一种植物网结构生态护滩方法与流程

本发明属水环境修复和生态工程技术领域，具体涉及一种植物网结构生态护滩方法。

背景技术

在河流和湖泊中，水陆交接的滩地是重要的湿地资源和物质交换缓冲带，也是多种水生动植物赖以生存的重要栖息地。然而，由于该区域受水动力作用异常频繁，特别是在大型河流、湖泊中，受水流、风浪的影响较大，导致河湖滩地土质松散、地质结构不稳、土壤冲刷流失严重、生态系统脆弱等问题，影响航道稳定，而人为活动如侵占、垦殖滩地，亦使得滩地受到破坏。对于我国长江流域而言，长江、支流的边滩和洲滩易受上述自然因素和人为因素的影响，加强滩地的守护性治理一直是长江流域航道整治、生态保护的重要内容。

滩地的保护首当其冲的要进行滩面的固定和守护，这样才能有利于滩地结构的稳定。多年来对滩地的传统防护工程实施，常常采用混凝土结构物等硬质材料进行衬砌，包括混凝土系结块或混凝土联锁块软体排，或采用抛石（抛枕）护滩、钢丝石笼网护滩、筑坝护滩等形式。虽然短期治理效果较快，但往往工程量大、经济耗费高，且地质硬化隔离了滩地、边坡中土壤与水体的物质交换，阻断了动植物生境的连续性，减小了生境面积，对当地河流生态、景观造成了较大的破坏。

随着人们环保意识的提高和国家对生态航道建设的极大重视，需要对护滩的工程技术进行生态化研究。对于生态护滩技术，现阶段研究和应用的技术较少，其中名称为“一种植入型生态固滩方法”，申请号为cn201610291988.0的发明专利介绍了利用在土壤上铺设草绳网状框架和种植草本植物来进行固滩的方法，而草绳结构易受破坏且寿命较短、选用的草本植物不耐水淹和管理实施方式较为复杂。现有护滩工程也有在传统护滩技术的基础上进行的生态化改良应用，如长江中游荆江航道整治中的护滩采用了钢丝网格铺上草籽形成生态护坡，重建滩上植被；长江下游安庆河段新洲洲头护滩采用抛透水框架，可以为水生生物和两栖动物提供安全的繁衍生息空间，且促淤沉沙为水生植物提供根植场所。

这些护滩工程中生态化技术的应用一定程度上考虑到了硬质化工程对当地生态系统的干扰，但还是形成了大范围的生态破坏，势必影响以此为栖息地和食物来源地的河湖敏感性物种的繁育，甚至是整个生态系统的长远发展。因此，综合以上护滩工程技术的发展背景，生态护滩技术还需要研究出一种既有利于减少生态破坏、促进生态恢复，也有利于进行工程应用的科学、有效、简易的方法。

技术实现要素：

本发明为了克服现有护滩技术的不足，本发明的目的在于提出一种植物网结构生态护滩方法，解决了现有硬质化护滩技术导致生境、生态景观遭受大程度破坏的缺点，同时也可解决现有生态护滩方法构建复杂、管理成本高、系统运行寿命低的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种植物网结构生态护滩方法，该方法包括：(1)护滩植被的选择；(2)土壤微地形再塑栽植；(3)施加水肥性缓释微生物制剂；(4)科学管理共四个部分，各部分具体包括，

(1)护滩植被的选择：采用芦苇根茎、耐淹灌木、细柳条组成三角格网的植物网结构主体；所述芦苇根茎带有根茎芽，三角格网的连接点用预处理过的细柳条进行绑扎，所述耐淹灌木种植于三角格网的中央位置；

(2)土壤微地形再塑栽植：先对目标滩地进行地形平整、平坡，去除杂物，按等边三角形构筑三角格网并进行布线，然后沿着布线方向开挖种植槽，在种植槽内放置经细柳条绑扎后的芦苇根茎，最后在三角格网中央挖种植穴，在种植穴中种植耐淹灌木后进行复土并压实；

(3)施加水肥性缓释微生物制剂：所述水肥性缓释微生物制剂由硝酸铵、过磷酸钙、氯化钾、氯化镁和激素类微生物组成；水肥性缓释微生物制剂在植物栽种前洒施于种植槽和种植穴中，栽种后根据植物长势进行洒施，每周洒施1-2次；

(4)科学管理：所述科学管理包括应用初期管理、应用中期管理和应用后期管理；

(a)应用初期管理：此阶段距滩地积水淹没2-3个月，选择水陆界限5m以上的滩地，进行防浪措施，植物种植后施加水肥性缓释微生物制剂，促进植物的根系生长固定；

(b)应用中期管理：此阶段为植被根茎补充和生长时期，植物将根茎储藏的物质用于新根茎和芽的形成与生长，持续1个月，加强日常养护管理，提高土壤保水保肥能力，防治病虫害，及时检查并去除死去的植物残体，补植新苗，并做好新植苗木的遮荫措施，促进成活；

(c)应用后期管理：此阶段为滩地积水、淹水时期，植物网结构形成，定期监测植物长势和表层土壤植物根茎的物理联结稳定性，并加固防浪设施。

本发明的植物网结构主体选用芦苇植物根茎为构建植物网结构的基础材料，芦苇生长广布，耐旱耐湿能力强，芦苇根茎具有极强的繁殖能力和存活率，能够通过地下根茎的延伸生长来完成种群的迁徙。将带有根茎芽的芦苇根茎长条组成等边三角形的三角格网，可根据实际工程中的土壤微地形种植浅槽长度确定，三角连接点用处理过的细柳条进行绑扎，若实际单株根茎长度小于设计三角形单边长，可用多株根茎进行首尾续接直至满足要求，连接处亦用细柳条绑扎。单个三角格网以其中一边作为其他三角形的边，并以此扩展为邻近三角形，依此类推；多组三角格网组成三角网结构，构成植物网结构的基础框架。细柳条光滑有韧性，预处理后的柳条吸水达到饱和，其韧性达到最佳状态，作为连接绑扎的天然植物材料。耐淹灌木能适应较大的水位变化，在三角格网的中间区域栽植，应选用至少2年生、主根粗壮发育良好、根系密度高、枝叶长势好的苗木，耐水淹植物的种植有利于增强滩地土壤的锚固作用。

本发明的植物网结构生态护滩方法需要科学有效的管理，遵循以下管理方法并进行优化：(a)应用初期管理：根据滩地区域气候的特点进行技术应用，选择春季、滩地无积水或少量积水的季节，距滩地积水淹没至少需隔2-3个月，选择水陆界限5m以上的滩地，必要时进行辅助的防浪措施，主要是为了带根茎芽的芦苇根茎和耐淹植物能够得到初步根植，适应新的土壤环境，此时加强施加水肥性缓释微生物制剂，促进根系生长固定，注意防晒；(b)应用中期管理：此阶段为新根茎补充和生长时期，植物将根茎储藏的物质用于新根茎和芽的形成与生长，单位土体根茎增长，单位面积分株数量增大，此阶段至少需持续1个月，加强日常养护管理，提高土壤保水保肥能力，防治病虫害，及时检查、去除死去的植物残体，补植新苗，并做好新植苗木的遮荫措施，促进成活；(c)应用后期管理：此时期降水增多导致滩地积水、淹水，植物网结构也基本形成，芦苇、耐水淹灌木得到进一步生长，根茎群空间扩展稳定，进行定期监测植物长势和土表层植物根茎的物理联结稳定性，必要时进行设置、加固防浪设施。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(1)中的三角格网为等边三角形结构，各边长不小于40cm。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(1)中的细柳条长度不小于30cm，枝径为2-6mm。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(1)中的预处理是指将柳条进行去叶后晾晒2-3天，然后在烘箱中50℃烘烤1-2小时，最后放置在清水里浸泡1天。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(1)中耐淹灌木选用不小于2年生的苗木，苗木株高40-70cm，种植密度3-9株/m²。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(2)中种植槽深度为10-20cm，宽度小于10-15cm；所述种植穴呈圆形，表面直径大于10cm，深度大于15cm；植物种植后复土厚度不小于5cm。

本发明进一步解决的技术方案是，所述(3)中水肥性缓释微生物制剂的配制为：每1l水中按质量比6:3:2:2:4添加硝酸铵、过磷酸钙、氯化钾、氯化镁和激素类微生物；所述水肥性缓释微生物制剂的浓度为80-185mg/l，单个三角网格中种植所使用的水肥性缓释微生物制剂为0.1-0.2l。

本发明进一步解决的技术方案是，所述激素类微生物为含固氮菌、有机磷菌和促生菌的混合肥。

本发明所述的生态护滩方法所构建的植物网结构在河湖滩地防护中的应用也在保护范围之内，当所述植物网结构覆盖度大于40%时，所述河湖滩地在丰水季平均水位不高于30cm，平均流速不大于0.5m/s，坡度小于20%。。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种植物网结构生态护滩方法，考虑了大型水生植物强大的根系扩殖能力、高抗拉强度、材料易收集的特点，以及耐水淹植物的生理生态习性，综合利用土壤-植物-微生物系统的自我构建和物种的互利共生作用，有效的对出露滩地、浅水滩地的泥沙土壤进行固定。

(2)本发明提供一种生态友好、科学有效、造价低廉、易于建造管理的植物网结构生态护滩方法，适用于河流湖泊滩地的土壤固持和生境维持，解决现有护滩技术生态破坏大、景观效应差、耗费高、构建复杂等缺陷，使用的天然植物材料和构建方法效率高、成本低、无二次污染风险。

附图说明

图1为本发明的植物三角格网单体结构示意图。

图2为本发明的组合植物网结构俯视图。

图中序号，1-细柳条、2-芦苇根茎、3-芦苇根茎芽、4-耐淹灌木。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的发明内容作进一步地说明。

实施例1

在某河流洲滩开展护滩工程。

(1)首先划定长宽分别为100m×20m的治理工程段，平均坡度为3%，工程段外边界距离水陆交界线10m，交界处有带状碎石的护脚，受水流冲刷易造成土壤流失；

(2)如图1所示，选用芦苇根茎、耐淹灌木和细柳条作为护滩植被，组成三角格网的植物网结构主体；

所述芦苇根茎带有根茎芽并被细柳条绑扎；所述细柳条长为40cm，枝径为4mm，先将其晾晒3天后，经烘箱中50℃烘烤1小时再放入清水中浸泡1天，使其充分吸收水分；所述耐淹灌木需用2年生的疏花水柏枝，苗木株高50cm；

(3)在5月中旬开始施工，先将工程段的滩面进行平整，去除大石块、垃圾等杂物，对坑洼进行填平；按等边三角形构筑三角格网并进行布线，三角格网的边长为50cm；然后沿着布线方向开挖种植槽，种植槽深15cm，宽度5cm，在种植槽中放置带有根茎芽的芦苇根茎，浇水保持湿润，用细柳条进行芦苇根茎网格节点的绑扎；在三角格网的中央处，挖2处种植穴，表面直径12cm，深16cm，将2年生耐水淹灌木疏花水柏枝栽植进种植穴中，控制栽植密度为3株/m²，初始植物盖度15%；种植完成后对滩地的种植槽和种植穴进行复土，厚度5cm；

(4)配制水肥性缓释微生物制剂，在1l水中添加30mg硝酸铵、15mg过磷酸钙、10mg氯化钾、10mg氯化镁和20mg含固氮菌、有机磷菌和促生菌的混合肥；所述水肥性缓释微生物制剂的浓度为85mg/l，每个三角格网洒施0.1l水肥性缓释微生物制剂，每周1次，促进植物根系生长和营养的吸收；

(5)种植后的植物网结构如图2所示，对护滩植物进行维护管理，监测芦苇出芽率、灌木高度、植物盖度、土壤水分等生态指标，去除死亡根茎、植株，并替换新苗木。

对植物护滩工程的实际监测表明，工程完工1个月后，芦苇出芽率高达90%，灌木长势良好，土壤水分饱和度保持在60-80%；护滩工程运行3个月后，芦苇长势良好，植株平均高度为85cm，灌木高度平均增加11cm，植物盖度达42%。滩地积水深度从0到23cm，在积水时期，植物对水流的抗冲刷能力强，大部分植物直立生长，无倒伏现象，表层土壤保持完好，显著增强了滩地土壤结构稳定性，提升了滩地物种多样性和生态景观。

实施例2

在一处浅水湖泊边滩进开展护滩工程。

(1)首先划定长宽分别为50m×5m的治理工程段，湖水水位全年变化较小，变化范围在30cm以内。工程段边滩土壤主要为软质壤土，表层土壤水分饱和度高达92%，由于受一定的风浪扰动，水陆交界处遭受冲刷侵蚀，且有向上蔓延的趋势。此段植物较少，平均坡度4%；

(2)如图1所示，选用芦苇根茎、耐淹灌木和细柳条作为护滩植被，组成三角格网的植物网结构主体；

所述芦苇根茎带有根茎芽并被细柳条绑扎；所述细柳条长为50cm，枝径为6mm，先将其晾晒2天后，经烘箱中50℃烘烤2小时再放入清水中浸泡1天，使其充分吸收水分；所述耐淹灌木需用2年生的疏花水柏枝，苗木株高45cm；

(3)在6月初开始施工，先将工程段的滩面进行平整，去除大石块、垃圾等杂物；按等边三角形构筑三角格网并进行布线，三角格网的边长为45cm；然后沿着布线方向开挖种植槽，种植槽深20cm，宽度8cm，在种植槽中放置带有根茎芽的芦苇根茎，浇水保持湿润，用细柳条进行芦苇根茎网格节点的绑扎；在三角格网的中央处，挖2处种植穴，表面直径15cm，深16cm，将2年生耐水淹灌木疏花水柏枝栽植进种植穴中，控制栽植密度为4株/m²，初始植物盖度18%；种植完成后对滩地的种植槽和种植穴进行复土，厚度8cm；

(4)配制水肥性缓释微生物制剂，在1l水中添加60mg硝酸铵、30mg过磷酸钙、20mg氯化钾、20mg氯化镁和40mg含固氮菌、有机磷菌和促生菌的混合肥；所述水肥性缓释微生物制剂的浓度为170mg/l，每个三角格网洒施0.15l水肥性缓释微生物制剂，每周1次，促进植物根系生长和营养的吸收；

(5)种植后的植物网结构如图2所示，对护滩植物进行维护管理，监测芦苇出芽率、灌木高度、植物盖度、土壤水分等生态指标，去除死亡根茎、植株，并替换新苗木。

对植物护滩工程的实际监测表明，工程完工1个月后，芦苇出芽率高达95%，灌木长势良好，土壤水分饱和度保持在94%；护滩工程运行3个月后，芦苇长势良好，植株平均高度为65cm，灌木高度平均增加14cm，植物盖度达36%，除临水陆交界处有个别植株倒伏外，其他基本直立生长，且每株均有分蘖新枝。滩地积水深度从0到5cm，植物根植处滩地土壤保持良好，受风浪侵蚀程度轻微，基本达到了保护滩地土壤结构稳定的目的。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。