专利名称：新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术的制作方法
技术领域：
本发明属于生态环境保护工程和水利工程技术领域
1、草皮移植护坡技术我国“九五”前期，主要通过就近移植白茅草皮(10厘米厚)，保护海堤坡面，防止雨水冲刷和海浪袭击，费用约6-10元/平方米；随着围垦面积的扩大，“九五”后期，白茅草皮匮乏，必须到距离新筑海堤非常远的地方寻找、购买与运输白茅草皮，平均运输距离达32.8公里，护坡成本显著增加，达到12.8-22.5元/平方米。如果从生态环境保护方面考虑，移植草皮会严重影响供草地的植被与土壤环境，是一种非保护生态环境的行为。
2、水泥钢筋、水泥竹筋护坡技术国外，如美国、荷兰和英国等，主要采用水泥钢筋浇注海堤坡面，短期护坡效果良好，但成本很高，后期的维护费用也居高不下。我国在此基础上，正尝试水泥竹筋护坡，以便降低修建成本和维护费用，但仅修建成本仍然达到15-20元/平方米。在非一线海堤，水泥护坡会造成相当的浪费。无论是水泥钢筋护坡，还是水泥竹筋护坡，均缺乏自我维持的特点，故难以在我国进行推广。
3、直接铺网护坡技术2001年江苏省尝试在海堤坡面直接铺网(60目网眼)进行护堤，费用较低，约6元/平方米。然而，护堤网一旦被破坏，其护堤效能便不复存在，护堤作用仅能维持1-2年左右。该项技术仅能作为一种试验，缺乏大面积推广的优势。
发明内容
本发明的目的在于建立费用低廉、易于操作、便于管理、节省时间和效果显著的海堤绿化护坡的植被重建直播技术体系与标准，使目标植物能在高盐碱和极度贫瘠的新筑海堤上存活，并起到绿化护坡、美化景观和可持续利用的作用。并按照复杂技术简便化、高科技技术实用化和配套技术工程化的要求，建立在沿海地区易于推广和采用的技术体系。
本发明的技术方案包括土壤盐碱测定、材料(种子、稻秸、网、木桩、淡水水源)选择、材料准备、材料鉴定与验收等前期准备工作；确定播种时期、浸种、拌种、播种、覆土、盖草、铺网、固网和实时检查验收等工程措施；以及施肥、护堤效果调查、物种生长与繁殖观测、土壤盐碱动态等后期维护工作与措施。在整个过程中，材料与时间选择、材料鉴定与验收、浸种、拌种、播种、覆土、盖草、施肥等重要环节设定技术要点、鉴定指标和验收准则。作为一项工程技术体系，它由一系列实用的简化技术和过程所构成，具体包括1、土壤盐碱的测定在种植工程进行前，按照从坡顶到坡脚的水平梯度，从地面到地下40厘米深的垂直梯度，获取土壤样品。掌握当时海堤土壤的盐碱含量，以便确定目标植物的种类、播种量和播种深度。这是因为，不同的植物具有不同的耐盐能力和差别极大的价格，不同的盐度对种子萌发的负面影响不同。调整播种深度可以使种子避开盐分含量较高的土壤层次。
2、材料选择、准备、鉴定与验收该项工程需要植物种子、稻秸、网、木桩、淡土、淡水水源等材料与条件。尤其要做好种子、网和淡土的鉴定与验收工作。种子的鉴定以在室内淡水和野外盐土条件下的萌发率为标准，网要求网眼2-30厘米见方，淡土为沙壤土最好、粉沙土次之。
3、确定播种时期海堤远离淡水水源，海堤上植物的萌发与生长基本上依赖雨水，必须在雨季来临前进行播种。播种时期经考察当地往年的雨量分配和当前的天气状况确定。
4、浸种根据当天和第二天的大气温度和湿度，决定浸种的时间和所浸种子的数量，高温与高湿容易导致种子腐烂、失活，必须保证浸泡过的种子在24小时内播种入土。
5、拌种与播种用淡土拌种起到两个作用，为种子提供淡土微环境，削弱土壤盐碱的胁迫作用；同时增加种子的重量，防止种子在播撒时被风吹走。播种力求均匀，但在部分高盐环境中可适当密播。
6、覆土根据种子的大小、出苗特性和土壤盐度的垂直分布特点，确定覆土的厚度。
7、盖草盖草具有多方面的好处，在干季可以保水或吸收大气中的水汽、冬季保温、旱季抑制土壤返碱、雨季减少雨水冲刷；分解后是良好的有机肥，能进一步降低土壤盐碱度。草料以稻秸与麦秸最好，避免使用米草、芦苇等粗杆植物。盖草的厚度和排列方式以全部覆盖地面、疏松透气为原则。
8、铺网与固网铺网、固网要及时，防止海风将草秸层吹散，进而导致土壤水分丢失和返碱，降低植物出苗率。
9、实时检查验收设立实时检查和验收小组，逐段检查与验收。
10、施肥与维护根据植物幼苗生长期间的耗肥特点、土壤肥料的含量状况，结合幼苗生长状态的实时监测，在幼苗因为缺肥，即将停止生长之前，及时施肥。施肥量、化肥类型与配比根据幼苗密度、高度和雨水状况决定。
本发明确定了费用经济、易于操作、便于管理和效果显著的海堤绿化护坡的植被重建直播技术体系与准则，突破了新筑海堤绿化护坡植被重建直播技术的难关，建立了海堤绿化护坡的直播技术体系与标准，使目标植物能在高盐碱(pH＞8.5，含盐量＞0.65-1.7％)和极度贫瘠(氮含量＜5.0ppm，磷含量＜5.0ppm，有机质含量＜0.5％)的新筑海堤上存活，并起到绿化护坡、美化景观和可持续利用的作用。与传统的移植草皮护坡相比，直播护坡的成本仅是它的1/3-1/7；与水泥钢筋、水泥竹筋和直接铺网护堤相比，更凸显直播技术的低成本和可持续性的优势。“十五”期间江苏省计划新筑海堤300公里，海堤坡面面积1620万平方米，护堤费用至少可节支6480-19440万元。直播2年后，黑麦草(三次收割)年产4000-9000公斤鲜草/亩，获利150-400元/亩/年，每年可为当地增收360-960万元。
该发明建立在植物分子育种、室内植物生理生态实验以及野外中试实验的基础之上，具有坚实的理论基础。随着海洋和滩涂资源开发的不断深入，该发明确立的技术优势与技术标准具有非常广阔的应用前景。
具体实施例方式
1、实施过程该项工程过程包括土壤盐碱测定、材料选择、材料准备、材料鉴定与验收等前期准备工作；确定播种时期、浸种、拌种、播种、覆土、盖草、铺网、固网、实时检查验收等工程措施；和施肥、护堤效果调查、物种生长与繁殖观测、土壤盐碱动态等后期维护工作与措施。具体过程如下土壤盐碱测定播种3周前，野外采集土样，0-5厘米按1厘米分层，5-30厘米按5厘米分层；使用MIA-3离子分析器及时测定土壤盐度和酸碱度。同时，采用国家标准方法GB7857-87、GB7173-87和GB7853-87分别测定土壤有机质和氮、磷的含量。
材料选择依据土壤盐碱度，确定所需植物种子的品种与数量。供选植物有中华结缕草、日本结缕草、狐米草、狗牙根、碱茅、剪股颖、黑麦草、草地早熟禾、狗尾草、牛尾草、高羊茅、镳草、獐茅等。当土壤盐度＜2‰时，使用正常播种量；2‰-6‰时，用正常播种量的1.5倍；6‰-15‰时，用正常播种量的2倍；15‰-20‰时，用正常播种量的2.5倍；＞20‰时，采用营养钵，8个/平方米。依据当地的农时，确定秸秆的类型与数量；麦秸干重0.5-1.2公斤/平方米，稻秸0.8-1.8公斤/平方米。依据秸秆的类型与长度确定网眼的大小；护坡网为尼仑质地，4-16股/根，网眼225-1600厘米见方。依据当地的树木与竹材资源确定木桩的大小与来源，木桩契型，25厘米长，低部2厘米×2厘米；竹桩片形，长30厘米，宽3厘米，厚＞0.5厘米。
材料准备所需材料确定后，依据材料报价、公司信用度和材料质量，对供货单位进行甄别，选择适宜的供货商，签定合同，准备所需材料。
材料鉴定与验收材料送达后，及时进行质量鉴定。种子萌发实验时间为1-2周，萌发率符合合同要求；室内最佳条件下，萌发率99.8％以上；现场高盐度土壤上，40％-85％以上。护坡网必须易于现场操作、铺设后不变形、易起获，且在10公斤拉力下不易断损，网的长度200米，宽度5米为易。
确定播种时期通过距离施工现场最近的县市级气象站气候资料，统计春、秋季节每日的平均温度、降水及其变率、概率和极端特征，按照降水较多(4-25毫米)、降水保证率70％以上和气温10度以上，以及极端气候条件发生概率＜1％的要求，确定具体的播种日期。播种期间，依据当时的天气预报，以小时为计算单位，确定播种时间。
浸种播种前24小时内，淡水浸种。大气湿度＞90％，气温＞25度时，浸种时间6-8小时；大气湿度60％-90％，气温15-25度时，浸种时间8-12小时；大气湿度＜60％，气温＜15度时，浸种时间4-6小时。
拌种每日早晨和中午拌种。依照种子的大小，确定淡土的比例。当种子的千粒重＜1.00克时，种子重∶土重为1∶3；千粒重1.00-4.00克时，种子重∶土重为1∶2千粒重＞4.00克时，种子重∶土重为1∶1。
播种人工播种，撒播。每播种10000平方米后，在海堤内、外坡分别随机选择10个100厘米×100厘米的样方，调查种子的分布情况。其平均密度与事先设定的播种密度统计误差在5％的置信区间。
覆土机械覆土、免耕。按植物品种、土壤盐碱度垂直分布和海堤坡度，调整覆土的深度。首先，要尽量避免使种子分布在盐度最高的土壤层次。其次，按种子大小确定播种深度，当种子的千粒重＜1.00克时，覆土深度1厘米；千粒重1.00-4.00克时，覆土深度1-3厘米；千粒重＞4.00克时，覆土深度3-5厘米。当海堤坡度＞150时，需要事先调试免耕机的覆土深度。
盖草人工散盖，避免整齐排列。草层厚度1-3厘米，蓬松、透气，相互交织、不透光。草秸本身含水量40％-80％。
铺网与海堤长度平行排列，护坡网舒展、没有缠结，并紧贴草秸。
固网按长距4米(与海堤平行)，宽距2.5米，固定木桩。并将护坡网在木桩上缠绕1-2圈。
实时检查验收按照事先设定的要求，对浸种、拌种、播种、覆土、盖草、铺网和固网过程的质量进行实时检查验收。
施肥在幼苗期、返青期和生长期分别使用化肥1次，保证该特困地植物的正常生长需求，同时不对植物产生水分短缺的胁迫。尿素使用量6-15公斤/亩，磷肥12-30公斤/亩。
护堤效果调查以海堤坡面形成雨淋沟的数量、体积(沟深、沟长和沟宽的积)和大小等级为基准，选择植被重建的坡面(内坡和外坡)与裸露坡面进行比较，统计检验(5％的置信区间)护坡效果，即不形成雨淋沟的可能性。每个坡面50米长，重复3-5次。
物种生长与繁殖观测定时观测植物的生长与繁殖动态，掌握次年植物萌发的可能种子数量，以便确定次年的生态工程措施，保证植被的可持续性。即，在生长好、中和差的区域，随机设定20个(内坡10个、外坡10个)1米×1米的样方，每15-30天记录植物高度、根深、叶色、分蘖数、抽穗率和生物量等特征。在繁殖后期，分别选择好、中、差的100株个体，统计植物的结籽量。
土壤盐碱动态定时取样，跟踪测定海堤土壤的盐碱动态，确定可加速植被发育的生态工程措施，促使重建的植被发育为稳定的植被群落。方法与起初的土壤盐碱测定相同。
2、组织形式以普通劳力为主，组织浸种-拌种-运种-播种-覆土、稻秸收购-运输、盖草-铺网-固网和后勤保障3个小组；以科技人员为主，组成技术指导、监理和实时验收小组，4个小组环环相扣形成一个有效的整体，既能提高工程效率，也能保证工程的质量。工程动工前，对主要骨干进行现场培训和技术指导，他们具有对工程技术要点保密的义务。
3、实施效果依据上述技术准则与标准，以及上述操作过程，经过秋播和春播两期工程，在江苏省大丰市港南段当年修筑的海堤完成绿化护坡面积51.3万平方米。当海堤土壤盐度低于2％时，重建植被的覆盖率超过95％；高于2％时，植被覆盖率达到66.7％。
权利要求
1.一种新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，其特征在于建立了海堤绿化护坡的植被重建直播技术体系与标准，使目标植物能在高盐碱和极度贫瘠的新筑海堤上存活，并起到绿化护坡、美化景观和可持续利用的作用。并按照复杂技术简便化、高科技技术实用化和配套技术工程化的要求，建立在沿海地区易于推广和采用的技术体系。
2.根据权利要求1所进行的新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，其特征在于该技术方案包括土壤盐碱测定、材料选择、材料准备、材料鉴定与验收等前期准备工作；确定播种时期、浸种、拌种、播种、覆土、盖草、铺网、固网和实时检查验收等工程措施；以及施肥、护堤效果调查、物种生长与繁殖观测、土壤盐碱动态等后期维护工作与措施。
3.根据权利要求2所进行的新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，其特征在于播种3周前，野外采集土样，0-5厘米按1厘米分层，5-30厘米按5厘米分层；使用MIA-3离子分析器及时测定土壤盐度和酸碱度。同时，采用国家标准方法GB7857-87、GB7173-87和GB7853-87分别测定土壤有机质和氮、磷的含量。依据土壤盐碱度，确定所需植物种子的品种与数量。供选植物有中华结缕草、日本结缕草、狐米草、狗牙根、碱茅、剪股颖、黑麦草、草地早熟禾、狗尾草、牛尾草、高羊茅、镳草、獐茅等。当土壤盐度＜2‰时，使用正常播种量；2‰-6‰时，用正常播种量的1.5倍；6‰-15‰时，用正常播种量的2倍；15‰-20‰时，用正常播种量的2.5倍；＞20‰时，采用营养钵，8个/平方米。依据当地的农时，确定秸秆的类型与数量；麦秸干重0.5-1.2公斤/平方米，稻秸0.8-1.8公斤/平方米。依据秸秆的类型与长度确定网眼的大小；护坡网为尼仑质地，4-16股/根，网眼225-1600厘米见方。依据当地的树木与竹材资源确定木桩的大小与来源，木桩契型，25厘米长，低部2厘米×2厘米；竹桩片形，长30厘米，宽3厘米，厚＞0.5厘米。
4.根据权利要求2所进行的新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，其特征在于通过距离施工现场最近的县市级气象站气候资料，统计春、秋季节每日的平均温度、降水及其变率、概率和极端特征，按照降水较多(4-25毫米)、降水保证率70％以上和气温10度以上，以及极端气候条件发生概率＜1％的要求，确定具体的播种日期。播种期间，依据当时的天气预报，以小时为计算单位，确定播种时间。浸种播种前24小时内，淡水浸种。大气湿度＞90％，气温＞25度时，浸种时间6-8小时；大气湿度60％-90％，气温15-25度时，浸种时间8-12小时；大气湿度＜60％，气温＜15度时，浸种时间4-6小时。拌种每日早晨和中午拌种。依照种子的大小，确定淡上的比例。当种子的千粒重＜1.00克时，种子重∶土重为1∶3；千粒重1.00-4.00克时，种子重∶土重为1∶2；千粒重＞4.00克时，种子重∶土重为1∶1。人工播种，撒播。每播种10000平方米后，在海堤内、外坡分别随机选择10个100厘米×100厘米的样方，调查种子的分布情况。其平均密度与事先设定的播种密度统计误差在5％的置信区间。机械覆土、免耕。按植物品种、土壤盐碱度垂直分布和海堤坡度，调整覆土的深度。首先，要尽量避免使种子分布在盐度最高的土壤层次。其次，按种子大小确定播种深度，当种子的千粒重＜1.00克时，覆土深度1厘米；千粒重1.00-4.00克时，覆上深度1-3厘米；千粒重＞4.00克时，覆上深度3-5厘米。当海堤坡度＞150时，需要事先调试免耕机的覆土深度。人工盖草、散盖，避免整齐排列。草层厚度1-3厘米，蓬松、透气，相互交织、不透光。草秸本身含水量40％-80％。与海堤长度平行排列铺网，护坡网舒展、没有缠结，并紧贴草秸。按长距4米(与海堤平行)，宽距2.5米，固定木桩固网，并将护坡网在木桩上缠绕1-2圈。
5.根据权利要求2所进行的新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术，其特征在于在幼苗期、返青期和生长期分别使用化肥1次，保证该特困地植物的正常生长需求，同时不对植物产生水分短缺的胁迫。尿素使用量6-15公斤/亩，磷肥12-30公斤/亩。以海堤坡面形成雨淋沟的数量、体积(沟深、沟长和沟宽的积)和大小等级为基准，选择植被重建的坡面(内坡和外坡)与裸露坡面进行比较，统计检验(5％的置信区间)护坡效果，即不形成雨淋沟的可能性。每个坡面50米长，重复3-5次。物种生长与繁殖观测定时观测植物的生长与繁殖动态，掌握次年植物萌发的可能种子数量，以便确定次年的生态工程措施，保证植被的可持续性。即，在生长好、中和差的区域，随机设定20个(内坡10个、外坡10个)1米×1米的样方，每15-30天记录植物高度、根深、叶色、分蘖数、抽穗率和生物量等特征。在繁殖后期，分别选择好、中、差的100株个体，统计植物的结籽量。定时取样，跟踪测定海堤土壤的盐碱动态，确定可加速植被发育的生态工程措施，促使重建的植被发育为稳定的植被群落。其测定方法与权利要求3中的土壤盐碱测定相同。
全文摘要
本发明属于生态环境保护工程和水利工程技术领域。所进行的新筑海堤绿化护坡的植被重建直播技术,按照复杂技术简便化、高科技技术实用化和配套技术工程化的要求,建立了海堤绿化护坡的植被重建直播技术体系与标准,使目标植物能在高盐碱和极度贫瘠的新筑海堤上存活,并起到绿化护坡和美化景观的作用。该护坡技术与传统的移植草皮、水泥钢筋、水泥竹筋和铺网护坡相比,更突显其费用低廉、易于操作、节省时间和植被可持续的优势。
文档编号E02B3/04GK1353226SQ01137368
公开日2002年6月12日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年12月12日
发明者安树青, 程小莉, 柯贤坤, 李 远 申请人:南京大学