一种生态模块化高寒草甸修复方法与流程

本发明涉及高寒区草场沙地化治理领域，尤其涉及一种生态模块化高寒草甸修复方法。

背景技术：

玛曲草原不仅作为青藏高原生态系统不可替代的部分，具有重要的生物多样性保护功能、土壤保护、沙化控制功能，也是黄河上游地区的最主要产流区、水源涵养地和黄河全流域的重要水量补给区，素有“中华水塔”和“天下黄河蓄水池”之称，是黄河上游的巨大生态屏障。但该区域属典型的生态环境脆弱区，在全球气候变暖的大背景下，特别是在人类活动日益频繁的干扰和破坏下，该区植被遭到破坏，草场严重退化、地表径流减少、地下水位下降、水土流失及草甸沙化等生态环境问题日趋严重。面对严峻的沙化现状，利用人工方法来进行草原生态恢复是遏制土壤风蚀，防止草地沙化，保护草原生物群落多样性，维持黄河上游生态安全的重要途径。

公布号为cn110004905a的发明专利申请公开了一种“高寒区沙害治理活草方格建植方法”，先在流动沙丘的顶部和流动沙丘与流动沙地之间的风口处设置死草方格，然后其余部位按死草方格、活草方格顺序交替带状设置。活草方格由建植草种生长形成，并在草方格内种植牧草用以恢复植被治理沙害。此方法虽采用麦草方格和hdpe网方格混合使用的方法，但是与传统草方格法相比在本质上没有太大区别，且存在麦草收集和成本的问题；hdpe这种塑料耐老化性能和耐环境应力开裂性较差，使用周期短；选择在季风期结束后建植牧草虽能在一定程度上提高发芽率，但牧草在养分缺失的沙化土地上种植，成活率仍然难以保障。

公布号为cn109924072a的发明专利申请公开了一种“高寒牧区沙化土地种植牧草的方法”，先在播种前设沙障固定沙面，然后播撒混合草种，并在种植区沙面上均匀地撒腐熟牛粪或羊粪给牧草幼苗提供营养。此方法中的原材料虽然可以就地取材降低成本，但其草种在自然环境下的成活率依然不能保证，且在沙面播撒的牛羊粪也会面临风化的问题，所以沙化草地的治理效果并不明显。

公布号为cn110235707a的发明专利申请公开了一种“高寒区褐鳞苔草固沙的方法”，第一阶段在流动沙丘沙垄两侧的中下部垂直于主风方向，建植第一褐鳞苔草活沙障队列；第二阶段待沙垄被风蚀拉平之后，在位于中间的风蚀平地上大范围建植第二褐鳞苔草活沙障队列，并且利用第二褐鳞苔草活沙障队列将左右两侧的活沙障连接起来形成整体即可形成稳定的固沙面。这种先两边后中间的方法最终可以使沙障连成整体，但是在风蚀沙丘的过程中第一阶段种植的苔草也会被自然风蚀，造成植被成活(保存)率很低，难以达到预期效果。

目前，针对高寒地区草场沙化治理中遇到的植物成活率低、生态功能弱化、大面积修复效率低、工业化施工作业难等问题的解决方法都还有不足之处。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种植物成活率高、修复效率高且易于工业化施工作业的生态模块化高寒草甸修复方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种生态模块化高寒草甸修复方法，包括以下步骤：

⑴将农作物秸秆中粗杆径部分打碎成边长为0.5~1.5cm的小块，细杆径部分切割成6~8cm的小段，并按照段状与块状2：3或1：1的质量比混合，得到处理后的农作物秸秆；

⑵将经无害化处理的动植物废弃物与粘土按照1：2的质量比混合均匀，得到土肥拌和物；

⑶将所述处理后的农作物秸秆与所述土肥拌和物均匀掺混后，加水搅拌，得到坍落度为10~20mm的混合物；所述处理后的农作物秸秆添加量为混合物重量的4~6%；所述土肥拌合物添加量为混合物重量的88~92%；

⑷所述混合物填进5孔多边形或3孔工字形的机械化模具中进行压制，经自然晾干，制得带联结部位的5孔多边形生态模块或3孔工字形生态模块；

⑸在所述5孔多边形生态模块或所述3孔工字形生态模块中种植草种，并在温室中培育至出芽阶段，得到培育好的生态模块；

⑹在季风期结束后、雨季来临前，根据修复区域地形的坡度将所述培育好的生态模块铺设在沙化草地上，模块之间通过所述联结部位连接而成修复区即可。

所述联结部位外伸部位长度为6cm。

所述步骤⑷中5孔多边形生态模块的边长为20cm×20cm，总厚度为8cm，其中秸秆覆盖的厚度为1.8cm，有机肥及种子种植层的厚度为4.5cm。

所述步骤⑷中3孔工字形生态模块的边长为30cm×20cm，总厚度为10cm，其中秸秆覆盖的厚度为2.2cm，有机肥及种子种植层的厚度为5.5cm。

所述步骤⑷中5孔多边形生态模块与所述3孔工字形生态模块均为半空心联锁式，其上表面均设有不同角度的倾斜面。

所述步骤⑸中草种是指高山嵩草、狭穗针茅、羊茅、草地早熟禾中的一种或几种。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中5孔多边形生态模块与3孔工字形生态模块均为半空心联锁式，在减少原材料消耗量、减轻模块重量的同时，可以使模块与模块之间通过联锁部位联结起来，达到由点到面的治理效果，进而有效遏制沙地流动。

2、本发明中5孔多边形生态模块与3孔工字形生态模块的上表面均设有不同角度的倾斜面，因此，可以将雨水汇集到空心的区域，为植被贮存水分，从而达到在改善作物水气环境的同时实现节水、保水的作用。

3、本发明利用废弃的农作物秸秆、动植物废弃物制成的有机肥、土壤拌合物等生态环保的原材料制成育种育苗生态模块，不仅对自然环境零污染，而且能为植被提供全面营养，肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善周围附近土壤的理化性质和生物活性。

4、本发明可以直接用机械化模具制作且制作成本较低，便于实现工业化生产；同时，块体结构运输方便，有利于大规模推广使用。

5、本发明生态模块内部为多孔疏松块体，块体下表面的疏松结构也有利于植物的根系生长和繁殖；同时利用生态模块的半空心部位作为育种育苗容器来人工培育优势种和建群种的幼苗，有效地解决了在高寒草场沙化治理过程中植物成活率低、生物群落恢复困难、大面积修复效率低、工业化施工作业难等问题。

6、本发明由作物秸秆作为骨料的生态模块在增强模块整体性的同时也具备保温功能，可以提高植物种子和幼苗的存活率；同时生态模块具备保水、保温、增肥的作用，可为植被提供一个良好的生长环境，从而保证作物成活率达到82%以上。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明中5孔多边形生态模块的结构示意图。

图2为本发明中5孔多边形生态模块的制作模具图。

图3为本发明中5孔多边形生态模块的铺设示意图。

图4为本发明中3孔工字形生态模块的结构示意图。

图中：1—联结部位；2—5孔多边形生态模块；3—3孔工字形生态模块。

具体实施方式

一种生态模块化高寒草甸修复方法，包括以下步骤：

⑴将小麦、玉米、薯类等农作物秸秆中粗杆径部分打碎成边长为0.5~1.5cm的小块，细杆径部分切割成6~8cm的小段，并按照段状与块状2：3或1：1的质量比混合，得到处理后的农作物秸秆。

⑵将经无害化处理的动植物废弃物与粘土按照1：2的质量比混合均匀，得到土肥拌和物。

⑶将处理后的农作物秸秆与土肥拌和物均匀掺混后，加水搅拌，得到坍落度为10~20mm的混合物。

其中：处理后的农作物秸秆添加量为混合物重量的4~6%；土肥拌合物添加量为混合物重量的88~92%。

⑷混合物填进5孔多边形或3孔工字形的机械化模具中进行压制，经放置通风处自然晾干，制得带联结部位1的5孔多边形生态模块2或3孔工字形生态模块3。

其中：联结部位1外伸部位长度为6cm。

5孔多边形生态模块2的边长为20cm×20cm，总厚度为8cm，其中秸秆覆盖的厚度为1.8cm，有机肥及种子种植层的厚度为4.5cm。

3孔工字形生态模块3的边长为30cm×20cm，总厚度为10cm，其中秸秆覆盖的厚度为2.2cm，有机肥及种子种植层的厚度为5.5cm。

5孔多边形生态模块2与3孔工字形生态模块3均为半空心联锁式，其上表面均设有不同角度的倾斜面。

⑸在5孔多边形生态模块2或3孔工字形生态模块3中种植筛选好的优势种和建群种草种，并在温室中培育至出芽阶段，得到培育好的生态模块。

其中：草种是指高山嵩草、狭穗针茅、羊茅、草地早熟禾中的一种或几种。

⑹在季风期结束后、雨季来临前，根据修复区域地形的坡度将培育好的生态模块铺设在沙化草地上，模块之间通过联结部位1连接而成修复区即可，从而达到由点到面的治理效果。

铺设完成之后除需要进行围封禁牧外，不再需要任何的人工干预。在第2年后将以单个生态模块为基本单元，形成小区域的植被生态群落，以联结的生态模块群为主体，形成大面积的植被修复区域，从而达到高寒区沙化草地生态修复的效果。

实施例1如图1~3所示，一种生态模块化高寒草甸修复方法，包括以下步骤：

⑴将小麦、玉米、薯类等农作物秸秆中粗杆径部分打碎成边长为0.5~1.5cm的小块，细杆径部分切割成6~8cm的小段，并按照段状与块状2：3的质量比混合，得到处理后的农作物秸秆。

⑵将经无害化处理的动植物废弃物与粘土按照1：2的质量比混合均匀，得到土肥拌和物。

⑶将处理后的农作物秸秆与所述土肥拌和物均匀掺混后，加水搅拌，得到坍落度为10~20mm的混合物。

其中：处理后的农作物秸秆添加量为混合物重量的4~5%；土肥拌合物添加量为混合物重量的90~92%。

⑷混合物填进5孔多边形的机械化模具中进行压制，经放置通风处自然晾干，制得带联结部位1的5孔多边形生态模块2。

其中：联结部位1外伸部位长度为6cm。

5孔多边形生态模块2的边长为20cm×20cm，总厚度为8cm，其中秸秆覆盖的厚度为1.8cm，有机肥及种子种植层的厚度为4.5cm。

⑸在5孔多边形生态模块2中种植筛选好的优势种和建群种草种，并在温室中培育至出芽阶段，得到培育好的生态模块。

其中：草种是指高山嵩草、狭穗针茅、羊茅、草地早熟禾中的一种或几种。

⑹在季风期结束后、雨季来临前，根据修复区域地形的坡度将培育好的生态模块铺设在沙化草地上，模块之间通过联结部位1连接而成修复区即可。

这种5孔多边形生态模块2适合铺设在地势较平坦，坡度较小的沙化草地。铺设完成之后除需要进行围封禁牧外，不再需要任何的人工干预。在第2年后将以单个生态模块为基本单元，形成小区域的植被生态群落，以联结的生态模块群为主体，形成大面积的植被修复区域，从而达到高寒区沙化草地生态修复的效果。

实施例2如图4所示，一种生态模块化高寒草甸修复方法，包括以下步骤：

⑴将小麦、玉米、薯类等农作物秸秆中粗杆径部分打碎成边长为0.5~1.5cm的小块，细杆径部分切割成6~8cm的小段，并按照段状与块状1：1的质量比混合，得到处理后的农作物秸秆。

⑵将经无害化处理的动植物废弃物与粘土按照1：2的质量比混合均匀，得到土肥拌和物。

⑶将处理后的农作物秸秆与土肥拌和物均匀掺混后，加水搅拌，得到坍落度为10~20mm的混合物。

其中：处理后的农作物秸秆添加量为混合物重量的5~6%；土肥拌合物添加量为混合物重量的88~91%。

⑷混合物填进3孔工字形的机械化模具中进行压制，经放置通风处自然晾干，制得带联结部位1的3孔工字形生态模块3。

其中：联结部位1外伸部位长度为6cm。

3孔工字形生态模块3的边长为30cm×20cm，总厚度为10cm，其中秸秆覆盖的厚度为2.2cm，有机肥及种子种植层的厚度为5.5cm。

⑸在3孔工字形生态模块3中种植筛选好的优势种和建群种草种，并在温室中培育至出芽阶段，得到培育好的生态模块。

其中：草种是指高山嵩草、狭穗针茅、羊茅、草地早熟禾中的一种或几种。

⑹在季风期结束后、雨季来临前，根据修复区域地形的坡度将培育好的生态模块铺设在沙化草地上，模块之间通过联结部位1连接而成修复区即可，从而达到由点到面的治理效果。

这种单孔的3孔工字形生态模块3适合铺设在地势较崎岖，坡度较大的沙化草地。铺设完成之后除需要进行围封禁牧外，不再需要任何的人工干预。在第2年后将以单个生态模块为基本单元，形成小区域的植被生态群落，以联结的生态模块群为主体，形成大面积的植被修复区域，从而达到高寒区沙化草地生态修复的效果。

上述实施例1~2中，质量单位为kg。