CN116965190A - 一种薹草草丘湿地的快速复建方法 - Google Patents
一种薹草草丘湿地的快速复建方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种薹草草丘湿地的快速复建方法，属于湿地生态工程技术领域，解决了薹草草丘湿地修复速率缓慢、复建成功概率低下、以及后续维护成本高昂的限制性问题。所述方法包括：采集薹草种子；将待修复湿地划分为数个独立修复单元，在每个独立修复单元四周构筑土埂；在各相邻独立修复单元的土埂之间预留水渠；在每个独立修复单元内钻取数个坑位，并在每个坑位中间位置堆砌一个草丘假体；将所述薹草种子播撒于所述草丘假体顶部，并覆盖泥炭土后由上部浇水；切割数个移栽墩体，并将移栽墩体集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席；将所述移栽墩体移植于所述数个坑位内；移植后利用预留水渠引水。本发明适用于薹草草丘湿地的快速复建。
Description
技术领域
本发明属于湿地生态工程技术领域，具体涉及一种薹草湿地复建方法。
背景技术
薹草草丘是一种独特的自然湿地景观，同时也是草本泥炭地的重要类型之一。其在全球尺度内广泛分布于北温带沼泽湿地、河流湿地及山区沟谷湿地，在我国东北地区则集中分布于大小兴安岭、三江平原及松嫩平原河流沿岸。
薹草草丘独特的形态结构可在小微尺度内增强地貌结构异质性及环境变异性，通过拓展光照、水分、养分等资源空间分布范围，提升草丘群落的净初级生产能力和生物多样性，因此有着‘湿地生态工程师’的美誉。
然而受极端气候变化与人为不合理的开发活动影响，薹草草丘湿地退化问题日益加剧，严重威胁局地生态安全及生物多样性完整，实施薹草草丘湿地的快速复建已成为湿地科学领域亟需解决的关键科学问题。
目前关于薹草草丘湿地快速复建的途径主要包含采取异地丘墩移栽、原位种苗栽培等方法。
异地丘墩移栽方法技术原理清晰，实施操作性强，但修复过程中易造成原生湿地植被组成结构破坏，同时丘墩移栽后维护成本高昂且成活概率低下。
原位种苗栽培方式适用目标范围集中，工程成本低廉，但因缺乏种苗适生环境与受不合理的湿地水文过程影响，种苗成活率低，修缮效果不佳。
总体而言，上述方法均无法保障实现薹草草丘湿地的快速复建。因此，如何在兼顾原生草丘湿地生态结构完整的前提下，集成有性繁殖、无性繁殖及水文节律技术手段实现薹草草丘湿地的快速复建，现已成为退化薹草草丘湿地修复领域亟需解决的关键问题。
发明内容
本发明针对薹草草丘湿地修复速率缓慢、复建成功概率低下、以及后续维护成本高昂的限制性问题，提出一种薹草草丘湿地的快速复建方法。
所述方法包括：
于修复前一年的六月中旬至七月上旬在天然草丘湿地内采集薹草种子，将所述薹草种子经遮阴干燥后低温湿藏至修复当年的五月中旬；所述低温湿藏的环境内湿度大于60%，温度为0-4℃；
将待修复湿地划分为数个独立修复单元，并在每个独立修复单元四周构筑土埂；
在各相邻独立修复单元的土埂之间预留水渠；
在每个所述独立修复单元内钻取数个坑位，并在每个坑位中间位置堆砌一个草丘假体；
将所述薹草种子播撒于所述草丘假体顶部，并覆盖泥炭土后由上部浇水；
于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割数个移栽墩体，并将所述移栽墩体集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席；
于五月中旬至六月中旬将所述移栽墩体移植于所述数个坑位内；
移植后利用预留水渠引水。
进一步地，提供优选方案：所述待修复湿地的明水面直线距离处于50至100米之间，且所述待修复湿地的土壤pH值低于8；
进一步地，提供优选方案：所述独立修复单元的面积为2500平方米；
进一步地，提供优选方案：所述土埂的高度为30至40厘米，宽度为40至50厘米；
进一步地，提供优选方案：所述水渠的宽度为50厘米；
进一步地，提供优选方案：所述钻取数个坑位的具体操作为：使用土壤打眼机，在每个所述独立修复单元内钻取数个坑位；所述数个坑位的数量为2401至3844个；所述数个坑位的深度为10至15厘米；所述数个坑位的内径为15厘米；每个坑位之间的间隔为80至100厘米；
进一步地，提供优选方案：所述草丘假体使用钻取每个坑位所得的土壤堆砌，所述草丘假体的高度为10至15厘米，基径宽度为15厘米；
进一步地，提供优选方案：所述薹草种子的类型为瘤囊薹草、灰脉薹草、乌拉薹草、丛薹草和溪水薹草种子中的任意一种或任意多种以任意比例组合；
进一步地，提供优选方案：切割数个移栽墩体时，选取直径大于40厘米，高度大于30厘米的天然草丘假体为目标墩体，纵向切割所述目标墩体的二分之一或三分之一部分为所述移栽墩体，剩余的目标墩体原位保留；
进一步地，提供优选方案：所述移植后利用预留水渠引水具体为：移植后立即开展第一次引水，且第一次引水至地表高度8至9厘米；第二次引水至地表水深12至15厘米，第三次引水至地表水深3至5厘米，第四次引水至地表水深10至15厘米；每次引水间隔30天或在土壤含水量为30%时进行下一次引水；九月下旬至十月上旬开展末次引水，且保持地表水深高度为10至12厘米。
本发明的有益效果：
本发明提出的方法原理清晰且可操作性强，可以有效提高薹草草丘湿地修复概率及复建速率，且在修复过程中不存在任何安全隐患及破坏湿地生态系统结构的风险。应用本发明方法复建薹草草丘湿地，薹草草丘移栽后7日内即可实现幼苗复壮，当年即可生长发育簇状薹草，草丘成活概率可达到100%，草丘假体成簇发育概率可达到100%。
附图说明
图1为实施方式一所述的草丘假体和坑位的位置关系示意图，其中1为草丘假体，2为移栽坑位。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
实施方式一
参照图1说明本实施方式。
本实施方式所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法包括：
于修复前一年的六月中旬至七月上旬在天然草丘湿地内采集薹草种子，将所述薹草种子经遮阴干燥后低温湿藏至修复当年的五月中旬；所述低温湿藏的环境内湿度大于60%，温度为0-4℃；
将待修复湿地划分为数个独立修复单元，并在每个独立修复单元四周构筑土埂；
在各相邻独立修复单元的土埂之间预留水渠；
在每个所述独立修复单元内钻取数个坑位，并在每个坑位中间位置堆砌一个草丘假体；
将所述薹草种子播撒于所述草丘假体顶部，并覆盖泥炭土后由上部浇水；
于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割数个移栽墩体，并将所述移栽墩体集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席；
于五月中旬至六月中旬将所述移栽墩体移植于所述数个坑位内；
移植后利用预留水渠引水。
具体地：
采集薹草种子具体为：于修复前一年的六月中旬至七月上旬在天然草丘湿地内采集薹草种子。要求薹草类型为瘤囊薹草（Carex schmidtii）、灰脉薹草（Carex appendiculata）、乌拉薹草（Carex meyeriana）、丛薹草（Carex caespitosa）和溪水薹草（Carex forficula）。
将所述薹草种子经遮阴干燥后低温湿藏至修复当年的五月中旬，要求低温湿藏的环境内湿度大于60%，温度为0-4℃；
所述待修复湿地的选取条件具体为：于4月中旬至5月上旬选取与湿地明水面直线距离处于50至100米之间，且土壤pH值低于8的地块作为修复湿地。
所述数个独立修复单元是以2500平方米（50米×50米）地块作为独立修复单元，通过堆砌修复湿地表层的0至10厘米深度土壤在每个独立修复单元四周构筑土埂，要求土埂高度为30至40厘米，宽度为40至50厘米。各相邻独立修复单元土埂之间均预留50厘米宽距离作为水渠。
在独立修复单元内以80至100厘米为间隔，使用土壤打眼机钻取2401至3844个深度为10至15厘米，宽度为15厘米的移栽坑位，且在各坑位中间位置使用钻坑所得的粉状土壤堆砌高度为10至15厘米，基径宽度为15厘米的草丘假体，要求各修复地块内堆砌2400至3843个草丘假体。
播撒300至400粒薹草种子于草丘假体顶部，并覆盖1至3厘米泥炭土后由上部缓慢浇水至草丘假体土壤呈湿润状态。
于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割数个移栽墩体，并将所述移栽墩体集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席，具体为：于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割数个墩体，所述切割数个移栽墩体，是选取直径大于40厘米，高度大于30厘米的天然草丘假体为目标墩体，要求纵向切割目标墩体二分之一或三分之一的部分作为所述数个移栽墩体，剩余的目标墩体原位保留。
所述数个移栽墩体未埋栽前要求集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席。
移栽墩体于五月中旬至六月中旬移植于所述数个坑位后覆土压实，要求墩体地上部分保留高度大于20厘米，地下埋栽部分深度为10厘米。要求各坑位内均移栽一颗墩体，且呈根部土壤部分向下、草丘丘顶向上状态埋栽放置。
所述利用预留水渠引水具体为：移植后立即开展第一次引水，且第一次引水至地表高度8至9厘米；第二次引水至地表水深12至15厘米，第三次引水至地表水深3至5厘米，第四次引水至地表水深10至15厘米；每次引水间隔30天或在土壤含水量为30%时进行下一次引水；九月下旬至十月上旬开展末次引水，且保持地表水深高度为10至12厘米。
实施方式二：
本实施方式是对实施方式一所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法的进一步举例说明。
本实施方式所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法的步骤具体包括：
修复湿地遴选
于4月中旬至5月上旬选取邻近水源且非盐碱化土壤环境的地块作为目标修复湿地。要求修复湿地地块距离河流、湖面直线距离处于50至100米之间，以便于复建过程中获取水源补给，同时防止汛期内河道溢流等极端水文事件造成复建湿地损毁。要求复建湿地内土壤pH值低于8，以防止高盐碱土壤环境对所移栽植株造成的离子毒害及高渗透胁迫。
微地貌营造
每2500平方米（50米×50米）作为一独立修复地块单元，且地块四周堆砌土埂。要求土埂堆砌高度为30至40厘米，堆砌宽度为40至50厘米，用于分拦地块内蓄水体及便于后期监测与维护。要求使用各独立修复地块表层0至10厘米深度土壤堆砌土埂，以清除表层土壤种子库且降低工程建造成本。要求相邻修复地块土埂间预留50厘米宽距离作为水渠，便于修复过程中引水灌溉及排水防涝。
薹草种子播撒
于实施草丘湿地修复前一年的六月中旬至七月上旬在天然薹草草丘湿地内采集薹草种子。要求采集能够发育形成草丘的瘤囊薹草、灰脉薹草、乌拉薹草、丛薹草、溪水薹草种子。
干燥后的薹草种子低温湿藏至草丘湿地修复当年的四月中旬至五月上旬。要求薹草种子在遮阴通风条件下自然干燥，要求低温湿藏的环境内湿度大于60%，温度为0-4℃；
薹草种子于五月中旬播撒至草丘假体顶部，要求播撒300至400粒薹草种子，种子上层覆盖1-3厘米泥炭土，为种子萌发及初期生长提供萌发环境及有机质供给来源。
浇水时，要求由泥炭土壤上部缓慢浇水至草丘假体土壤呈湿润状态，为种子萌发提供必需的水分条件。
草丘墩体移栽
于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割获取成活状态草丘墩体。要求目标草丘墩体直径大于40厘米，高度大于30厘米，以确保草丘墩体发育状态稳定且保障移栽后的成活概率。
要求纵向切割目标墩体二分之一至三分之一部分作为移栽墩体，剩余墩体原位保留以维护原生境结构状态。
移栽墩体未种植前要求集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席，避免墩体水分流失而降低其成活概率。
移栽墩体于五月中旬至六月中旬栽植于移栽坑位后覆土压实。要求各坑位内均移栽一颗墩体。要求墩体地上部分保留高度大于20厘米，地下埋栽部分深度为10厘米。要求墩体移栽过程中保持草丘墩体根部土壤部分向下、草丘丘顶向上状态埋栽放置。
水文节律调控
薹草种子播撒及草丘移栽后，利用预留水渠引水开展水文调控。
要求移栽完成后立即开展第一次引水，且保持地表水深高度为8至9厘米，以为草丘生长发育提供水分条件，同时避免淹没种子，形成缺氧环境抑制其萌发生长。
要求后续引水活动在上一次引水后30天或土壤含水量为30%时开展，要求第二次引水至地表水深12至15厘米，第三次引水至地表水深3至5厘米，第四次引水至地表水深10至15厘米。
要求九月下旬至十月上旬开展末次引水，要求保持地表水深高度为10至12厘米，以保障越冬期间水体下渗过程中草丘及薹草植株必要的水分需求。
实施方式三
本实施方式是对实施方式一和实施方式二所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法的进一步举例说明。
本实施方式所述的方法具体包括如下步骤：
修复湿地遴选
于2021年4月17日在吉林省镇赉县莫莫格国家级自然保护区嫩江沿岸湿地内选取退化非盐碱地块作为目标修复湿地。该地块距离嫩江支流直线距离为75米，土壤pH为6.78。
微地貌营造
划分50米×50米（2500平方米）地块作为修复地块，且四周使用地块内10厘米深度表层土壤堆砌40厘米高度、50厘米宽度土埂。相邻修复地块土埂间均预留50厘米宽水渠用于复建过程中引水灌溉及排水防涝。使用土壤钻孔机在修复地块内相距100厘米钻取10厘米深度的移栽坑位，共计钻取移栽坑位2401个。使用钻坑所得的粉状土壤在各移栽坑位中间位置堆砌10厘米高度的圆台堆积体用于构建草丘假体，共计堆砌草丘假体2400个。
薹草种子播撒
使用2020年7月上旬采集的瘤囊薹草种子实施播撒，该种子使用前经过低温湿藏处理，已打破其休眠状态。于2021年5月10日将其播撒300粒薹草种子至草丘假体顶部，并在种子上层覆盖2厘米泥炭土壤，并由上部浇水至草丘假体土壤呈湿润状态。
草丘墩体移栽
于2021年5月11日在天然湿地内切割直径大于40厘米，高度大于30厘米的薹草草丘以获取移栽用途的草丘墩体。将目标草丘纵向切割二分之一后作为移栽墩体并将剩余墩体原位保留。未移栽种植前将墩体集中存放于遮阴地并覆盖湿润苇席。
2021年5月13日将移栽墩体埋栽于移栽坑位后覆土压实，其中各坑位内均仅移栽一个墩体，且呈草丘丘顶向上状态正向放置，墩体地上部分高度为20厘米，地下埋栽深度为10厘米。
水文节律调控
2021年5月14日，利用预留沟渠引水灌溉各修复地块，并保持各地表水深高度为9厘米。6月15日，地表水深将至0厘米，土壤含水量为30%，开展第二次引水至地表水深12厘米。7月15日，开展第三次引水至地表水深5厘米，8月16日，开展第四次引水至地表水深12厘米，9月20日开展末期引水至地表水深12厘米。即完成薹草草丘湿地的快速复建。
本实施方式对薹草草丘湿地进行修复，移栽后第7天草丘顶端即出现复壮的薹草幼苗，截至2021年生长季结束，修复地块内薹草草丘成活概率达到100%，各草丘假体顶端薹草成簇发育概率达到100%。结果表明，该方法显著提高了薹草草丘湿地的修复速率，并大幅提高了薹草草丘湿地的复建成功概率。
Claims (10)
1.一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述方法包括：
于修复前一年的六月中旬至七月上旬在天然草丘湿地内采集薹草种子，将所述薹草种子经遮阴干燥后低温湿藏至修复当年的五月中旬；所述低温湿藏的环境内湿度大于60%，温度为0-4℃；
将待修复湿地划分为数个独立修复单元，并在每个独立修复单元四周构筑土埂；
在各相邻独立修复单元的土埂之间预留水渠；
在每个所述独立修复单元内钻取数个坑位，并在每个坑位中间位置堆砌一个草丘假体；
将所述薹草种子播撒于所述草丘假体顶部，并覆盖泥炭土后由上部浇水；
于四月下旬至五月中旬在天然草丘湿地内切割数个移栽墩体，并将所述移栽墩体集中放置于遮阴处并覆盖湿润苇席；
于五月中旬至六月中旬将所述移栽墩体移植于所述数个坑位内；
移植后利用预留水渠引水。
2.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述待修复湿地的明水面直线距离处于50至100米之间，且所述待修复湿地的土壤pH值低于8。
3.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述独立修复单元的面积为2500平方米。
4.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述土埂的高度为30至40厘米，宽度为40至50厘米。
5.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述水渠的宽度为50厘米。
6.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述钻取数个坑位的具体操作为：使用土壤打眼机，在每个所述独立修复单元内钻取数个坑位；所述数个坑位的数量为2401至3844个；所述数个坑位的深度为10至15厘米；所述数个坑位的内径为15厘米；每个坑位之间的间隔为80至100厘米。
7.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述草丘假体使用钻取每个坑位所得的土壤堆砌，所述草丘假体的高度为10至15厘米，基径宽度为15厘米。
8.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述薹草种子的类型为瘤囊薹草、灰脉薹草、乌拉薹草、丛薹草和溪水薹草种子中的任意一种或任意多种以任意比例组合。
9.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，切割数个移栽墩体时，选取直径大于40厘米，高度大于30厘米的天然草丘假体为目标墩体，纵向切割所述目标墩体的二分之一或三分之一部分为所述移栽墩体，剩余的目标墩体原位保留。
10.根据权利要求1所述的一种薹草草丘湿地的快速复建方法，其特征在于，所述移植后利用预留水渠引水具体为：移植后立即开展第一次引水，且第一次引水至地表高度8至9厘米；第二次引水至地表水深12至15厘米，第三次引水至地表水深3至5厘米，第四次引水至地表水深10至15厘米；每次引水间隔30天或在土壤含水量为30%时进行下一次引水；九月下旬至十月上旬开展末次引水，且保持地表水深高度为10至12厘米。
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