CN115104397B - 植生基质替代客土回填的栗钙土干旱区植被恢复施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植生基质替代客土回填的栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，属于植被恢复技术领域。所述工艺包括：配置复合植生基质，所述复合植生基质包括有机肥、土壤粘结剂、保水剂和复合肥；配置第一种子混合物和第二种子混合物，所述第一种子混合物从羊草、披碱草、高羊茅、柠条、苦豆子、草木樨中选择一种或两种以上，所述第二种子混合物从豆科、十字花科、菊科和藜科中选择一种或两种以上；进行种植施工。本发明能够解决北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区因工程施工而造成的植被破坏和水土流失问题，而且可以大大降低施工运费及回填工程量。

Description

植生基质替代客土回填的栗钙土干旱区植被恢复施工工艺

技术领域

本发明属于植被恢复技术领域，具体涉及一种植生基质替代客土回填的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺。

背景技术

北方干旱区施工扰动后植被恢复较为困难。通常采用客土回填后在雨季进行简单的撒播，以客土回填作为土壤改良的手段，施工笨重复杂、费用较大，且干旱区土源珍贵，取土也造成了直接破坏。对于盐碱地等其他劣质土地，土壤改良侧重于单一成分改良剂的应用研究，而在复合型植生基质的研究应用上较为薄弱，尤其在降水较差的年份或地区，存在植被恢复中浇灌、客土回填等工程量较大的施工问题。

发明人经研究发现，对于北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区而言，鉴于气候和土壤类型条件的限制，上述问题在诸如电网工程施工扰动区更为严重。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题中的一项或多项。

例如，本发明的目的之一在于，针对北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区的待恢复区域，进行低成本的复合型植生基质替代，并实现该区域的植被恢复。

本发明提供了一种植生基质替代客土回填的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，所述干旱区具有100～400mm的年降水量，所述北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺包括：配置复合植生基质，所述复合植生基质包括有机肥、土壤粘结剂、保水剂和复合肥，并通过加入所述复合植生基质能够将所述干旱区的待恢复区域的土壤的有机质含量、速效氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别控制为不低于1.2g/kg、不低于12mg/kg、不低于12mg/kg以及不低于30mg/kg；配置第一种子混合物和第二种子混合物，所述第一种子混合物从羊草、披碱草、高羊茅、柠条、苦豆子、草木樨中选择一种或两种以上，所述第二种子混合物从豆科、十字花科、菊科和藜科中选择一种或两种以上；进行种植施工，所述种植施工包括：对所述复合植生基质进行穴施或条施；对第一种子混合物进行穴播或条播；随后，对第二种子混合物进行撒播。

本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

1、能够解决北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区因工程施工导致的植被恢复和水土流失问题；

2、采用穴施复合植生基质改良土壤配合穴播播种进行植被恢复更经济有效，发芽率、保苗率显著增加，高羊茅、草木樨、柠条等大粒种子植株生长良好、效果显著；

3、采用本发明的复合植生基质，约13kg即可应用100㎡，而正常采用客土回填，厚度通常达到10cm以上，100㎡需要1000～2000kg以上，因此，本发明可以大大降低施工运费及回填工程量，例如，本发明的运输量仅为客土回填运输量的75分之一，甚至更少。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本实发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

对于北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区(例如，内蒙古中西部地区)而言，鉴于气候和土壤类型条件的限制，具体来讲，气候为严重为温带大陆性季风气候，降水量100～400mm，60％以上降水集中夏季，但蒸发量大雨水难以保蓄，不利于植被恢复；该地区发育于风积物、火山岩的栗钙土，风化层较薄，土壤缺乏，块石较多，渗透性强；因此其工程施工扰动区存在植被恢复难度大，以及需大量使用客土回填等方式，这大大增加了工程量和成本。

本发明通过工程示范塔基进行田间试验，研究不同类型复合植生基质施用对水分、pH、养分水平的影响，并针对北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区的气候和地质特性确定第一种子混合物和第二种子混合物及其播种方式，同时结合第一、第二种子混合物生长特性指标以及北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区的气候和地质特性，形成供第一、第二种子混合物种植和生长的复合植生基质，这能够解决该干旱区因工程施工扰动带来的植被恢复问题，且可直接使用原土或当地常见沙土，而避免了客土回填问题和土壤改性问题，也能够降低成本和用水量，而且复合植生基质施用量少，例如，复合植生基质的相应施用量和成分可以由150～300g/m²的有机肥、17～25g/m²的土壤粘结剂、13～20g/m²的保水剂以及13～20g/m²的复合肥构成。

在本发明的一个示例性实施例中，植生基质替代客土回填的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺包括：步骤(i)配置复合植生基质；步骤(ii)配置第一种子混合物和第二种子混合物；以及步骤(iii)进行种植施工。这里，干旱区具有100～400mm的年降水量。此外，需要说明的是，步骤(i)和步骤(ii)可无先后顺序，例如，可同时进行，也可分别进行。

步骤(i)：配置复合植生基质

具体来讲，所述复合植生基质包括有机肥、土壤粘结剂、保水剂和复合肥。这里，复合肥可以为酸性复合肥，例如，磷酸一铵或腐植酸类氮磷复合肥；所述有机肥可以为含氮磷钾5％以上、有机质40％以上的碳源有机肥；所述土壤粘结剂可以为高分子吸附树脂土壤粘结剂，例如，农林用的高分子吸附树脂土壤粘结剂可以为羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素钠、预糊化淀粉、羧甲基淀粉钠、羟丙基淀粉钠的一种或多种；保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸交联共聚物；

此外，所述复合植生基质可由按照所述待恢复区域的地表面积计，不小于100g/m²的有机肥、不小于15g/m²的土壤粘结剂、不小于10g/m²的保水剂、以及不小于10g/m²的复合肥构成。进一步讲，复合植生基质可由150～300g/m²的有机肥、17～25g/m²的土壤粘结剂、13～20g/m²的保水剂以及13～20g/m²的复合肥构成。

本步骤(i)中，通过加入上述复合植生基质能够将所述干旱区的待恢复区域(例如，塔基边坡)的土壤的有机质含量、速效氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别控制为不低于1.2g/kg、不低于12mg/kg、不低于12mg/kg以及不低于30mg/kg，进一步讲，可将所述待恢复区域的土壤的有机质含量、速效氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别控制为1.3～1.5g/kg、14～18mg/kg、14～18mg/kg以及32～38mg/kg。

步骤(ii)配置第一种子混合物和第二种子混合物

具体来讲，第一种子混合物可从羊草、披碱草、高羊茅、柠条、苦豆子、草木樨中选择一种或两种以上。第二种子混合物可从豆科、十字花科、菊科和藜科中选择一种或两种以上。这里，第一种子混合物和第二种子混合物能够适应北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区的气候和地质土壤条件。尤其是，第一种子混合物和第二种子混合物的多种类混配方式能够实现层次性的植物群落，有利于合理利用不同植物的生长特点和周期，提升植被恢复效果、速度和持久性。

步骤(iii)进行种植施工

具体来讲，种植施工可包括：对所述复合植生基质进行穴施或条施；对第一种子混合物进行穴播或条播；随后，对第二种子混合物进行撒播。这里，针对第一种子混合物和第二种子混合物的种植和生长特点，设置不同的种植施工方式，有利于提高萌发率和成活率，促进植被恢复效果和速度。

另外，为了更好地配合气候和地形条件，为第一种子混合物和第二种子混合物的发育和生长提供更好地条件，所述穴播的穴长可以为10～30cm、穴宽可以为10～20cm、穴深可以5～15cm、穴距可以30～60cm，所述条播的沟宽可以10～20cm、沟深可以5～15cm、间距可以30～60cm。进一步，所述穴播的穴长可以为15～20cm、穴宽可以为12～15cm、穴深可以8～12cm、穴距可以40～50cm，所述条播的沟宽可以15～18cm、沟深可以8～12cm、间距可以40～50cm。

此外，种植施工还可进一步包括：在进行所述穴施或条播之前，先将所述复合植生基质与待恢复区域的土壤或风沙土按照重量比为1:2～4混合的子步骤。进一步讲，复合植生基质与待恢复区域的土壤或风沙土也可按照重量比为1:2.8～3.2进行混合。该子步骤尤其适用于待恢复区域砾石块石多，土壤缺乏，难以蓄积雨水，不足种子萌发所需条件的情况。

此外，为了更好地为第一种子混合物和第二种子混合物提供发育和生长条件，所述植被恢复施工工艺还可进一步将所述待恢复区域的土壤的土温、含水量和pH值分别控制为10～15℃、12～15％和7.2～7.6。10～15℃的土温的控制可通过选定3至8月份种植、覆盖保温膜等方式来实现；10～15％的含水量可通过雨水、灌溉和覆盖无纺布并配合复合植生基质的复配配方来实现；7.2～7.6的pH值可通过磷石膏等调整。

以下为了更加充分地说明本发明的内容，结合具体示例来进一步展开说明。

示例1

在本示例中，针对内蒙古锡林郭勒盟的栗钙土干旱区，其植被恢复施工工艺通过以下步骤实现。

步骤1、配置植生基质：包括15g/㎡的高分子吸附树脂土壤粘结剂、100g/㎡的碳源有机肥、10g/㎡的磷酸一铵复合肥、10g/㎡的保水剂；

步骤2、挖穴或开条播沟：对干旱区土质较多的进行开沟，沟宽15～18cm，沟深8～12cm，间距40～50cm；对石砾较多的进行挖穴，穴长15～20cm，穴宽12～15cm，穴深8～12cm，穴距40～50cm，对局部基层土壤进行翻松后拌混施用；

步骤3、穴施或条施：步骤2完成后，植生基质与场地土壤的混合比例为1:3，将拌混好的植物基质按照面积撒入穴或沟内，用耙子回覆穴或沟范围内挖出的土壤，等待播种；

步骤4、播撒种子：待步骤3完成后，将羊草、披碱草、高羊茅、柠条、苦豆子、草木樨等植物种子拌混适量风沙土进行穴播或条播，并适当踩压或拍压，使种子接触紧密土壤。随后，对狗尾草、芨芨草、沙蒿、沙蓬、碱蓬等在地表进行撒播。

示例2

在本示例中，植被恢复施工工艺与示例1的区别仅在于所述植生基质施工步骤1中配置植生基质包括15g/㎡的羧甲基淀粉钠或羟丙基淀粉钠、200g/㎡的碳源有机肥、10g/㎡的酸性复合肥、10g/㎡的保水剂。

示例3

在本示例中，植被恢复施工工艺与示例1的区别仅在于所述植生基质施工步骤1中配置植生基质包括30g/㎡的高分子吸附树脂土壤粘结剂(其中包括，15g/㎡羧甲基淀粉钠和15g/㎡羧甲基纤维素钠)、100g/㎡的碳源有机肥、15g/㎡的酸性复合肥、20g/㎡的保水剂。

示例4

在本示例中，植被恢复施工工艺与示例1的区别仅在于所述植生基质施工步骤1中配置植生基质包括15g/㎡的羧甲基淀粉钠、100g/㎡的碳源有机肥、15g/㎡的酸性复合肥、20g/㎡的保水剂。

对比例1

对比例1与示例1的区别仅在于所述植生基质施工步骤1中配置植生基质不同，详情如下表1所示。

表1示例1-4与对比例1的配方情况

表2土壤处理前检测指标

表3土壤经示例1-4和对比例1处理后检测指标

表4示例1-4和对比例1处理后的植被恢复指标情况

通过表1-4的对比和分析，可以看出，示例1-4处理后的穴播或条播种植区土壤速效氮经检测不低于12mg/kg、速效磷经检测不低于12mg/kg、速效钾经检测不低于30mg/kg。采用示例1-4的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺处理后的土壤各项指标明显提升，形成了适宜植物生长的环境。采用示例1-4进行处理，主要科属萌发率均与对比例1形成显著差异，其中，示例2与示例3处理后的主要科属萌发率最高，尤其禾本科、豆科植物萌发率均有较大提升，并与其他处理形成显著差异。

以上所述仅为本发明的示例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种植生基质替代客土回填的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述干旱区具有100~400mm的年降水量，所述北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺包括：

配置复合植生基质，所述复合植生基质包括有机肥、土壤粘结剂、保水剂和复合肥，并通过加入所述复合植生基质能够将所述干旱区的待恢复区域的土壤的有机质含量、速效氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别控制为不低于1.2g/kg、不低于12mg/kg、不低于12mg/kg以及不低于30mg/kg；配置第一种子混合物和第二种子混合物，所述第一种子混合物从羊草、披碱草、高羊茅、柠条、苦豆子、草木樨中选择一种或两种以上，所述第二种子混合物从豆科、十字花科、菊科和藜科中选择一种或两种以上；

所述复合植生基质包括按照所述待恢复区域的地表面积计，不小于100g/m²的有机肥、不小于15g/m²的土壤粘结剂、不小于10g/m²的保水剂、不小于10g/m²的复合肥；

所述复合肥为酸性复合肥，所述有机肥为含氮磷钾5%以上、有机质40%以上的碳源有机肥，所述土壤粘结剂为高分子吸附树脂土壤粘结剂；

进行种植施工，所述种植施工包括：对所述复合植生基质进行穴施或条施；对第一种子混合物进行穴播或条播；随后，对第二种子混合物进行撒播。

2.根据权利要求1所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述种植施工还包括：先将所述复合植生基质与待恢复区域的土壤或风沙土按照重量比为1:2~4混合，随后再进行所述穴施或条施。

3.根据权利要求1所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述植被恢复施工工艺将所述待恢复区域的土壤的土温、含水量和pH值分别控制为10~15℃、12~15％和7.2~7.6。

4.根据权利要求1所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述植被恢复施工工艺将所述待恢复区域的土壤的有机质含量、速效氮含量、速效磷含量以及速效钾含量分别控制为1.3~1.5g/kg、14~18mg/kg、14~18mg/kg以及32~38mg/kg。

5.根据权利要求1所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述复合植生基质由150~300g/m²的有机肥、17~25g/m²的土壤粘结剂、13~20g/m²的保水剂以及13~20g/m²的复合肥构成。

6.根据权利要求5所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述复合植生基质由200~260g/m²的有机肥、19~22g/m²的土壤粘结剂、15~18g/m²的保水剂以及15~18g/m²的复合肥构成。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述穴播的穴长为10~30 cm、穴宽为10~20 cm、穴深5~15cm、穴距30~60 cm，所述条播的沟宽10~20 cm、沟深5~15 cm、间距30~60 cm。

8.根据权利要求7所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述穴播的穴长为15~20 cm、穴宽为12~15 cm、穴深8~12 cm、穴距40~50cm，所述条播的沟宽15~18 cm、沟深8~12 cm、间距40~50 cm。

9.根据权利要求1至3中任意一项所述的北半球温带大陆性季风气候栗钙土干旱区植被恢复施工工艺，其特征在于，所述种植施工还包括通过灌溉和覆盖无纺布增加保蓄水功能，灌溉量通过含水量折算。