边坡环境，具体的，分别模拟亚湿润干旱区、半干旱区、干旱区和极端干旱区环境。

步骤C2，采用不同营养土分别栽种乔木树种、灌木树种和经济作物，乔木树种、灌木树种和经济作物分别采用4.1和4.2所得最佳厚度的可降解材质。

步骤C3，每隔一个月检测所述固土筐2，测定固土筐2降解速率、植物生根速率以及植物成活率等数据。

步骤C4，根据一年数据记录选择每种植物最适合营养土。

通过上述方法选择最适宜的植物与筐体，从而保证植物成活率，降低植物栽种成本，防止植物栽种后大面积死亡。

实施例6

一种基于实施例1的固土筐2，所述固土筐2包括可降解材料部和支撑部，所述支撑部为筐架结构套于所述可降解部外部或所述可降解部填充于所述支撑部的种植口4，支撑部的设置可使得更换枯死植物时更加便捷，同时可以为固土筐2提供一定支撑性，防止所述固土筐2在土中发生变形和倾斜。

所述支撑部的材质为木材或工程塑料，当选用木材时，所述支撑部采用螺丝固定连接，当支持部选用工程塑料时，所述支撑部采用环保胶水固定连接。

为了保持刚种植植物根部的水分，如图3A和3B所示，所述供滴灌管通过的种植口位于集水托9顶部，所述保湿盖密封盖于所述集水托9顶部，所述保湿盖5为侧开设置，使用时先将所述保湿盖5套于幼苗植株外侧，下移至所述集水托9顶部密封。所述可降解部设有四个管道孔8用以设置两根滴灌管，分别为初级滴灌管15和滴灌管道16，所述初级滴灌管15通过所述固土筐2和集水托9，所述滴灌管道16位于所述集水托下方，初种植物采用上方滴灌管滴灌，待植物扎根后，采用下方滴灌管滴灌，使水分更好的被植物根部利用，所述初级滴灌管15和滴灌管道16的设置实现了有针对性的供水，满足恶略条件需求。

所述固土筐设置有引水带14，所述固土筐2的筐壁或者对应可降解板10上开设两个引水孔19，两个引水孔19位于所述固土筐2相对的两个侧壁上，且两个引水孔19的高度不同，相邻的两排固土模块中，位于高台阶上的固土筐2上的引水孔19与位于低台阶上的固土筐2的相邻的两个侧壁上的引水孔19处于同一高度上，所述引水带14的两端分别位于所述相邻的高台阶上的固土筐以及低台阶上的固土筐的引水孔19内。

具体的，如图5所示，两排之间相邻的两个固土筐2通过所述引水带14连接，所述引水带可以将上方固土筐2内部多余的水分引入下方固土筐2内，所述引水带14与滴灌管可形成三维覆盖，使固土系统内水分分布均匀。从而辅助植物更好的生长，减少植物死亡率，并且保证植物生根效果，从而使固土系统更好更快的固土。

所述滴灌模块采用梯度给水，由于水的扩散作用，边坡上层未吸收多余水分会扩散到下层，采用梯度给水可以在保障植物生长的前提下最大程度的节省水资源。具体的，所述边坡设置3-8个梯度，下方梯度滴灌水量为上方梯度的70％-85％。

具体的，如图4所示，第一梯度11占比边坡面积的40％，每次滴灌量为每百平方米0.3-0.8m³，第二梯度12占比边坡面积的35％，每次滴灌量为第一梯度11的80％，第三梯度13占比边坡面积25％，每次滴灌量为第二梯度12的75％。

实施例7

一种荒漠公路边坡植被固土模块的固土方法，包括以下步骤：

步骤1，将公路边坡整形成阶梯状，每一个台阶的阶面上放置一排固土模块，具体的，从最上层的台阶开始施工，先把所述固土筐2放在阶面上，依次拼接所述格栅固土板1；

步骤2，放置完一排固土模块后，将滴灌管道16穿插在该排固土模块上，然后通过种植口，向固土筐内填装种植土至设定高度，将集水托9放在种植土土层表面上，所述集水托9的顶部开口和种植口的最低端相齐平；

步骤3，将初级滴灌管15穿插在该排的集水托9上，将集水托和固土筐之间填满种植土，将植株置于所述集水托9内，先向集水托内填满保湿营养土，继续填保湿营养土至所述集水托的顶面；

步骤4，从该排固土模块的侧面填装荒漠原土固定；

依次循环步骤2-4，完成每一排固土模块的设置，相邻的两排固土模块的格栅固土板1拼接在一起，两排固土模块之间通过格栅缝隙填充荒漠原土。

步骤5，设置固定桩3固定所述固土模块，滴灌泵连接所述固土筐2内的滴灌管路，设置照明系统，设置太阳能板，将太阳能板与蓄电池电连接，将蓄电池与滴灌泵电连接，所述照明系统与所述蓄电池电连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种荒漠公路边坡植被固土系统，其特征在于，所述固土系统由多个固土模块拼接而成，每一个所述固土模块包括中心具有种植口的格栅固土板以及固定于格栅固土板底部的固土筐，所述格栅固土板为格栅板，所述固土筐的顶部开口与所述种植口对接，所述格栅固土板倾斜固定在所述固土筐的倾斜上表面上；

所述固土系统还包括固定桩，所述固定桩将位于所述固土系统边缘位置的格栅固土板固定在所述公路边坡上；

筐壁上设有从固土筐的顶部开口开始竖直向下的嵌装槽，可降解板插入嵌装槽完全密封嵌装孔，组装所述固土模块时，先将所述可降解板插入嵌装槽，然后将所述格栅固土板固定于所述固土筐的顶部开口上；

相邻的两个所述固土模块通过其格栅固土板拼接，所述格栅固土板边缘设置有用于拼接的凸缘和凹缘，相邻的两个格栅固土板中，一个格栅固土板边缘的凸缘插入至相邻另一个的格栅固土板的凹缘，成网后位于边缘的所述格栅固土板通过固定桩固定在所述公路边坡上；

所述荒漠公路边坡植被固土系统还包括滴灌模块，所述滴灌模块包括浇水车、滴灌泵和滴灌管道，所述固土筐上的筐壁或者筐壁的可降解板上设有供所述滴灌管道通过的管道孔，在所述公路边坡的长度方向上，每一行固土模块共用一个滴灌管道，每一个滴灌管道设置一个滴灌泵，以分别控制每行的灌溉水量；

所述荒漠公路边坡植被固土系统还包括电力模块，所述电力模块包括发电装置、蓄电池和供电装置，所述发电装置为太阳能发电装置和/或风力发电装置；

所述荒漠公路边坡植被固土系统设置有照明模块，所述照明模块、滴灌泵与所述电力模块电连接；

所述固土筐设置有引水带，所述固土筐的筐壁或者对应可降解板上开设两个引水孔，两个引水孔位于所述固土筐相对的两个侧壁上，且两个引水孔的高度不同，相邻的两排固土模块中，位于高台阶上的固土筐上与位于低台阶上的固土筐，两个固土筐的相邻的两个筐壁上的引水孔处于同一高度上，所述引水带的两端分别穿过所述两个筐壁上的引水孔后位于所述两个固土筐内；

所述固土筐内还设有集水托，所述集水托采用可降解材质，所述集水托底部为半球形以聚集水分至植物根部最低端，所述集水托设有供初级滴灌管通过的内通孔，所述固土筐的筐壁或者对应的可降解板上设有供所述初级滴灌管通过的外通孔，所述初级滴灌管依次穿过所述外通孔和所述内通孔，将位于一行的固土筐串联起来，所述初级滴灌管的出水口均位于所述集水托内；

所述滴灌管道的出水口位于所述固土筐内且位于所述集水托外，植被为幼苗时，利用初级滴灌管灌溉，植被为中苗时，集水托降解，利用所述滴灌管道灌溉，植被成长为成熟植株时，停止灌溉；

所述集水托的宽度是所述固土筐宽度的40-60％，所述集水托的长度是所述固土筐长度的35-50％，所述集水托的厚度为可降解的可降解板的厚度的35-60％；

每一个所述固土模块内的土壤环境分成三个区域，分别为所述集水托内，所述集水托和固土筐之间以及所述固土筐外，分别适应植物生长的三个阶段，所述集水托内填装保湿营养土，所述集水托和固土筐之间填装种植土，所述固土筐之外是荒漠原土。

2.如权利要求1所述的荒漠公路边坡植被固土系统，其特征在于，所述格栅呈菱形排布，所述格栅固土板为正方形、正三角形或正六边形，所述格栅固土板的边长为0 .5-3m，所述种植口为圆形、方形或正六边形，所述固土筐通过可降解胶黏剂或铆钉固定连接于所述格栅固土板底部；

所述固土筐为圆形、方形或正六边形筐，所述种植口为圆形时，所述固土筐为圆形筐，所述种植口为方形时，所述固土筐为方形筐，所述种植口为正六边形时，所述固土筐为正六边形筐。

3.如权利要求1所述的荒漠公路边坡植被固土系统，其特征在于，所述可降解板采用的可降解材料为聚乳酸、聚羟基烷酸酯、淀粉塑料、生物工程塑料或生物通用塑料，所述可降解板设置有透气孔，透气孔的孔径为0 .1-2mm；所述植被为藜科、柽柳科、菊科或豆科耐旱植株。

4.如权利要求1所述的荒漠公路边坡植被固土系统，其特征在于，所述固土筐为方形筐，四个筐壁中的每一个筐壁上和筐底均设有一个嵌装孔，每一个嵌装孔装一个可降解板，嵌装孔的长度是所述筐壁的长度的50-90％，宽度是所述筐壁的宽度的50-90％。

5.如权利要求1所述的荒漠公路边坡植被固土系统，其特征在于，当所述公路边坡为挖方公路边坡时，沿所述公路边坡的坡度方向，位于坡度上方的格栅固土板的尺寸小于对于坡度下方的格栅固土板的尺寸，沿着公路边坡的坡度方向，从上到下，格栅固土板内种植的植被高度由高变低，所述位于坡度上方的格栅固土板内种植高植被，位于坡度下方的格栅固土板内种植低植被；

当所述公路边坡为填方公路边坡时，沿所述公路边坡的坡度方向，位于坡度上方的格栅固土板的尺寸大于对于坡度下方的格栅固土板的尺寸，沿着公路边坡的坡度方向，从上到下，格栅固土板内种植的植被高度由低变高，所述位于坡度下方的格栅固土板内种植高植被，位于坡度上方的格栅固土板内种植低植被；

相邻的两个不同尺寸的格栅固土板，每一个大尺寸的格栅固土板上拼接两个小尺寸的格栅固土板，以实现每一个大尺寸的固土模块拼接两个小尺寸的固土模块；

所述格栅固土板分为边长为1-3m的大尺寸格栅固土板和边长为0 .5-1 .5m的小尺寸格栅固土板，所述大尺寸格栅固沙板边缘设有两种尺寸的凸缘和凹缘，分别用以固定大尺寸格栅固沙板和小尺寸格栅固沙板，每一个大尺寸格栅固沙板边缘可以对应连接两个小尺寸格栅固沙板。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的固土模块的固土方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将公路边坡整形成阶梯状，每一个台阶的阶面上放置一排固土模块，具体的，从最上层的台阶开始施工，先把所述固土筐放在阶面上，依次拼接所述格栅固土板；

步骤2，放置完一排固土模块后，将滴灌管道穿插在该排固土模块上，然后通过种植口，向固土筐内填装种植土至设定高度，将集水托放在种植土土层表面上，所述集水托的顶部开口和种植口的最低端相齐平；

步骤3，将初级滴灌管穿插在该排的集水托上，将集水托和固土筐之间填满种植土，将植株置于所述集水托内，先向集水托内填满保湿营养土，继续填保湿营养土至所述集水托的顶面；

步骤4，从该排固土模块的侧面填装荒漠原土固定；

依次循环步骤2-4，完成每一排固土模块的设置，相邻的两排固土模块的格栅固土板拼接在一起，两排固土模块之间通过格栅缝隙填充荒漠原土；

步骤5，设置固定桩固定所述固土模块，滴灌泵连接所述固土筐内的滴灌管路，设置照明系统，设置太阳能板，将太阳能板与蓄电池电连接，将蓄电池与滴灌泵电连接，所述照明系统与所述蓄电池电连接；

所述步骤2中，填种植土时，当填土至引水孔的位置时，将引水条的一端插入至对应的固土筐内，另一端从所述引水孔穿出，待填装下一排高度的固土筐时，将所述引水条的另一端插入至相应的固土筐内，两排之间相邻的两个固土筐通过所述引水带连接，所述滴灌模块采用梯度给水，所述边坡设置3-8个梯度，下方梯度滴灌水量为上方梯度的70％-85％；

所述保湿营养土的成分为含有保水剂的营养土，所述保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物或淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物，所述保水剂与所述营养土的质量比为1:(10-99)。

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