一种西部风沙区土地生态修复方法与流程

本发明涉及一种西部风沙区土地生态修复方法，特别涉及西部风沙区煤炭开采损毁土地生态修复方法，属于土地复垦与生态重建技术领域。

技术背景

西部风沙区处于风蚀、水蚀交错的多沙地带，长期的资源开采使得其原本脆弱的生态环境进一步恶化。水资源缺乏、土壤蒸发量大及土壤养分贫瘠是西部风沙区土地生态修复过程中的三大难点，也是造成植物出苗率低、死亡率高，生态修复成本增大的主要原因。因此，如何最大限度的收集、利用雨雪资源，增加、保持土壤持水量，改善土壤肥力条件，是西部风沙区土地生态修复的重要技术环节。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种西部风沙区土地生态修复方法，用于解决西部风沙区土地生态修复中的水资源缺乏、土壤蒸发量大及土壤养分贫瘠的三大问题，从根本上改变植物生长的立地条件，实现西部风沙区土地生态的快速修复，降低土地生态修复成本。

本发明提出的西部风沙区土地生态修复方法，包括以下步骤：

(1)整地工程：在风沙区土地上挖设种植穴或种植沟，种植穴为蜂窝状、品字状两种排列形式，种植沟为条带状、格网状两种排列形式；

(2)填充土壤改良剂：在种植穴或种植沟内填充土壤改良剂，填充厚度为0.05-0.2m；

(3)覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在土壤改良剂上面覆盖厚度0.05-0.2m的原土，原土与种植穴或种植沟的上口保持0.05-0.1m距离。

上述土地生态修复方法中，所述的种植穴的排列形式为蜂窝状或品字状，每个种植穴的穴顶直径为0.5-0.8m，穴底直径为0.2-0.5m，穴深为0.15-0.5m，左右相邻两种植穴之间的水平距离为0.5-1m，上下相邻两行种植穴之间的距离为0.5-1m。

上述土地生态修复方法中，所述的种植沟的排列形式为条带状或格网状，每个种植沟的上口宽为0.5-0.8m，沟底宽为0.2-0.5m，沟深为0.15-0.5m，左右相邻两种植沟之间的距离为0.5-1m，上下相邻两行种植沟之间的距离为0.5-1m。

上述土地生态修复方法中，所述的土壤改良剂的制备方法如下：

(1)土壤改良剂中各成分的重量百分比为：

所述的黄土的含水量小于7％，粉碎后过10目筛；所述的植物纤维为植物秸秆，经自然风干、粉碎后，过100目筛；所述的保水剂为聚丙烯酰胺、丙烯酸盐共聚交联物或木质素接枝丙烯酸盐中的任意一种或多种以任意比例混合；所述的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)为摩西球囊霉(Funeliformis mosseae，F.m)或根内球囊霉(Rhizophagus intraradices，R.i)中的任意一种或两种的混合。

(2)将上述成分中的植物纤维、泥炭和保水剂按比例称量后均匀混合，得到第一混合物；

(3)将上述第一混合物与按比例称量的黄土均匀混合，得到第二混合物；

(4)将上述第二混合物与按比例称量的丛枝菌根真菌混合均匀，得到第三混合物，即土壤改良剂。

本发明提出的西部风沙区土地生态修复方法，其优点是：

1、利用本发明西部风沙区土地生态修复方法，可最大限度的收集天然降水与减少土壤水分蒸发：通过挖设蜂窝状与品字状2种形式的种植穴、条带状与格网状2种形式的种植沟，可使雨雪资源最大限度、更长时间的保持在土壤内，以供植物正常生长吸收，同时防止坡面冲刷、减少水土流失；在土壤改良剂上面覆盖一定厚度的原土，原土的大孔隙结构能够有效阻断土壤毛管水的上升，以此减少土壤水分蒸发。

2、可显著改善土壤持水性能与营养成分：本发明提出的土地生态修复方法形成了原状土—土壤改良剂—原状土的重构土体结构，这种夹层土体结构能够显著改善土壤持水性能；同时，土壤改良剂里面添加的泥炭、保水剂、植物纤维等营养保水材料，能够有效改善土壤的物理结构，使得改良后的土壤富含氮磷钾和有机质，并且含有植物生长所必需的水分。

3、可有效保护土壤改良剂，节约土地生态修复成本：本发明提出的土地生态修复方法，不同于传统的将土壤改良剂整体、直接施用于表土的方式，而是采用局部改良的方法，只将土壤改良剂放置于种植沟、种植穴内部，同时在土壤改良剂上面覆盖一定厚度的原土，来避免风蚀、水蚀的破坏作用，以有效保护土壤改良剂，减少土壤改良剂的使用量，节约土地生态修复成本。

4、本发明提出的土地生态修复方法，通过整地能够有效的聚集天然降水，减少坡面侵蚀；通过土体重构能够减少土壤水分的蒸发量，增加土壤持水性能；通过添加土壤改良剂，改善土壤水肥条件，增加土壤活性，为植物生长创造良好条件。

附图说明

图1和图2分别是本发明提出的蜂窝状种植穴平面布局图、品字形种植穴平面布局图。

图3和图4分别是本发明提出的条带状种植沟平面布局图、格网状种植沟平面布局图。

图5是本发明提出的单个种植穴垂直剖面图。

图6是本发明提出的单个种植沟垂直剖面图。

具体实施方式

本发明提出的西部风沙区土地生态修复方法，包括以下步骤：

(1)整地工程：挖设种植穴、种植沟，以收集天然降水和减小风蚀、水蚀的破坏作用，种植穴有蜂窝状、品字状2种排列形式，如图1和图2所示。种植沟有条带状、格网状2种排列形式，如图3和图4所示。

(2)种植穴：种植穴有蜂窝状、品字状2种排列形式，排列类似蜂窝的圆形坑即为蜂窝状种植穴，排列类似品字形的圆形坑即为品字状种植穴，每个种植穴作为土壤重构的单元。种植穴的大小根据植物种类和立地条件而定，一般情况下每个种植穴的穴顶直径为0.5-0.8m，穴底直径为0.2-0.5m，穴深为0.15-0.5m，左右相邻两种植穴之间的水平距离为0.5-1m，上下相邻两行种植穴之间的距离为0.5-1m。待种植穴挖设完毕，填充土壤改良剂、覆盖原土，如图5所示。

(3)种植沟：种植沟有条带状、格网状2种排列形式，条带状种植沟为沿地面开挖的一条条水平沟，格网状种植沟是在条带状种植沟的基础上开挖一条条竖直沟，其中水平沟、竖直沟作为土壤重构的单元。种植沟的大小根据植物的种类和立地条件而定，一般情况下每个种植沟的上口宽为0.5-0.8m，沟底宽为0.2-0.5m，沟深为0.15-0.5m，左右相邻两种植沟之间的距离为0.5-1m，上下相邻两行种植沟之间的距离为0.5-1m。待种植沟挖设完毕，填充土壤改良剂、覆盖原土，如图6所示。

(4)填充土壤改良剂：在种植穴、种植沟内填充土壤改良剂，土壤改良剂由黄土、植物纤维、泥炭、保水剂、丛枝菌根真菌混合而成，填充厚度为0.05-0.2m。

(5)覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在其上面覆盖厚度0.05-0.2m的原土，原土与种植穴、种植沟上口保持0.05-0.1m距离。

上述土地生态修复方法中，所述的土壤改良剂的制备方法如下：

(1)土壤改良剂中各成分的重量百分比为：

所述的黄土的含水量小于7％，粉碎后过10目筛；所述的植物纤维为植物秸秆，经自然风干、粉碎后，过100目筛；所述的保水剂为聚丙烯酰胺、丙烯酸盐共聚交联物或木质素接枝丙烯酸盐中的任意一种或多种以任意比例混合；所述的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)为摩西球囊霉(Funeliformis mosseae，F.m)或根内球囊霉(Rhizophagus intraradices，R.i)中的任意一种或两种的混合。

(2)将上述成分中的植物纤维、泥炭和保水剂按比例称量后均匀混合，得到第一混合物；

(3)将上述第一混合物与按比例称量的黄土均匀混合，得到第二混合物；

(4)将上述第二混合物与按比例称量的丛枝菌根真菌混合均匀，得到第三混合物，即土壤改良剂。

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。

实施例一

1、整地工程：自上而下挖设蜂窝状种植穴，种植穴的穴顶直径为0.5m，穴底直径为0.2m，穴深为0.15m，左右相邻两种植穴之间的水平距离为0.5m，上下相邻两行种植穴之间的距离为0.5m。

2、填充土壤改良剂：在蜂窝状种植穴中填充土壤改良剂，填充厚度为0.05m。土壤改良剂由黄土、植物纤维、泥炭、保水剂、丛枝菌根真菌混合而成：首先将玉米秸秆自然风干、粉碎后，过100目筛，按玉米秸秆15％，泥炭0.1％，保水剂0.1％均匀混合，得到第一混合物；将黄土自然风干，过10目筛，按黄土85％与第一混合物相混合，混合均匀，得到第二混合物；将上述第二混合物接种丛枝菌根真菌0.05％，混合均匀，得到第三混合物，即为土壤改良剂。其中，使用的泥炭由辽宁省盛源泥炭开发利用有限公司提供的土壤改良专用泥炭；保水剂为唐山博亚科技有限公司提供的高能抗旱保水剂(GN，白色粉末状)，主要成分为聚丙烯酰胺；丛枝菌根真菌由北京市农林科学院植物营养与资源研究所微生物室提供的摩西球囊霉(Funeliformis mosseae，F.m)。

3、覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在其上面覆盖厚度0.05m的原土，原土与种植穴上口保持0.05m距离。

实施例二

1、整地工程：自上而下挖设品字状种植穴，种植穴的穴顶直径为0.8m，穴底直径为0.5m，穴深为0.5m，左右相邻两种植穴之间的水平距离为0.8m，上下相邻两行种植穴之间的距离为0.8m。

2、填充土壤改良剂：在品字状种植穴中填充土壤改良剂，填充厚度为0.2m。土壤改良剂由黄土、植物纤维、泥炭、保水剂、丛枝菌根真菌混合而成：首先将玉米秸秆自然风干、粉碎后，过100目筛，按玉米秸秆10％，泥炭0.1％，保水剂0.1％均匀混合，得到第一混合物；将黄土自然风干，过10目筛，按黄土90％与第一混合物相混合，混合均匀，得到第二混合物；将上述第二混合物接种丛枝菌根真菌0.1％，混合均匀，得到第三混合物，即为土壤改良剂。其中，使用的泥炭由辽宁省盛源泥炭开发利用有限公司提供的土壤改良专用泥炭，保水剂为唐山博亚科技有限公司提供的白金子沙地保水剂(BJ，白色颗粒状)，主要成分为聚丙烯酰盐；丛枝菌根真菌由北京市农林科学院植物营养与资源研究所微生物室提供的摩西球囊霉(Funeliformis mosseae，F.m)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices，R.i)，两种菌剂按质量1:1混合。

3、覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在其上面覆盖厚度0.2m的原土，原土与种植穴上口保持0.1m距离。

实施例三

1、整地工程：自上而下挖设条带状种植沟，种植沟的上口宽为0.5m，沟底宽为0.2m，穴深为0.15m，左右相邻两种植沟之间的水平距离为0.5m，上下相邻两行种植沟之间的距离为0.5m。

2、填充土壤改良剂：在条带状种植沟中填充土壤改良剂，填充厚度为0.05m。土壤改良剂由黄土、植物纤维、泥炭、保水剂、丛枝菌根真菌混合而成：首先将玉米秸秆自然风干、粉碎后，过100目筛，按小麦秸秆5％，泥炭0.5％，保水剂0.5％均匀混合，得到第一混合物；将黄土自然风干，过10目筛，按黄土95％与第一混合物相混合，混合均匀，得到第二混合物；将上述第二混合物接种丛枝菌根真菌0.1％，混合均匀，得到第三混合物，即为土壤改良剂。其中，使用的泥炭由辽宁省盛源泥炭开发利用有限公司提供的土壤改良专用泥炭，保水剂为唐山博亚科技有限公司提供的高能抗旱保水剂(GN，白色粉末状)，主要成分为聚丙烯酰胺，白金子沙地保水剂(BJ，白色颗粒状)，主要成分为聚丙烯酰盐，两种保水剂按质量1:1混合；丛枝菌根真菌由北京市农林科学院植物营养与资源研究所微生物室提供的摩西球囊霉(Funeliformis mosseae，F.m)和根内球囊霉(Rhizophagus intraradices，R.i)，两种菌剂按质量1:1混合。

3、覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在其上面覆盖厚度0.05m的原土，原土与种植沟上口保持0.05m距离。

实施例四

1、整地工程：自上而下挖设格网状种植沟，种植沟的上口宽为0.8m，沟底宽为0.5m，穴深为0.5m，左右相邻两种植沟之间的水平距离为0.8m，上下相邻两行种植沟之间的距离为0.8m。

2、填充土壤改良剂：在条带状种植沟中填充土壤改良剂，填充厚度为0.2m。土壤改良剂由黄土、植物纤维、泥炭、保水剂、丛枝菌根真菌混合而成：首先将玉米秸秆自然风干、粉碎后，过100目筛，按小麦秸秆10％，泥炭1.5％，保水剂0.3％均匀混合，得到第一混合物；将黄土自然风干，过10目筛，按黄土90％与第一混合物相混合，混合均匀，得到第二混合物；将上述第二混合物接种丛枝菌根真菌0.1％，混合均匀，得到第三混合物，即为土壤改良剂。其中，使用的泥炭由辽宁省盛源泥炭开发利用有限公司提供的土壤改良专用泥炭，保水剂为唐山博亚科技有限公司提供的白金子沙地保水剂(BJ，白色颗粒状)，主要成分为聚丙烯酰盐；丛枝菌根真菌由北京市农林科学院植物营养与资源研究所微生物室提供的根内球囊霉(Rhizophagus intraradices，R.i)。

3、覆盖原土：待土壤改良剂填充完毕，在其上面覆盖厚度0.2m的原土，原土与种植沟上口保持0.1m距离。