CN115735685A - 一种三相共生技术的生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相共生技术的生态修复方法，添加双聚、糯米胶或琼脂粉，成胶状混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子后，充分搅拌成种料混合物；将种料混合物倒入设计的模具中，以可降解网固定，制备厚度在3‑5cm的“藻‑苔藓‑草”三相共生体片层；本发明利用“藻‑苔藓‑草”三相共生加速生物结皮的方法可加强固沙的能力，聚集了细土且增厚土层，减少水土的流失，增加土壤肥力，在苔藓结皮的基础上增加了藻类及耐旱植物的种植，实现“藻‑苔藓‑草”三相共生的快速培育及生物结皮，并通过其自身的活动，改变土壤结构和水分分布状况，促进土壤的发育，对于发挥其积极生态功能具有重要的实践意义。
Description
技术领域
本发明涉及植物生态修复技术领域，具体为一种三相共生技术的生态修复方法。
背景技术
自然条件下，石漠化、沙漠化治理，以及采矿区和石场裸露岩石区域的生态修复是一个漫长的过程，有研究指出，即使在裸露黄土上，仍需要15年以上才能形成稳定的苔藓结皮，因此针对以上生态脆弱区，需要进行人为干预，加快生态修复，苔藓类由于与其他植物不同，几乎没有称谓根的通导组织，能从空气中吸收水分、养分进行生长发育，所以不需要土壤，而且抗干燥能力很强，所以，适合在对其他植物生物层形成困难的混凝土等结构物表面上进行生长发育，随着苔藓植物的繁殖，大量的苔藓植物聚集成丛状，其假根常粘结大量的细粒土，苔藓植物的毛细管作用能够减少溶于土壤水分中的有机质、氮、磷、钾等矿质元素的大量流失，并可进一步增加营养物质的保留，同时，苔藓层还有助于保持土壤肥力；
而目前涉及到的生物结皮生物主要为苔藓，而关于“苔藓-藻类”二相结合以及“藻-苔藓-草”三相共生结皮的探究相对稀少，并且单纯的苔藓结皮对各种干扰十分敏感，如风沙、踩踏、碾压，其受到干扰破坏后，又需要很漫长的时间才能恢复，因此，研究“藻-苔藓-草”及其生态的作用对丰富防沙治沙理论基础，探讨生物结皮人工固沙技术，提高防沙治沙综合技术措施的生态效益等具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种三相共生技术的生态修复方法，可以有效解决上述背景技术中提出目前涉及到的生物结皮生物主要为苔藓，而关于“苔藓-藻类”二相结合以及“藻-苔藓-草”三相共生结皮的探究相对稀少，并且单纯的苔藓结皮对各种干扰十分敏感，如风沙、踩踏、碾压，其受到干扰破坏后，又需要很漫长的时间才能恢复的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三相共生技术的生态修复方法，该生态修复方法具体包括如下实现步骤：
S1、在野外自然条件下采集或购买的方式来选择发育良好的苔藓、藻类和植物；
S2、制备“藻-苔藓-草”原料混合物，与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎，做成混合浆；
S3、添加双聚、糯米胶或琼脂粉，成胶状混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子后，充分搅拌成种料混合物；
S4、将种料混合物倒入设计的模具中，以可降解网固定，制备厚度在3-5cm的“藻-苔藓-草”三相共生体片层；
S5、在温室繁殖后移植野外，分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
S6、在取水条件满足的一些区域利用喷水保持湿润，同时可喷洒生长素及细胞分裂素，使苔“藻-苔藓-草”三相共生体片段蔓延连成片。
根据上述技术方案，所述S1中，在采集和购买选择苔藓、藻类和植物时，具体包括如下情况：
在苔藓选择方面，当前在我国荒漠地区生物结皮中的苔藓植物主要包括丛藓科、紫萼藓科、真藓科和葫芦藓科和刺叶墙藓；
在藻类筛选中，结合藻类形态以及藻类否可以固氮的生理特征来进行选择，其中丝状蓝藻、具鞘微鞘藻和固氮藻占优势；
在绿化植物的选择中，选择的对象主要为绿色植物或固氮植物，如黑麦草、鸟足三叶草、紫花苜蓿、细叶型羊茅和紫羊茅，耐旱植物主要包括生石花、光棍树、景天和萝藦。
根据上述技术方案，所述S2中，在制备“藻-苔藓-草”原料混合物的过程中，主要将野外采集或购买到的苔藓分成1-100mm2苔藓植体片段，同时将藻类及植物种子与黏土混合，并将混合后的物料首先与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎处理，做成混合浆。
根据上述技术方案，在S2中，所述可降解材质主要包括纸浆、生物材质、短纤维片、短线状物、秸秆和玉米芯，肥料主要包括凹凸肥、土、黏土、砂、稻草及微生物、薯类碎渣、淀粉和豆渣。
根据上述技术方案，所述S3中，在制备种料混合物的过程中，主要在步骤S2中制得的混合浆内添加粘合剂，粘合剂主要包括双聚、糯米胶和琼脂粉，控制混合浆和粘合剂之间的体积比为10：1；
在混合物成胶状后，混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子，通过搅拌设备来充分搅拌成种料混合物，其中藻类、苔藓类及植物种子的添加量可以根据治理对象来灵活调整比例。
根据上述技术方案，所述S4中，在将种料混合物制备成“藻-苔藓-草”三相共生体片层的过程中，具体包括如下步骤：
首先，将制作模具固定好后，然后将第二可降解加固网铺设在固定好的制作模具中。
随后，将步骤S3中制得的种料混合物，倒入制作模具中，随后将第一可降解加固网覆盖在上面，轻度下压，待凝固后可将制作模具进行拆除。
根据上述技术方案，所述S5中，主要是指对制成的“藻-苔藓-草”三相共生体片层进行温室繁殖，并在“藻-苔藓-草”三相共生体片层经过温室繁殖后，将“藻-苔藓-草”三相共生体片层移植至室外光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
所述“藻-苔藓-草”三相共生体片层在温室繁殖的过程中，主要将“藻-苔藓-草”三相共生体片层放入温室大棚中的层架上，温度控制在15-30℃，保持大棚内充分光照，控制光照度为1500-2000Lux，浇水量以浸透为好，喷洒长素NAA、细胞分裂素6-BA，培养时间控制在25-35天，最终使苔藓植体片段蔓延连成片；
在“藻-苔藓-草”三相共生体片层温室繁殖后，将其移植到野外，并使其分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面。
根据上述技术方案，所述“藻-苔藓-草”三相共生体片层在移植到室外后，且在“藻-苔藓-草”三相共生体发育前，采用遮阴网对其进行遮荫处理，保证藻类、苔藓及植物的成活率，加快结皮形成过程。
根据上述技术方案，所述S6中，主要是指通过喷灌设备来保持“藻-苔藓-草”三相共生体的润湿，喷灌设备的铺设主要根据治理区域来进行灵活变动，并且在喷灌设备铺设后，在“藻-苔藓-草”三相共生体的生长旺盛季节喷施叶面肥，促进植株生长发育，以及将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液进行喷施。
根据上述技术方案，所述苔藓营养物质可为生长素、细胞分类素、薯类汁、豆浆、生活污水和餐厨污水。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
1、本发明利“藻-苔藓-草”三相共生加速废石成土、荒漠去生物结皮的方法，其“藻-苔藓-草”三相共生体具有轻质性、保水性、透气性，且水力扩散快速、均匀，适合在无土的废石表面、露天采矿断面、采石场、尾矿库栽培，“藻-苔藓-草”三相共生体中苔藓、藻类及植物分泌的有机酸可以加速废石风化成土，植物死亡后的残体可为废石风化成土提供有机质，“藻-苔藓-草”三相共生体植物聚集成丛状，其根系可粘结大量的细粒土，“藻-苔藓-草”三相共生体具有良好的保持土壤肥力和贮蓄水分的作用，为后续植物生长提供基础；
此外，本发明利用“藻-苔藓-草”三相共生加速生物结皮的方法可加强固沙的能力，聚集了细土且增厚土层，减少水土的流失，增加土壤肥力，在苔藓结皮的基础上增加了藻类及耐旱植物的种植，实现“藻-苔藓-草”三相共生的快速培育及生物结皮，并通过其自身的活动，改变土壤结构和水分分布状况，促进土壤的发育，对于发挥其积极生态功能具有重要的实践意义。
2、本发明方法成本低、取材方便、操作简单、无生态风险，其中藻类、苔藓分布广泛、生长周期短、基质需求量少、营养要求低、不易受病虫害的损伤，可在短期内入侵裸露岩石表面。
3、本发明方法“藻-苔藓-草”三相共生体具有极强的持水能力，对土壤抗冲性的效果显著，能有效地控制水土流失，对石漠化地貌的恢复和重建、生态环境的改善及水土保持起到极积的作用，“藻-苔藓-草”三相共生体结皮的出现使荒漠地表土壤的稳定性明显提高，对土壤理化性质的改良、有机物含量的提高和结皮层水分的保持等均具有重要的作用，同时物种丰富度逐渐增加。
4、本发明的方法充分利用“藻-苔藓-草”在保持水分和固定土壤中的快速培育和种植，让昔日的不毛之地恢复植被，充分发挥“藻-苔藓-草”的水源涵养、水土保持和调节气候作用，可阻止石漠化程度的发展，实现石漠化地区的生态重建与可持续发展的良性循环。
5、本发明的“藻-苔藓-草”三相共生体具有极强的持水能力，固氮藻类的生长为苔藓植物的生存提供了丰富的N源和C源，大面积苔藓植物及高等植物的出现使土壤表面的持水能力明显增强，同时使处于下层的藻类避免了强光和紫外线的辐射，“藻-苔藓-草”三相共生体形成生物结皮“肥岛效应”，对土壤抗冲性的效果显著，能有效地控制水土流失，改善生态环境，有利于石漠化地貌的绿化。
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是本发明生态修复方法的步骤流程图；
图2是本发明基质制作的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-2所示，本发明提供一种技术方案，一种三相共生技术的生态修复方法，该生态修复方法具体包括如下实现步骤：
S1、在野外自然条件下采集的方式来选择发育良好的苔藓、藻类和植物；
S2、制备“藻-苔藓-草”原料混合物，与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎，做成混合浆；
S3、添加双聚、糯米胶或琼脂粉，成胶状混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子后，充分搅拌成种料混合物；
S4、将种料混合物倒入设计的模具中，以可降解网固定，制备厚度在3cm的“藻-苔藓-草”三相共生体片层；
S5、在温室繁殖后移植野外，分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
S6、在取水条件满足的一些区域利用喷水保持湿润，同时可喷洒生长素及细胞分裂素，使苔“藻-苔藓-草”三相共生体片段蔓延连成片。
基于上述技术方案，S1中，在采集苔藓、藻类和植物时，具体包括如下情况：
在苔藓选择方面，当前在我国荒漠地区生物结皮中的苔藓植物主要选择丛藓科；
在藻类筛选中，结合藻类形态以及藻类否可以固氮的生理特征来进行选择，主要选择丝状蓝藻；
在绿化植物的选择中，选择的对象主要为黑麦草，耐旱植物主要选择生石花。
基于上述技术方案，S2中，在制备“藻-苔藓-草”原料混合物的过程中，主要将采集的苔藓分成50mm2苔藓植体片段，同时将藻类及植物种子与黏土混合，并将混合后的物料首先与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎处理，做成混合浆。
基于上述技术方案，在S2中，可降解材质选用短纤维片，肥料选用凹凸肥。
基于上述技术方案，S3中，在制备种料混合物的过程中，主要在步骤S2中制得的混合浆内添加粘合剂，粘合剂选用糯米胶，控制混合浆和粘合剂之间的体积比为10：1；
在混合物成胶状后，混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子，通过搅拌设备来充分搅拌成种料混合物，其中藻类、苔藓类及植物种子的添加量可以根据治理对象来灵活调整比例。
基于上述技术方案，S4中，在将种料混合物制备成“藻-苔藓-草”三相共生体片层的过程中，具体包括如下步骤：
首先，将制作模具固定好后，然后将第二可降解加固网铺设在固定好的制作模具中。
随后，将步骤S3中制得的种料混合物，倒入制作模具中，随后将第一可降解加固网覆盖在上面，轻度下压，待凝固后可将制作模具进行拆除。
基于上述技术方案，S5中，主要是指对制成的“藻-苔藓-草”三相共生体片层进行温室繁殖，并在“藻-苔藓-草”三相共生体片层经过温室繁殖后，将“藻-苔藓-草”三相共生体片层移植至室外光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
“藻-苔藓-草”三相共生体片层在温室繁殖的过程中，主要将“藻-苔藓-草”三相共生体片层放入温室大棚中的层架上，温度控制在22℃，保持大棚内充分光照，控制光照度为1800Lux，浇水量以浸透为好，喷洒长素NAA、细胞分裂素6-BA，培养时间控制在30天，最终使苔藓植体片段蔓延连成片；
在“藻-苔藓-草”三相共生体片层温室繁殖后，将其移植到野外，并使其分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面。
基于上述技术方案，“藻-苔藓-草”三相共生体片层在移植到室外后，且在“藻-苔藓-草”三相共生体发育前，采用遮阴网对其进行遮荫处理，保证藻类、苔藓及植物的成活率，加快结皮形成过程。
基于上述技术方案，S6中，主要是指通过喷灌设备来保持“藻-苔藓-草”三相共生体的润湿，喷灌设备的铺设主要根据治理区域来进行灵活变动，并且在喷灌设备铺设后，在“藻-苔藓-草”三相共生体的生长旺盛季节喷施叶面肥，促进植株生长发育，以及将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液进行喷施。
基于上述技术方案，苔藓营养物质选用生长素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，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 (10)
1.一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：该生态修复方法具体包括如下实现步骤：
S1、在野外自然条件下采集或购买的方式来选择发育良好的苔藓、藻类和植物；
S2、制备“藻-苔藓-草”原料混合物，与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎，做成混合浆；
S3、添加双聚、糯米胶或琼脂粉，成胶状混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子后，充分搅拌成种料混合物；
S4、将种料混合物倒入设计的模具中，以可降解网固定，制备厚度在3-5cm的“藻-苔藓-草”三相共生体片层；
S5、在温室繁殖后移植野外，分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
S6、在取水条件满足的一些区域利用喷水保持湿润，同时可喷洒生长素及细胞分裂素，使苔“藻-苔藓-草”三相共生体片段蔓延连成片。
2.根据权利要求1所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S1中，在采集和购买选择苔藓、藻类和植物时，具体包括如下情况：
在苔藓选择方面，当前在我国荒漠地区生物结皮中的苔藓植物主要包括丛藓科、紫萼藓科、真藓科和葫芦藓科和刺叶墙藓；
在藻类筛选中，结合藻类形态以及藻类否可以固氮的生理特征来进行选择，其中丝状蓝藻、具鞘微鞘藻和固氮藻；
在绿化植物的选择中，选择的对象主要为绿色植物或固氮植物，如黑麦草、鸟足三叶草、紫花苜蓿、细叶型羊茅和紫羊茅，耐旱植物主要包括生石花、光棍树、景天和萝藦。
3.根据权利要求2所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S2中，在制备“藻-苔藓-草”原料混合物的过程中，主要将野外采集或购买到的苔藓分成1-100mm2苔藓植体片段，同时将藻类及植物种子与黏土混合，并将混合后的物料首先与亲水性纤维、可降解材质及肥料的集合体加水后粉碎处理，做成混合浆。
4.根据权利要求3所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：在S2中，所述可降解材质主要包括纸浆、生物材质、短纤维片、短线状物、秸秆和玉米芯，肥料主要包括凹凸肥、土、黏土、砂、稻草及微生物、薯类碎渣、淀粉和豆渣。
5.根据权利要求3所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S3中，在制备种料混合物的过程中，主要在步骤S2中制得的混合浆内添加粘合剂，粘合剂主要包括双聚、糯米胶和琼脂粉，控制混合浆和粘合剂之间的体积比为10：1；
在混合物成胶状后，混入上述种类的藻类、苔藓类及植物种子，通过搅拌设备来充分搅拌成种料混合物，其中藻类、苔藓类及植物种子的添加量可以根据治理对象来灵活调整比例。
6.根据权利要求5所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S4中，在将种料混合物制备成“藻-苔藓-草”三相共生体片层的过程中，具体包括如下步骤：
首先，将制作模具固定好后，然后将第二可降解加固网铺设在固定好的制作模具中。
随后，将步骤S3中制得的种料混合物，倒入制作模具中，随后将第一可降解加固网覆盖在上面，轻度下压，待凝固后可将制作模具进行拆除。
7.根据权利要求1所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S5中，主要是指对制成的“藻-苔藓-草”三相共生体片层进行温室繁殖，并在“藻-苔藓-草”三相共生体片层经过温室繁殖后，将“藻-苔藓-草”三相共生体片层移植至室外光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面；
所述“藻-苔藓-草”三相共生体片层在温室繁殖的过程中，主要将“藻-苔藓-草”三相共生体片层放入温室大棚中的层架上，温度控制在15-30℃，保持大棚内充分光照，控制光照度为1500-2000Lux，浇水量以浸透为好，喷洒长素NAA、细胞分裂素6-BA，培养时间控制在25-35天，最终使苔藓植体片段蔓延连成片；
在“藻-苔藓-草”三相共生体片层温室繁殖后，将其移植到野外，并使其分散移植到光裸岩石、荒漠区域以及城市建筑物的表面。
8.根据权利要求7所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述“藻-苔藓-草”三相共生体片层在移植到室外后，且在“藻-苔藓-草”三相共生体发育前，采用遮阴网对其进行遮荫处理，保证藻类、苔藓及植物的成活率，加快结皮形成过程。
9.根据权利要求1所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述S6中，主要是指通过喷灌设备来保持“藻-苔藓-草”三相共生体的润湿，喷灌设备的铺设主要根据治理区域来进行灵活变动，并且在喷灌设备铺设后，在“藻-苔藓-草”三相共生体的生长旺盛季节喷施叶面肥，促进植株生长发育，以及将苔藓营养物质与水混合得到苔藓营养液进行喷施。
10.根据权利要求9所述的一种三相共生技术的生态修复方法，其特征在于：所述苔藓营养物质可为生长素、细胞分类素、薯类汁、豆浆、生活污水和餐厨污水。
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