專利名稱：一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
丹江口水庫(kù)是"南水北調(diào)"中線工程的水源地，位于漢江和丹江的交匯處，是我國(guó) 大型的水利樞紐工程之一。丹江口水庫(kù)初期工程于1973年建成，正常蓄水位157m，夏季防 洪限制水位149m，消落帶面積148km2。 二期大壩加高工程于2011年完成后，正常蓄水位達(dá) 到170m。水庫(kù)調(diào)度將是每年10月汛末開始蓄水，到12月水位上升至170m ;次年5月，水位 又由170m逐漸降低至防洪限制水位，汛期內(nèi)保持在160-163. 5m水位運(yùn)行。新的消落帶將上 移至庫(kù)岸海拔160-170m的地段，面積約為205km2。消落帶植被的好壞是水庫(kù)能否健康運(yùn)行 的重要表征，在河流生態(tài)系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要的作用。然而，由于水庫(kù)調(diào)蓄運(yùn)行和自然條件 等原因，導(dǎo)致水庫(kù)水位頻繁和大幅度波動(dòng)以及淹沒時(shí)間過長(zhǎng)，水庫(kù)邊緣植被容易遭受破壞， 特別是在一些坡度陡、水流急且土壤貧瘠的區(qū)域，其植被可能因此淹沒消失，則意味著丹江 口庫(kù)區(qū)失去了一道生態(tài)屏障，消落帶會(huì)出現(xiàn)污染加重、水土流失加劇、地質(zhì)災(zāi)害頻繁等多種 生態(tài)環(huán)境問題，從而威脅到水庫(kù)的可持續(xù)利用與庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。對(duì)消落帶受損 生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行植物生態(tài)修復(fù)是國(guó)內(nèi)外專家認(rèn)為非常有效的治理途徑之一，對(duì)水庫(kù)消漲帶進(jìn) 行植被防護(hù)的技術(shù)則是一大難題，主要困難在于①消落帶范圍的土壤易受水體沖刷流失， 植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)條件不斷被破壞；②消落帶的生態(tài)環(huán)境惡劣，植物要長(zhǎng)期忍受深水、低溫、 缺肥等不良影響以及洪水的沖刷；③水庫(kù)工程的運(yùn)行特征使得穩(wěn)定型消落帶的植被不能簡(jiǎn) 單地在新的消落帶上重建。 目前已經(jīng)開始對(duì)一些較大型的水電工程的消落帶進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，以改善庫(kù)區(qū)的 生物多樣性與環(huán)境狀況。如《一種用于河堤水庫(kù)防沖護(hù)岸的新型植物配置及生態(tài)工程技 術(shù)》(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3146885. 3)，它是一種以香根草為主體，再配置其它的植物材料， 通過現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、技術(shù)設(shè)計(jì)、選苗育種、施工種植、專業(yè)養(yǎng)護(hù)管理，用于河堤水庫(kù)防沖護(hù)岸的 生態(tài)工程技術(shù)。《一種用于改善水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境的濕地治理方法》(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200910099098. X)，對(duì)開挖區(qū)域進(jìn)行開挖，對(duì)填筑區(qū)進(jìn)行填筑，對(duì)開挖填筑體頂面及迎水面 進(jìn)行防護(hù)，消落深度3-5m之間區(qū)域種植沉水植物和浮葉沉水植物，消落深度3m以內(nèi)區(qū)域種 植挺水植物和濕生喬灌木。《用狗牙根修復(fù)水庫(kù)消落帶和河岸受損生態(tài)系統(tǒng)的方法》(中國(guó) 專利申請(qǐng)?zhí)?00810032895. 1)，篩選狗牙根作為修復(fù)植物，采用無性繁殖或有性繁殖后進(jìn)行 種植或移植到修復(fù)區(qū)，然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確保來年生長(zhǎng)，從而重建和恢復(fù)庫(kù)消落帶和河岸帶生 態(tài)。 丹江口庫(kù)區(qū)消落帶在蓄水后將被季節(jié)性的淹沒，一些地方水淹將達(dá)到6個(gè)月，其 間10m水位落差，選擇水位回落時(shí)耐干旱、耐土壤瘦瘠，水位回升后能耐長(zhǎng)期淹沒的兩棲植 物對(duì)消落帶進(jìn)行恢復(fù)極為重要。同時(shí)，丹江口庫(kù)區(qū)消落帶部分區(qū)域坡度陡、水流急、土壤貧 瘠、立地條件差，直接種植，所需水分和肥分缺乏，坡面沖刷比較嚴(yán)重，植被生長(zhǎng)困難，不易 存活，需要采用實(shí)用有效的一些輔助措施。同時(shí)還要考慮到植被對(duì)來自庫(kù)岸的水土流失以及農(nóng)業(yè)面源污染的攔截和過濾功能，對(duì)其進(jìn)行合適配置。綜上所述，以上發(fā)明均不適合在該 地區(qū)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種施工便捷、投入小、適用廣、不易被 水毀、效果好、可滿足丹江口水庫(kù)消落帶地區(qū)進(jìn)行有效水土保持、污染控制的水庫(kù)消落帶陡 坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法。 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，具 體步驟如下 1)選擇在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行修理平整，清理石塊、雜草、垃 圾，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ず粚?shí)； 2)消落帶外坡面頂部采用魚鱗坑整地方式開挖種植穴，種植穴內(nèi)種植馬尾松或其 他適宜樹種； 3)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，在消落 深度2-10m之間區(qū)域采用穴狀、魚鱗坑整地方式開挖種植穴，在種植穴外區(qū)域采用切莖撤 壓法種植狗牙根； 4)沿消落帶迎水坡面鋪設(shè)一層黃麻土工布，黃麻土工布的上端和下端均采用U形 錨釘固定在土基中； 5)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域的種植槽內(nèi)，消落深度2-10m之間區(qū)域的種植穴中移植 香根草； 6)及時(shí)澆灌定根水；
7)常規(guī)護(hù)理。 本發(fā)明采用具有多功能生態(tài)效益的黃麻土工布進(jìn)行坡面防護(hù)，黃麻土工布是由低 等黃紅麻原料和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網(wǎng)眼織物，是一種可快速控制坡 面侵蝕的新型材料，在防止土壤侵蝕的同時(shí)給植物提供一種穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)植物在 坡面的成活與生長(zhǎng)發(fā)育。 本發(fā)明在坡頂種植馬尾松等適生樹種，形成具有保持水土、涵養(yǎng)水源、改善水質(zhì)等 作用的多功能防護(hù)林；在消落帶區(qū)域上端密植香根草，形成香根草植物籬帶，可改善土壤肥 力和土壤性質(zhì)，有效地減少地表徑流和土壤侵蝕；在消落帶香根草植物籬帶以下區(qū)域?qū)⑾?根草與狗牙根混合種植，充分利用香根草根系發(fā)達(dá)、護(hù)坡固土能力強(qiáng)的特點(diǎn)以及狗牙根匍 甸莖和根莖快速擴(kuò)展蔓延的特點(diǎn)，形成復(fù)合植被坡面恢復(fù)帶。本發(fā)明的防護(hù)林帶、植物籬帶 及復(fù)合植被坡面恢復(fù)帶共同構(gòu)成一個(gè)立體恢復(fù)空間，保證植物在消落帶陡坡地區(qū)上生根恢 復(fù)。通過大面積恢復(fù)植被，改善消落帶的土壤肥力和土壤性質(zhì)，有效地減少地表徑流和土壤 侵蝕，攔截、過濾農(nóng)業(yè)面源污染，達(dá)到受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目的。 本發(fā)明施工便捷、投入小、適用廣、不易被水毀、效果好，適用于消落范圍大、地勢(shì) 陡峭的水庫(kù)消落帶地區(qū)的水土保持和污染控制。


圖1是消落帶坡面植被恢復(fù)結(jié)構(gòu)正視圖，
圖2是消落帶坡面植被恢復(fù)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是針對(duì)丹江口水庫(kù)消落帶的陡坡地區(qū)，坡度較大、土壤貧瘠、立地條件差， 特別是水庫(kù)調(diào)蓄運(yùn)行后，水位頻繁和大幅度波動(dòng)以及淹沒時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致水庫(kù)邊緣植被容 易遭受破壞且生長(zhǎng)困難，進(jìn)一步引起水土流失及污染加重問題，無法實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)的狀況 而發(fā)明的一種方法。 下面參照?qǐng)D1、2，以丹江口水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)為實(shí)施例詳述本發(fā)明。
消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的具體步驟如下 1)對(duì)丹江口水庫(kù)蓄水水位最低時(shí)為5月，故選擇在5月，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行修 理平整，清理石塊、雜草、垃圾，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ず粚?shí)。圖中，下線即為夏汛限制水位線8， 上線即為正常蓄水位線9。 2)在消落區(qū)外坡面頂部，即水位170m以上區(qū)域，采用魚鱗坑整地方式開挖種 植穴。消落區(qū)外坡面頂部的種植穴，穴寬50-80cm、穴長(zhǎng)70-100cm、穴深40-60cm、穴距 200-300cm。開挖種植穴時(shí)，表土堆放在穴的上方，熟土堆放在穴的下方，撿出的石塊在穴 的下沿壘成一個(gè)堰，堰高20-25cm，在穴的上方左右兩角各斜開一道引蓄雨水的小溝。種植 穴內(nèi)種植馬尾松2或其他適宜樹種，栽植時(shí)要分級(jí)栽植，不窩根，不吊空，根系舒展，扶正苗 木，踩實(shí)捶緊。馬尾松2或其他適宜樹種在坡頂形成具有保持水土、涵養(yǎng)水源、改善水質(zhì)等 作用的多功能防護(hù)林帶l。 3)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，種植槽
寬20-25cm、行距40-60cm、深為20-30cm。消落深度2_10m之間區(qū)域采用穴狀、魚鱗坑整地
方式開挖種植穴，種植穴為"V"狀，穴距30-40cm、穴行距80-100cm、穴深20-30cm。 在種植穴外區(qū)域采用切莖撤壓法種植狗牙根5。種植方法是，將狗牙根5的匍甸莖
和根莖切成6-10cm的小段，混土撒于該區(qū)域內(nèi)，及時(shí)鎮(zhèn)壓，使其與土壤接觸。 因狗牙根5覆蓋性強(qiáng)，耐踐踏，故布設(shè)黃麻土工布6及種植香根草3對(duì)其生長(zhǎng)不會(huì)
有太大的影響。 4)沿消落帶迎水坡面鋪設(shè)一層黃麻土工布6，黃麻土工布6是由低等黃紅麻原料 和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網(wǎng)眼織物，規(guī)格為重量不低于200g/kn^，經(jīng)緯 密度每10cmX 10cm為4_6根。黃麻土工布6的上端和下端均采用U形錨釘固定在土基 中，使黃麻土工布6格網(wǎng)張拉緊，U形錨釘?shù)拈g距不大于2m，相鄰黃麻土工布的搭接長(zhǎng)度不 小于15cm，疊加處用可降解無害材料呈之字形穿綁。 本發(fā)明采用黃麻土工布6進(jìn)行坡面防護(hù)，黃麻土工布6是一種可快速控制坡面侵 蝕的新型材料，在國(guó)際水土保持領(lǐng)域，它被譽(yù)為"土壤搶救物"和"防流失物"。其在調(diào)溫、保 濕、有益于植物生長(zhǎng)方面的優(yōu)點(diǎn)為人工合成材料制成的土工布所無法比擬。原因在于
黃麻土工布可靈活地覆蓋并附著于土壤表面，有效地減小雨滴濺蝕，攔截坡面水 流，控制土粒移動(dòng)，從而有效地控制水土流失；黃麻纖維吸水性強(qiáng)，自然纖維結(jié)構(gòu)使之在一 定程度上改變了土壤孔隙結(jié)構(gòu)，增加了土壤吸水能力，再加上其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還能阻擋雨水，促 進(jìn)水分向土壤滲透，提高土壤的導(dǎo)水率，從而具有調(diào)節(jié)土壤溫度，改善土壤濕度等生態(tài)微環(huán) 境的特性，為植物提供較好的生長(zhǎng)環(huán)境，從而促進(jìn)植物發(fā)芽出苗、栽植成活及生長(zhǎng)發(fā)育，提
5高出苗率、成活率，并且對(duì)地上部與地下部的生長(zhǎng)都有明顯促進(jìn)作用。隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)， 黃麻土工布逐漸降解，并可改良培肥土壤，對(duì)于需要以植物作為長(zhǎng)期護(hù)坡措施的坡面具有 很好的生態(tài)效益。 再加上其有獨(dú)特的網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)能使植物有足夠的生長(zhǎng)空間，并可固定種 子，使幼苗免受風(fēng)雨襲擊；組成網(wǎng)眼的每一根線繩都像一個(gè)微型水庫(kù)，能夠吸收和積蓄雨 水，在干旱時(shí)能減緩水分蒸發(fā)。 總之，采用黃麻土工布6可使坡面流水流速變慢，推遲初始產(chǎn)流時(shí)間，增加土壤滲 水量，減少?gòu)搅髁?；覆蓋地表，增加地面覆蓋度，減少濺蝕，阻擋和減少水流、抬高浸濕基準(zhǔn) 面、降低坡面流速，防止溝蝕產(chǎn)生，保土效益高。 5)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域的種植槽內(nèi)移植香根草3，消落深度2-10m之間區(qū)域的 種植穴中移植香根草3。在種植槽和種植穴內(nèi)按叢種植，每叢種植3-4株。種植前，將香根 草3地上部分剪至25-35cm，根系剪至5-15cm，種植時(shí)將植株斜靠在一側(cè)，植株與地面保持 60° -45°的角度，從另一側(cè)覆土壓實(shí)。種植槽內(nèi)的叢距20-30cm。
在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域的種植槽內(nèi)移植香根草3，構(gòu)成香根草植物籬帶4。
香根草3是一種兩棲植物，具有極強(qiáng)生態(tài)適應(yīng)性的抗逆(旱、濕、寒、熱、酸、堿)能 力，能抵抗長(zhǎng)期干旱或漬水；對(duì)土壤的要求很低，光合能力強(qiáng)，生長(zhǎng)快，易種植、易成活、易管 理、極少傳播病蟲害。其根呈網(wǎng)狀，根系縱深發(fā)達(dá)，可深達(dá)2-3m，甚至5m，能較牢固的固持土 壤，而且根系的抗張力十分強(qiáng)大，是同等直徑軟鋼的1/6。莖葉部分在長(zhǎng)期淹水的情況下亦 能存活。香根草植物籬帶4可改善土壤肥力和土壤性質(zhì)，有效地減少地表徑流和土壤侵蝕， 可把徑流中的泥沙攔積在草籬之前，并有效地減少地表徑流。 消落深度2-10m之間區(qū)域種植穴中移植香根草3，上下行香根草3縱向錯(cuò)開，成 "品"字型種植。 在消落深度2-10m之間區(qū)域，本發(fā)明將香根草與狗牙根混合種植，充分利用香根 草3根系發(fā)達(dá)、護(hù)坡固土能力強(qiáng)的特點(diǎn)以及狗牙根5匍甸莖和根莖快速擴(kuò)展蔓延、覆蓋性 強(qiáng)，耐踐踏的特點(diǎn)，建立起一個(gè)復(fù)合植被恢復(fù)帶7，其與多功能防護(hù)林帶1和香根草植物籬 帶4共同構(gòu)成一個(gè)立體恢復(fù)空間，保證其在消落帶陡坡上生根恢復(fù)，大面積恢復(fù)植被，實(shí)現(xiàn) 生態(tài)修復(fù)，有效地控制水土流失，對(duì)水庫(kù)起到一定的保護(hù)作用。
6)植物種植后及時(shí)澆灌定根水。
7)常規(guī)護(hù)理。
權(quán)利要求
一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在于具體步驟如下1)選擇在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行修理平整，清理石塊、雜草、垃圾，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ず粚?shí)；2)消落帶外坡面頂部采用魚鱗坑整地方式開挖種植穴，種植穴內(nèi)種植馬尾松或其他適宜樹種；3)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，在消落深度2-10m之間區(qū)域采用穴狀、魚鱗坑整地方式開挖種植穴，在種植穴外區(qū)域采用切莖撤壓法種植狗牙根；4)沿消落帶迎水坡面鋪設(shè)一層黃麻土工布，黃麻土工布的上端和下端均采用U形錨釘固定在土基中；5)在消落深度2m以內(nèi)區(qū)域的種植槽內(nèi)，消落深度2-10m之間區(qū)域的種植穴中移植香根草；6)及時(shí)澆灌定根水；7)常規(guī)護(hù)理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特 征在于消落區(qū)外坡面頂部的種植穴，穴寬50-80cm、穴長(zhǎng)70-100cm、穴深40-60cm、穴距 200-300cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特 征在于開挖種植穴時(shí)，表土堆放在穴的上方，熟土堆放在穴的下方，撿出的石塊在穴的下沿 壘成一個(gè)堰，堰高20-25cm，在穴的上方左右兩角各斜開一道用于引蓄雨水的小溝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于黃麻土工布(6)是由低等黃紅麻原料和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網(wǎng)眼 織物，規(guī)格為重量不低于200g/km2，經(jīng)緯密度每10cmX 10cm為4_6根。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于黃麻土工布(6)上、下端固定在土基中的U形錨釘?shù)拈g距不大于2m，相鄰黃麻土工布的搭 接長(zhǎng)度不小于15cm，疊加處用可降解無害材料呈之字形穿綁。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于移植香根草3的種植槽寬20-25cm，行距40-60cm，深為20-30cm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于移植香根草(3)的種植穴為"V"狀，穴距30-40cm、穴行距80-100cm、穴深20-30cm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于在種植香根草(3)前，將香根草地上部分剪至25-35cm、根系剪至5-15cm，種植時(shí)將植株 斜靠在一側(cè)，植株與地面保持60。
-45°的角度，從另一側(cè)覆土壓實(shí)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，其特征在 于在種植槽種植穴內(nèi)香根草(3)按叢種植，每叢種植3-4株。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水庫(kù)消落帶陡坡地區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法。在蓄水水位最低時(shí)，對(duì)消落帶迎水坡面進(jìn)行清理，人工夯實(shí)；坡面頂部開挖種植穴，種植馬尾松等，構(gòu)成多功能防護(hù)林帶。在消落帶范圍內(nèi)挖種植槽和種植穴，鋪設(shè)黃麻土工布，消落深度2m以內(nèi)的范圍種植香根草，構(gòu)成植物籬帶。消落深度2-10m之間的范圍混合種植香根草與狗牙根，構(gòu)成復(fù)合植被坡面恢復(fù)帶。本發(fā)明的防護(hù)林帶、植物籬帶及復(fù)合植被坡面恢復(fù)帶共同構(gòu)成一個(gè)立體恢復(fù)空間，保證植物在消落帶陡坡地區(qū)上生根恢復(fù)。通過大面積恢復(fù)植被，有效減少地表徑流和土壤侵蝕，改善土壤肥力和性質(zhì)，使受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)。本發(fā)明施工便捷、投入小、不易被水毀，適用于消落范圍大，地勢(shì)陡峭的水庫(kù)消落帶地區(qū)。
文檔編號(hào)A01G1/00GK101790931SQ201010102730
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者史志華, 尹煒, 方怒放, 李璐 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)