本发明涉及植被生态修复技术领域，更具体的涉及一种基于土壤种子库技术的网袋式植被生态修复方法。
背景技术：
荒山植被恢复的新技术、新方法植被恢复在立地条件好的地方较为容易，多年来经过了国家科技工作者的努力，已经取得了丰硕的果实。困难立地由于气候恶劣、土壤瘠薄、植被稀少、水分短缺等自然条件使植被恢复极为困难。而且，传统植被恢复通常以造林为主，树种单一，工程浩大，费用较高，包括客土、育苗、栽植、固定、管理等，尤其是对采石场、废弃尾矿、建筑拆迁地等工程。
目前，植被恢复问题关键集中在困难立地的植被恢复和区域受损生态系统的恢复、原生植被的生态恢复，因此还需要新的技术和方法来支撑。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于土壤种子库技术的网袋式植被生态修复方法，用以解决现有技术中存在困难立地、受损生态系统原生植被的恢复问题。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
基于土壤种子库技术的网袋式植被生态修复方法，包括如下步骤：
步骤1、植被类型调查：于待恢复区域，选取3-5个30m×30m的样地开展植被调查，确定恢复地区的关键物种；常规测定土壤pH值及养分组成；
步骤2、种子采收与调制：秋季采收关键种及其伴生种植物中的阳性先锋植物的种子，进行种子调制，准备土壤种子库的种子；
步骤3、配制土壤库基质：按质量比配制土壤库基质：
步骤4、土壤养分调整：向土壤库基质中添加植物营养液，进行搅拌，调整土壤养分；
步骤5、吸湿保水剂的拌入：以有机高分子聚合物聚丙烯酰胺作为吸湿保水剂，将吸湿保水剂按质量比0.03％播撒于步骤4的土壤库基质中，并拌匀；
步骤6、种子浸泡处理：调制完的种子按乔木10％～30％、灌木30％～40％、草本植物40％～50％的种子质量比，将种子混拌均匀，先以0.1％硫酸铜浸种5-10分钟或0.1％高锰酸钾液浸种30分钟，无菌水冲洗3-5次后，沥干水分，再以50～150ppm赤霉素浸泡处理30～120分钟，然后晾干备用；
步骤7、制备土壤种子库：将步骤6的混合种子与步骤5的土壤库基质按质量比5％～10％的比例，混拌均匀；调整土壤种子库的湿度在60％～65％，最后调整土壤种子库的pH，调整标准为待恢复地原有植被土壤的pH的平均值；
步骤8、装袋：以网袋填装步骤7所得的土壤种子库；
步骤9、铺设：将步骤8装有土壤种子库的网袋，铺设于待恢复区域，完毕后喷水保湿，必要时进行遮盖；
步骤10、管理：在种子发芽后，应及时在网袋上戳空放芽，以利出苗；苗期只需喷雾保湿即可。
进一步，在步骤3中，采用如下质量组成的原料配制土壤库基质：阔叶树枯叶粉碎物27.5％，草炭土40％，珍珠岩25％，细河沙5％，木炭2.5％。
进一步，在步骤8中，所用网袋是以棉纤维制作、单层厚度为0.012cm～0.013cm的无纺布制作而成的网袋，网袋直径5cm～6cm，网袋长度以10～15米为宜。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明提供的基于土壤种子库技术降解网袋式植被修复方法，从恢复地土壤种子库入手，强调群落修复和生态系统的修复，最终目的是恢复生物多样性为主，建立适合受损地区乡土植被，符合植被演替的草本-灌木-乔木生态演替过程。本发明通过土壤种子库贮存的种子逐渐萌发、生长而形成植被群落，能够最终形成与地域相一致的植被类型。本发明特点还在于该修复方法是建立在对植被调查和土壤理化指标测定的基础上，其恢复目标更加明确，生态适宜性更加合理，注重解决土壤重建和植被群落重建，保证植被恢复种源的一致性。
2、本发明主要采收的种子充分体现地域特色和适地适树原则，尤其是强调关键种在构建植被群落中的重要作用，以及其伴生种包括乔木、灌木和草本植物中的阳性先锋植物的种子，符合植被演替自然规律。
3、本发明所配制土壤库基质充分体现原生土壤的质地结构，在不破坏恢复地周边土壤状态前提下，人工配比而成。其配置土中按不同配比加入木纤维、珍珠岩、草炭土、细河沙、木炭组成的土壤基质，经再加入N、P、K及铁盐溶液和微量元素做营养元素支持；再配以促进种子萌发的赤霉素，为种子萌发提供基础条件而构成的土壤库基质。
4、本发明以有机高分子聚合物聚丙烯酰胺作为吸湿保水剂，其含有较强的有机亲水性基团，通过其分子内外侧电解质离子浓度所产生的渗透压，对水有强烈的缔合作用。可吸付400～500倍的纯水，形成“微型水库”，天旱时释放被植物根系吸收利用。其吸水、释水循环可逆；吸肥、保肥性好，并缓慢释放，可极大的减少养分的流失，并将肥效期延长。对环境和植物无毒无害，不随雨水流失，多年后自然降解，还原为铵态氮、水和少量钾离子，有效改良土壤。土壤中掺入本剂后，由于水分大而提高墒情，白天降低了热传导率，致使有本剂的土壤比没有本剂的土壤白天温度低1～4℃，而晚间温度提高2～4℃，使昼夜温差缩小，非常利于种子萌发。
5、本发明以棉纤维制作的针刺无纺布为原料，制成直径5cm～6cm的网袋，该网袋透水透气性好，弹性高、抗撕裂又可防止雨水冲刷；无毒无害并可降解；便于搬运，填装。
6、本发明提供的修复方法，工程措施简单、实用、新颖，土壤种子库以可降解的网袋封装，省去客土工作，方便铺设；
7、本发明的基于土壤种子库技术降解网袋式植被修复方法，实用性强，对岩土绿化、废弃尾矿、建筑废弃地、亚高山草甸、草原、公路两侧、旅游景点等自然植被生态版块均可使用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的基于土壤种子库技术的网袋式植被生态修复方法，具体包括以下步骤：
步骤1、植被类型调查：于待恢复区域，选取3-5个30m×30m的样地开展植被调查，确定恢复地区的关键物种，包括乔木、灌木、草本植物，尤其是阳性先锋乔木树种、先锋灌木和草本，选出关键种及其伴生种；常规测定土壤pH值及养分组成；并收集相关气象资料；
步骤2、种子采收与调制：秋季采收关键种(乔木)及其伴生种(乔木、灌木和草本)植物中的阳性先锋植物的种子，进行种子调制，准备土壤种子库的种子；
步骤3、配制土壤库基质：按质量比配制土壤库基质：
步骤4、土壤养分调整：向土壤库基质中添加植物营养液，进行搅拌，调整土壤养分；在本实施例中，采用国际上通用的标准植物营养液配方对土壤库基质的土壤养分进行调整，步骤如下：
(1)按土壤体积分别称量硝酸钙945g/m3，硝酸钾607g/m3，磷酸铵115g/m3，硫酸镁493g/m3。
将以上化合物分别溶解于1升蒸馏水中，加入步骤3的土壤基质中，加入后充分搅拌。
(2)配制铁盐溶液：七水硫酸亚铁5.56g/L，乙二胺四乙酸二钠7.46g/L，pH＝5.5。
(3)配制微量元素液：碘化钾：0.83mg/L，硼酸：6.2mg/L，硫酸锰：22.3mg/L，硫酸锌：8.6mg/L，钼酸钠：0.25mg/L，硫酸铜：0.025mg/L，氯化钴：0.025mg/L；
(4)以上的铁盐溶液和微量元素液配制完成后，再按土壤体积分别取铁盐溶液2.5L/m3，微量元素液5L/m3，调节pH＝6.0；分别加入步骤(3)的土壤基质中，加入后充分搅拌。
步骤5、吸湿保水剂的拌入：以有机高分子聚合物聚丙烯酰胺作为吸湿保水剂，将吸湿保水剂按质量比0.03％播撒于步骤4的土壤库基质中，并拌匀；
步骤6、种子浸泡处理：调制完的种子按乔木10％～30％、灌木30％～40％、草本植物40％～50％的种子质量比，将种子混拌均匀，先以0.1％硫酸铜浸种5-10分钟或0.1％高锰酸钾液浸种30分钟，无菌水冲洗3-5次后，沥干水分，再以50～150ppm赤霉素浸泡处理30～120分钟，然后晾干备用。
步骤7、制备土壤种子库：将步骤6的混合种子与步骤5的土壤库基质按质量比5％～10％的比例，混拌均匀，以保证土壤种子库中具有足够恢复植被的种源；调整土壤种子库的湿度在60％～65％，一方面以便于后续步骤8的装袋工作，另一方面可进行吸水和保水，为种子萌发提供条件。最后调整土壤种子库的pH，调整标准为待恢复地原有植被土壤的pH的平均值。
步骤8、装袋：以网袋填装步骤7所得的土壤种子库；
所用网袋是以棉纤维制作、单层厚度为0.012cm～0.013cm的无纺布制作而成的网袋，网袋直径5cm～6cm，网袋长度以10～15米为宜，可进行盘卷，形成可盘卷网袋盘。装袋时，可用漏斗填装步骤7的土壤种子库，像灌肠一样，网袋长度以10～15米为宜，便于搬运；填装时，不宜装的太满、太实而撑破网袋，保持土壤库自然松紧即可。
步骤9、铺设：将步骤8装有土壤种子库的网袋，铺设于待恢复区域，完毕后喷水保湿，必要时进行遮盖。
步骤10、管理：在种子发芽后，应及时在网袋上戳空放芽，以利出苗；苗期只需喷雾保湿即可。
在步骤3中，采用如下质量组成的原料配制土壤库基质：阔叶树枯叶粉碎物27.5％，草炭土40％，珍珠岩25％，细河沙5％，木炭2.5％。通过正交实验得出，以阔叶树枯叶粉碎物27.5％，草炭土40％，珍珠岩25％，细河沙5％，木炭2.5％的组成为最佳的土壤库基质(α＝0.05水平上差异显著)。
实施例1
以次生杨桦林为例：
步骤1、植被类型调查：调查资料显示，由于杨桦林是阔叶红松林采伐后，是以山杨(Populus davidiana)、白桦(Betula platyphylla)、长白落叶松(Larix olgensis)、蒙古栎(Quecus mongolica)等强阳性乔木树种形成的，山杨和白桦及长白落叶松是该林型的关键乔木物种。林下灌木有毛榛子(Corylus mandshurica)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)、东北茶藨(Ribes mandshuricum)、长白茶藨(Ribes komarovii)、山刺玫(Rosa davurica)、刺蔷薇(R.aciculalis)、卫矛(Euonymus alatus)、瘤枝卫矛(E.pauciflorus)、辽东丁香(Syringa wolfi)、蓝靛果忍冬(Lonicera edulis)、金银忍冬(L.maackii)、黄花忍冬(L.chrysantha)、鸡树条荚(Viburnum sargenti)、暖木条荚(V.burejaeticum)。阳性的草本植物有：宽叶苔草(Carex siderosticta)、落新妇(Astilbe chinensis)、柳兰(Chamaenerion angustifolium)、千屈菜(Lythrum salicaria)、朝鲜当归(Angelica gigas)、大活(A.dahurica)、大叶柴胡(Bupleurum longiradiatum)、轮叶腹水草(Veronicastrum sibiricum)、桔梗(Plantycodon grandiflorum)、紫斑风铃草(Campanula punctata)、聚花风铃草(C.glomerata)、铃兰(Convallaria majalis)、猪牙花(Erythronium japonicum)、大苞萱草(Hemerocallis middendorfii)、毛百合(Lilium dauricum)、东北百合(L.distichum)、玉蝉花(Iris ensata)、溪荪(I.sanguinea)、东方蓼(Polygonum ochotense)、垂梗繁缕(Stellaria radians)、月见草(Oenothera biennis)、花锚(Halenia corniculata)、辣蓼铁线莲(Clematis mandshurica)、齿叶铁线莲(C.serratifolia)、黄花铁线莲(C.intricata)、广布野豌豆(Vicia cracca)、茜草(Rubia cordifolia)、党参(Codonopsis pilosula)、穿龙薯蓣(Dioscorea nipponica)等。土壤白浆土和暗棕色森林土，pH值5.8～6.5，土壤养分较为瘠薄。
步骤2、种子采收与调制：秋季，根据上述不同物种种子成熟期，分别采收，进行种子干燥、脱粒、风选、剔除病虫害种子、贮存和千粒重测定、种子活力测定、发芽率测定等工作；
步骤3、配制土壤库基质：采用如下质量组成的原料配制土壤库基质：阔叶树枯叶粉碎物27.5％，草炭土40％，珍珠岩25％，细河沙5％，木炭2.5％。通过正交实验得出，以阔叶树枯叶粉碎物27.5％，草炭土40％，珍珠岩25％，细河沙5％，木炭2.5％的组成为最佳的土壤库基质(α＝0.05水平上差异显著)。
步骤4、土壤养分调整：以国际上通用的标准植物营养液配方为例：
(1)按土壤体积分别称量硝酸钙945g/m3，硝酸钾607g/m3，磷酸铵115g/m3，硫酸镁493g/m3。
将以上化合物分别溶解于1升蒸馏水中，加入步骤3的土壤基质中，加入后充分搅拌。
(2)配制铁盐溶液：七水硫酸亚铁5.56g/L，乙二胺四乙酸二钠7.46g/L，pH＝5.5。
(3)配制微量元素液：碘化钾：0.83mg/L，硼酸：6.2mg/L，硫酸锰：22.3mg/L，硫酸锌：8.6mg/L，钼酸钠：0.25mg/L，硫酸铜：0.025mg/L，氯化钴：0.025mg/L；
(4)以上的铁盐溶液和微量元素液配制完成后，再按土壤体积分别取铁盐溶液2.5L/m3，微量元素液5L/m3，调节pH＝6.0；分别加入步骤(3)的土壤基质中，加入后充分搅拌。
步骤5、吸湿保水剂的拌入：以有机高分子聚合物聚丙烯酰胺作为吸湿保水剂，将吸湿保水剂按质量比0.03％播撒于土壤库基质中，并拌匀。
步骤6、种子浸泡处理：调制完的种子按乔木10％～30％、灌木30％～40％、草本植物40％～50％的种子质量比，将种子混拌均匀，先以0.1％硫酸铜浸种5-10分钟或0.1％高锰酸钾液浸种30分钟，无菌水冲洗3-5次后，沥干水分，再以50～150ppm赤霉素浸泡处理30～120分钟，然后晾干备用。
在本例中，以需种子100kg计算：乔木种类为山杨、白桦及长白落叶松三种为恢复的乔木关键种，其混合后质量为10-30kg；灌木种类可选10余种，如毛榛子(Corylus mandshurica)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)、东北茶藨(Ribes rnandshuricum)、长白茶藨(Ribes komarovii)、山刺玫(Rosa davurica)、刺蔷薇(R.aciculalis)、卫矛(Euonymus alatus)、瘤枝卫矛(E.pauciflorus)、辽东丁香(Syringa wolfi)、蓝靛果忍冬(Lonicera edulis)、金银忍冬(L.maackii)、黄花忍冬(L.chrysantha)、鸡树条荚(Viburnum sargenti)、暖木条荚(V.burejaeticum)等，其混合质量为30-40kg；草本植物可选20余种，如宽叶苔草(Carex siderosticta)、落新妇(Astilbe chinensis)、柳兰(Chamaenerion angustifolium)、千屈菜(Lythrum salicaria)、朝鲜当归(Angelica gigas)、大活(A.dahurica)、大叶柴胡(Bupleurum longiradiatum)、轮叶腹水草(Veronicastrum sibiricum)、桔梗(Plantycodon grandiflorum)、紫斑风铃草(Campanula punctata)、聚花风铃草(C.glomerata)、铃兰(Convallaria majalis)、猪牙花(Erythronium japonicum)、大苞萱草(Hemerocallis middendorfii)、毛百合(Lilium dauricum)、东北百合(L.distichum)、玉蝉花(Iris ensata)、溪荪(I.sanguinea)、东方蓼(Polygonum ochotense)、垂梗繁缕(Stellaria radians)、月见草(Oenothera biennis)、花锚(Halenia corniculata)、辣蓼铁线莲(Clematis mandshurica)、齿叶铁线莲(C.serratifolia)、黄花铁线莲(C.intricata)、广布野豌豆(Vicia cracca)、茜草(Rubia cordifolia)、党参(Codonopsis pilosula)、穿龙薯蓣(Dioscorea nipponica)等，其混合后质量为40-50kg。
步骤7、制备土壤种子库：将步骤6的混合种子与步骤5的土壤库基质按质量比5％～10％的比例，混拌均匀(考虑种子千粒重的差异)，以保证土壤种子库中具有足够恢复植被的种源；调整土壤种子库的湿度在60％～65％，一方面以便于步骤7的装袋工作，另一方面可为种子萌发提供条件。最后以腐殖质酸(胡敏酸)和石灰粉，调整土壤种子库的pH，使土壤的pH的平均值在5.8-6.5。
步骤8、装袋：装袋时用漏斗填装步骤7的土壤种子库，像灌肠一样，网袋长度以10～15米为宜，装满后两端扎紧。不宜装的太满、太实而撑破网袋，保持土壤库自然松紧即可。
步骤9、铺设：将步骤8装有土壤种子库的网袋，铺设于待恢复区域，完毕后喷水保湿，必要时进行遮盖。
步骤10、管理：在种子发芽后，应及时在网袋上戳空放芽，以利出苗；苗期只需喷雾保湿即可。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。