专利名称：一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法
技术领域：
本发明涉及植被恢复技术领域，尤其涉及一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法。
背景技术：
水分是植被生长和分布的限制因素，在干旱半干旱地区，由于水分缺乏，自然状态下植被呈现出非连续性斑块状分布。而在我国干旱半干旱荒山坡地地区，人类活动强烈，天然植被破坏严重，植被覆盖度很低，水土流失严重，生态环境十分脆弱。大力开展植树种草、绿化荒山、恢复植被是改善该区荒山坡地地区自然面貌和防治水土流失的长远战略。但是，干旱半干旱区降雨量少、 蒸发量大，土壤水分亏缺严重，在荒山坡地地区采用密植的方式植树造林，则林木成活率较低，容易造成苗木的浪费和生态环境效益下滑。如上世纪八十年代，本着大密度、高效益的原则，我国在干旱半干旱区营造了大面积的生态林和灌丛，但由于干旱缺水，大部分人造林在中幼林龄就衰败或者成片死亡。
发明内容
本发明的目的在于提出一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，适宜于干旱半干旱区，而且操作简单、成本低廉、林木成活率高、植被生长快、水土保持效果好。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，包括以下步骤A、在干旱半干旱荒山坡地地区，沿等高线修建水平沟；B、在水平沟内采取垄沟相间的方式，修建集水垄以收集雨水，两个集水垄之间为沟，沟作为苗木种植区；C、在苗木种植区内种植干旱半干旱区绿化树种，并覆盖覆盖层。干旱半干旱区绿化树种包括旱柳或柠条。如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度小于25度，两个水平沟之间坡长3米；如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度大于25度，两个水平沟之间坡长5米。水平沟的宽度为0.5米。如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量小于300毫米，水平沟内两个集水垄之间的间隔为1到2米，苗木种植区内种植1到2棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在300到400毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为1. 7到3米，苗木种植区内种植2到3棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在400到500毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为3到5. 5米，苗木种植区内种植3到4棵苗木。步骤B中，筑集水垄之前先将表层熟土取出，以下层生土筑集水垄，所述集水垄为半弧形体，长50厘米、宽50厘米、高40厘米，由下层生土堆砌而成，在集水垄上覆盖地膜， 并在地膜上覆盖砾石。
地膜为防紫外线地膜，厚度为0. 12毫米，砾石为直径大于3厘米的大砾石。将筑集水垄之前取出的表层熟土均勻平铺在苗木种植区内，种上苗木后，在苗木种植区内覆盖地膜，地膜之上以秸秆、砾石和/或粗砂的混合物作为覆盖物，覆盖物盖度为 100%。苗木种植区内的地膜厚度大于0. 08毫米。秸秆厚度为3到5厘米，盖度为100% ；砾石、粗砂，或者砾石和粗砂的混合物厚度为3到5厘米，盖度为100%，其中砾石和粗砂的混合物以1比1的比例混合，砾石为直径大于3厘米的大砾石，粗砂直径大于1毫米。采用了本发明的技术方案，具备以下技术效果1、本发明针对干旱半干旱地区地表水和地下水资源缺乏，在雨养条件下植被生长水分亏缺的实际情况，打破密植的传统造林观念，在干旱半干旱区荒山坡地采取沿等高线开挖水平沟结合沟垄集雨的条带状造林方式，一方面利用水平沟内的垄收集自然降水，使水分集中于苗木根区，为苗木生长供水，提高苗木的成活率。另一方面水平沟在大雨暴雨时既能拦截来自自然坡面的雨水，为植物生长供水，同时水平沟还能拦截来自自然坡面的泥沙，有效减少土壤流失，保持水土。为便于植被恢复，水平沟内种植区地表还可以覆盖塑料地膜，地膜上以秸秆以及砾石和粗砂混合物等作为覆盖物，减少土壤无效蒸发。这样，集水垄和自然坡面上收集到的雨水能较长时间保存在“土壤库”中，为植被生长提供更多有效水分。2、本发明将干旱半干旱区植被的斑块状分布格局理论运用到退化荒山坡地的绿化恢复工程中，采用自然坡面、水平沟、沟垄微型集雨技术、覆盖保水保墒技术相结合的方式，构成了一套完整的技术体系，就地利用降水作为生态恢复和建设的水源，耗用工程量小，施工过程环保无污染。一方面保证了地带性植被的自然恢复，另一方面通过生物措施和工程措施相结合的方式，提高了植被覆盖度，并实现了有效防治水土流失。荒山坡地地区植被盖度增加20-30%，使植被的重建成为可能，在干旱半干旱地区具有较大的推广潜力，其社会、经济和生态效益显著。
图1是本发明具体实施方式
中干旱半干旱区荒山坡地植被恢复的流程图。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。本发明采用自然坡面、水平沟、沟垄微型集雨技术、覆盖保水保墒技术相结合的方式。图1是本发明具体实施方式
中干旱半干旱区荒山坡地植被恢复的流程图。如图1所示， 该流程包括以下步骤步骤101 在干旱半干旱荒山坡地地区，沿等高线修建水平沟。如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度小于25度，两个水平沟之间坡长3米；如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度大于25度，两个水平沟之间坡长5米。水平沟的宽度为 0. 5 米。步骤102 在水平沟内采取垄沟相间的方式，修建半弧形体塑料表面集水垄以收集雨水，两个集水垄之间为沟，沟作为苗木种植区。集水垄作为集水面，收集雨水并将雨水输送到植物根区土壤中，筑集水垄之前先将表层熟土取出，以下层生土筑集水垄，所述集水垄为表面光滑且防水的半弧形体，长50厘米、宽50厘米、高40厘米。由下层生土堆砌而成，用铁锹等拍光集水垄表面之后覆盖地膜，并在地膜上覆盖砾石。地膜为防紫外线地膜，厚度为0. 12毫米，砾石为直径大于3厘米的大砾石。这种处理方式下，地膜的使用寿命可达8-9年。步骤103 在苗木种植区内种植干旱半干旱区绿化树种，如旱柳或柠条，并覆盖覆盖层ο将筑集水垄之前取出的表层熟土均勻平铺在苗木种植区内，种上苗木后，在苗木种植区内覆盖地膜，地膜上以秸秆、砾石和/或粗砂的混合物作为覆盖物，覆盖物盖度为 100%。苗木种植区内的地膜厚度为0. 08毫米。秸秆厚度为3到5厘米，盖度为100% ； 砾石、粗砂，或者砾石和粗砂的混合物厚度为3到5厘米，盖度为100%，其中砾石和粗砂的混合物以1比1的比例混合，砾石为直径大于3厘米的大砾石，粗砂直径大于1毫米。如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量小于300毫米，水平沟内两个集水垄之间的间隔为1到2米，苗木种植区内种植1到2棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在300到400毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为1. 7到3米，苗木种植区内种植2到3棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在400到500毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为3到5. 5米，苗木种植区内种植3到4棵苗木。为检验该技术的实施效果，选择干旱半干旱荒山坡地地区的27-32度的荒山上， 沿等高线方向以5米为间隔开挖0. 5米宽的水平沟，沟内以3米为间隔修筑半弧形体塑料表面集水垄，两垄之间种植3棵柠条树苗。试验分为3种处理处理1 垄上覆膜，垄间种植区覆盖砾石，砾石直径在3到8厘米；处理2 垄上覆膜，垄间种植区不覆砾石；处理3 无垄，无地膜，垄间种植区无覆盖。此外，还在自然坡面上修筑了 3个10平方米O米X 5米)的径流小区，周围用30 厘米高的混泥土围封，用以收集自然坡面上的地表径流。柠条生长期间(每年5-9月)，以 20厘米为间隔，每月测量自地表向下0到2米深度土层中土壤水分，每年9月测量柠条的高度和冠幅。试验历时4年，选择每年的5至9月为实验观测期。这4年中，5月至9月期间分别有41、31、30和34次降雨事件，年降雨量分别为235毫米、2 毫米、255毫米和172毫米，其中50%的降雨事件次降雨量小于5毫米，20%的降雨事件次降雨量在5-10毫米之间， 16. 6%的降雨事件次降雨量在10-20毫米之间，2. 4-6. 7%的降雨事件次降雨量大于20毫米。从10分钟最大雨强来看，58%的降雨事件中10分钟最大雨强小于5毫米/小时，20% 的降雨事件中10分钟最大雨强在5-10毫米/小时之间，16.6%的降雨事件中10分钟最大雨强在10-20毫米/小时之间，2. 4-6. 7%的降雨事件中10分钟最大雨强大于20毫米/小时。在观测期间共计136次降雨事件中，自然坡面上仅有50次降雨事件产生了径流，而半弧形体塑料表面集水垄上几乎所有的降雨事件都产生了径流；自然坡面上产生径流的临界降雨量为6. 0-8. 5毫米，半弧形体塑料集水垄上产生径流的临界降雨量为0. 6-0. 8毫米。试验期间，自然坡面上的平均径流系数为5. 03%，而半弧形体塑料表面集水垄上的径流系数为87. 00%。这些结果均说明在自然坡面不产生径流期间，半弧形体塑料表面集水垄能在小雨和大雨事件中对种植区中植被补给水分。从土壤水分含量来看，处理1垄上覆地膜、种植区覆砾石的水分含量高于处理2垄上覆地膜、种植区不覆砾石和处理3无垄、无地膜、无砾石情形。与无垄、无地膜、无砾石处理相比，半弧形体塑料表面集水垄将2. 5-75毫米的水分集中在种植区内土壤中，而种植区的砾石减少了近40毫米的土壤水分蒸发。试验期间，处理1和处理2中柠条的高度和冠幅均显著大于处理3，说明半弧形体塑料表面集水垄能有效收集水分并补给植被生长，而砾石覆盖能减少土壤的无效蒸发，提高植被的蒸散发耗水，促进植被生长。通过实施水平沟结合沟垄集雨的条带状造林模式后， 荒山坡地植被盖度达到30-50%，而未实施该措施的荒山坡地植被盖度仅为10-20%。此外，水平沟还能大量拦截大雨暴雨事件后自然坡面上地表径流携带的泥沙，起到有效防治水土流失的作用。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，包括以下步骤A、在干旱半干旱荒山坡地地区，沿等高线修建水平沟；B、在水平沟内采取垄沟相间的方式，修建集水垄以收集雨水，两个集水垄之间为沟，沟作为苗木种植区；C、在苗木种植区内种植干旱半干旱区绿化树种，并覆盖覆盖层。
2.根据权利要求1所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，干旱半干旱区绿化树种包括旱柳或柠条。
3.根据权利要求1所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度小于25度，两个水平沟之间坡长3米；如果干旱半干旱荒山坡地地区的坡度大于25度，两个水平沟之间坡长5米。
4.根据权利要求1所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，水平沟的宽度为0.5米。
5.根据权利要求1所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量小于300毫米，水平沟内两个集水垄之间的间隔为 1到2米，苗木种植区内种植1到2棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在300 到400毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为1. 7到3米，苗木种植区内种植2到3 棵苗木；如果干旱半干旱荒山坡地地区的年降雨量在400到500毫米之间，水平沟内两个集水垄之间的间隔为3到5. 5米，苗木种植区内种植3到4棵苗木。
6.根据权利要求1所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，步骤B中，筑集水垄之前先将表层熟土取出，以下层生土筑集水垄，所述集水垄为半弧形体， 长50厘米、宽50厘米、高40厘米，由下层生土堆砌而成，在集水垄上覆盖地膜，并在地膜上覆盖砾石。
7.根据权利要求6所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，地膜为防紫外线地膜，厚度为0. 12毫米，砾石为直径大于3厘米的大砾石。
8.根据权利要求6所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，将筑集水垄之前取出的表层熟土均勻平铺在苗木种植区内，种上苗木后，在苗木种植区内覆盖地膜，地膜之上以秸秆、砾石和/或粗砂的混合物作为覆盖物，覆盖物盖度为100%。
9.根据权利要求8所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于，苗木种植区内的地膜厚度大于0. 08毫米。
10.根据权利要求8所述的一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，其特征在于秸秆厚度为3到5厘米，盖度为100% ；砾石、粗砂，或者砾石和粗砂的混合物厚度为3到5厘米，盖度为100%，其中砾石和粗砂的混合物以1比1的比例混合，砾石为直径大于3厘米的大砾石，粗砂直径大于1毫米。
全文摘要
本发明公开了一种干旱半干旱区荒山坡地植被恢复方法，在干旱半干旱荒山坡地地区，沿等高线修建水平沟；在水平沟内采取垄沟相间的方式，修建半弧形体集水垄，两个集水垄之间为沟，沟作为苗木种植区；在苗木种植区内种植干旱半干旱区绿化树种，并覆盖覆盖层。本发明的技术方案适宜于干旱半干旱区，操作简单、成本低廉、林木成活率高、植被生长快、水土保持效果好。
文档编号A01G25/00GK102499003SQ20111030934
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者彭海英, 李小雁 申请人:北京师范大学