一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法与流程

本发明涉及消落带生态治理技术领域，尤其涉及一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法。

背景技术：

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程，其建成运行后，在三峡库区形成一个垂直落差达30m(145m-175m)、面积达437-446km²的消落带。消落带是一类特殊的湿地生态系统，该区域具有面积变化和水位涨落幅度大、水位涨落逆反自然洪枯规律、冬水夏陆的特征。

由于三峡水库水位频繁和大幅度波动以及淹没时间过长，使得植被成活及保存难度大，加上土壤裸露、易受水体冲刷，植物生长的基础条件不断被破坏，即使已经存活的植被也可能因此而破坏消失。此外，消落带土壤基质通常砾石含量较高、砂性较强，基质保水能力极为有限，退水后水分渗漏严重，导致干旱频发，都直接影响着植被的自然恢复。并且，无植被覆盖的消落带还会出现污染加重、水土流失加剧、地质灾害频繁等多种生态环境问题，从而威胁到水库水质安全与库区生态系统的良性循环。通过人工恢复和重建植被是实现消落带治理和可持续发展的有效方法之一。

然而，目前三峡库区消落带治理普遍存在的问题是植物存活率低，植物种类相对比较单一，植物结构配置不足，植被恢复未能充分考虑消落带立地条件，欠缺遵循适地适树原则，其种植方式未能进行统一规范与高效管理，缺乏合理的配套工程措施，使得植被存活率低、所恢复的植被未构成一个结构合理、功能高效的综合体。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法，解决了传统的消落带生态修复中，植物种类单一、植被结构简单以及尚未能充分考虑消落带海拔、坡度、土壤等立地条件进行植被合理配置，未能结合有效的配套工程措施来保证树种的存活率的问题。

本发明通过以下技术手段达到上述技术目的：

一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法，包括以下步骤：

步骤1)垂直分区；

将消落带按照所处的海拔高度分成三个垂直分区，分别为海拔145m-160m区段、海拔160m-170m区段、海拔170m-175m区段；

步骤2)水平分区；

在垂直分区的基础上，再根据消落带的立地条件进一步进行水平分区，将地形平缓，坡度<20°，土壤为新冲积土，土层厚度>40cm，质地为沙壤的区域分为河漫滩地类型；

将地形为台阶地或坡地，坡度>20°，土壤为新冲积土、紫色土，土层厚度>30cm，质地沙质或沙壤质的区域分为河岸阶(坡)地类型；

将土层厚度<30cm，土体紧实，质地壤重，岩石出露>30％，或卵石含量>30％的区域分为河岸瘠薄地类型；

步骤3)植物种选择及其结构配置；

在170m-175m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用水平结构行间或株间混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为222株/亩，灌木覆盖度10％，草本覆盖度50％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用水平结构行间或株间混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为166株/亩，灌木覆盖度10％，草本覆盖度50％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用水平结构星状混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为110株/亩，灌木覆盖度20％，草本覆盖度60％；

在160m-170m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用水平结构块状或带状混交，垂直结构灌、草配置，灌木覆盖度＞40％，草本覆盖度＞60％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用水平结构块状或带状混交，垂直结构乔、灌、草配置，灌木覆盖度＞30％，草本覆盖度＞50％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用水平结构星状混交，垂直结构乔、灌、草配置，灌木覆盖度＞20％，草本覆盖度＞50％；

在145m-160m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用草本单层结构配置，草本覆盖度＞85％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用草本单层结构配置，草本覆盖度＞60％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用草本单层结构配置，草本覆盖度＞50％；

其中：乔木树种选择落羽杉、立柳、中山杉、竹柳、枫杨、水桦、水紫树、池杉中的一种或多种；灌木树种选择秋华柳、中华蚊母、小梾木、桑树中的一种或多种；草本植物选择苔草、节草、狗牙根、牛鞭草、香附子、香莎草、小巴茅、芦竹中的一种或多种。

步骤4)造林

首先进行造林地清理和提前局部整地，然后根据选择的植物种及其配置，其中，乔木和灌木采用穴状整地和植苗造林，整地规格为乔木0.4m×0.4m×0.3m，灌木0.3m×0.3m×0.2m；草本则采用撒播造林。所述穴状整地为圆形穴或方形穴，穴面与原坡面持平，穴侧立面为竖直方向；在穴底铺设保水装置，覆盖种植土，栽植植物后在穴面上覆盖尼龙网将植物根部的松动土进行固定，并沿尼龙网的周缘连接有多个混凝土桩，所述混凝土桩一端带有尖端并插入固定于地表，并固定好混凝土桩后尼龙网呈拉紧状态。

进一步的，所述河漫滩地类型中乔木树种的配置密度为株行距1.5m×2m，混交比例为1：1。

进一步的，所述河岸阶(坡)地类型中乔木树种的配置密度为株行距2m×2m，混交比例为1：1。

进一步的，所述河岸瘠薄地类型中乔木树种的配置密度为株行距2m×2m，混交比例为1：1。

进一步的，所述保水装置由环保材料制成的管件内部填充保水剂制成，并在管件的表面上设有多个扩散孔，所述保水装置呈平面螺旋状。

进一步的，所述扩散孔上还设有防漏纱网。

本发明的有益效果：本发明充分考虑三峡库区消落带的海拔高度以及淹水周期，并结合消落带地形、土壤等立地条件，严格遵循适地适树原则，对消落带进行合理的植被配置，并与有效的配套工程措施相结合，达到提高消落带植被恢复的存活率、物种多样性以及结构稳定性的目的，从而实现三峡库区消落植被的恢复重建，进而减少水土流失、环境污染等生态环境问题的发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是本发明的区域划分示意图；

图2是本发明穴状整地结构示意图；

图3是本发明中保水装置的俯视图；

图4是本发明中保水装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1-4对本发明进行详细说明：

实施例一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法。

一种三峡库区消落带植被重建与恢复方法，包括以下步骤：

步骤1)垂直分区；

将消落带按照所处的海拔高度分成三个垂直分区，分别为海拔145m-160m区段、海拔160m-170m区段、海拔170m-175m区段；

步骤2)水平分区；

在垂直分区的基础上，再根据消落带的立地条件进一步进行水平分区，将地形平缓，坡度<20°，土壤为新冲积土，土层厚度>40cm，质地为沙壤的区域分为河漫滩地类型；

将地形为台阶地或坡地，坡度>20°，土壤为新冲积土、紫色土，土层厚度>30cm，质地沙质或沙壤质的区域分为河岸阶(坡)地类型；

将土层厚度<30cm，土体紧实，质地壤重，岩石出露>30％，或卵石含量>30％的区域分为河岸瘠薄地类型；

步骤3)植物种选择及其结构配置；

在170m-175m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用水平结构行间或株间混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为222株/亩，灌木覆盖度10％，草本覆盖度50％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用水平结构行间或株间混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为166株/亩，灌木覆盖度10％，草本覆盖度50％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用水平结构星状混交，垂直结构乔、灌、草配置，乔木的造林密度为110株/亩，灌木覆盖度20％，草本覆盖度60％；

在160m-170m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用水平结构块状或带状混交，垂直结构灌、草配置，灌木覆盖度＞40％，草本覆盖度＞60％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用水平结构块状或带状混交，垂直结构乔、灌、草配置，灌木覆盖度＞30％，草本覆盖度＞50％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用水平结构星状混交，垂直结构乔、灌、草配置，灌木覆盖度＞20％，草本覆盖度＞50％；

在145m-160m区段，河漫滩地类型的植被配置方法采用水平结构块状，垂直结构草本带层结构配置，草本覆盖度＞85％；河岸阶(坡)地类型的植被配置方法采用水平结构块状或带状，垂直结构草本单层结构配置，草本覆盖度＞60％；河岸瘠薄地类型的植被配置方法采用水平结构星状，垂直结构草本单层结构配置，草本覆盖度＞50％；

其中：乔木树种选择落羽杉、立柳、中山杉、竹柳、枫杨、水桦、水紫树、池杉中的一种或多种；灌木树种选择秋华柳、中华蚊母、小梾木、桑树中的一种或多种；草本植物选择苔草、节草、狗牙根、牛鞭草、香附子、香莎草、小巴茅、芦竹中的一种或多种。

垂直布局(沿等高线)主要依据淹水周期，在170m-175m地段开展种植耐淹、耐旱的适生乔木树种，并选择抗逆性强的乡土灌木树种，组成以乔灌木为主体的植被林带；160m-170m地段，种植耐淹灌木、草本植物，草本应选择水生植物和挺水植物，形成以草本植物为主、灌木为辅的植被主体；在145-160m地段已草本植物为主。

步骤4)造林

首先进行造林地清理和提前局部整地，然后根据选择的植物种及其配置，其中，乔木和灌木采用穴状整地和植苗造林，整地规格为乔木0.4m×0.4m×0.3m，灌木0.3m×0.3m×0.2m；草本则采用撒播造林。所述穴状整地为圆形穴或方形穴，穴面与原坡面持平，穴侧立面为竖直方向；在穴底铺设保水装置，然后覆盖种植土，栽植植物后在穴面上覆盖尼龙网将植物根部的松动土进行固定，并沿尼龙网的周缘连接有多个混凝土桩，所述混凝土桩一端带有尖端并插入固定于地表，并固定好混凝土桩后尼龙网呈拉紧状态。

整地方法采用穴状整地，多为圆形坑穴，穴面与原坡面持平或稍向内倾斜，尽量减少对原状土壤的扰动和破坏，并且灵活变化选定整地位置，有利于充分利用岩石裸露山地土层较厚的地方和采伐迹地伐根间土壤肥沃的地方。

由于种植地段的特殊情况，在雨量较大或者突发情况都会引起水位上涨，对于新种植的植物来说，植物根部的松动土极易被水冲走，并且容易造成穴坑边部的土体被冲蚀，不利于新栽植植物的存活。通过在穴底预埋保水装置，使在水下渗到穴坑中时，可对水分进行吸收并储存，在旱季水位消落后供植物根部进行吸收；并且上部的尼龙网和混凝土桩的固定，可以很好的保证穴坑的完整性和松动土的土体保持，增加植物的存活率。

所述河漫滩地类型中乔木树种的配置密度为株行距1.5m×2m，混交比例为1：1。造林季节：春季(3、4月份)造林，植苗造林。幼林抚育：及时补植，连续2年窝抚，包括穴内除草，培土，正苗，每年2-3次，加强水分以及封育管理。

所述河岸阶(坡)地类型中乔木树种的配置密度为株行距2m×2m，混交比例为1：1。造林季节：春季(3、4月份)造林，植苗造林。幼林抚育：及时补植，连续2年窝抚，包括穴内除草，培土，正苗，每年2-3次，加强水分以及封育管理。

所述河岸瘠薄地类型中乔木树种的配置密度为株行距2m×2m，混交比例为1：1。造林季节：春季(3、4月份)造林，植苗造林。幼林抚育：及时补植，连续2年窝抚，穴内除草，培土，正苗，每年2-3次，加强水分以及封育管理。

所述保水装置由环保材料制成的管件内部填充保水剂制成，所述管件采用frpp管(玻纤增强聚丙烯管)，耐腐蚀、耐高温、耐高压、卫生无毒，可回收利用，具有较优良的抗冲击性和拉伸强度，重量轻，并在管件的表面上设有多个扩散孔，所述保水装置呈平面螺旋状。

所述扩散孔上还设有防漏纱网。

这样，在干旱季节由于水位消落，保水装置可以很好的对植物的根部进行二次供水，提高植被对干旱的耐受度。保水装置中的保水剂是一种新型功能高分子材料，这类物质含有大量的强吸水基团，结构特异，在树脂内部可产生高渗透缔合作用并通过其网孔结构吸水，它的最大吸水力达13-14kg/cm²，可吸收并保持自身重量几百倍的纯水，并且这些被贮存在保水剂中的水分可以为各种家作物、果树、蔬菜、花卉、树木等根系直接吸收(由于树木根系的吸水力为17-18kg/cm²)，这一特性决定了保水剂在农林抗旱节水中的广泛应用前景。在水位上涨淹没时，可以吸收渗下的水分并保存起来，在水位消落后，保水剂中的水分通过扩散孔缓慢析出，保持植被在干旱期的水分供应，螺旋状的保水装置使得作业方便，使根部吸收水分均匀，防漏纱网可以有效的防止保水剂漏出造成的吸水效果降低的影响，保证植被的有效存活便于工程应用。

其中保水剂的制备过程如下：按照百分比，称取10-20％丙烯酸于冷水浴中，用0.1-1.0％氢氧化钠溶液进行中和，将1-5％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及8-13％甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入中和之后的丙烯酸/丙烯酸钠溶液中，并加入适量的去离子水，搅拌下通n2驱氧0.5h，并将所得溶液同等分成a、b两份。

按照百分比，将10-15％的过硫酸铵溶液及n,n'-亚甲基双丙烯酰胺溶液加入到a溶液中，搅拌下升温至特定温度预热2min之后，向溶液中滴加亚硫酸氢钠溶液，滴速为4～5s一滴，滴加完成后，将所得溶液移入塑料管中，恒温静置3h后得到凝胶。将上述所得凝胶浸泡在去离子水中，每隔6h换水，浸泡2天，洗去未反应的反应物，然后用无水乙醇浸泡，除去表面水分，最后在60℃烘箱中烘干粉碎得到最终产物c。

按照百分比，将0.3-1.0％交联剂、15-20％的过硫酸铵溶液及n,n'-亚甲基双丙烯酰胺溶液加入到a溶液中，搅拌下升温至特定温度预热2min之后，向溶液中滴加亚硫酸氢钠溶液，滴速为4～5s一滴，滴加完成后，将所得溶液移入塑料管中，恒温静置3h后得到凝胶。将上述所得凝胶浸泡在去离子水中，每隔6h换水，浸泡2天，洗去未反应的反应物，然后用无水乙醇浸泡，除去表面水分，最后在80℃烘箱中烘干粉碎得到最终产物d。

将产物c与产物d放入研磨机中充分研磨混合，并经过100目筛网筛选得到所需保水剂。

本发明的有益效果：充分考虑三峡库区消落带的海拔高度以及淹水周期，并结合消落带地形、土壤等立地条件，遵循适地适树原则，对消落带进行合理的植被配置，并与有效的配套工程措施相结合，达到提高消落带植被恢复的存活率、物种多样性以及结构稳定性的目的，从而实现三峡库区消落带植被重建与恢复及其生态系统的可持续。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。