专利名称：一种加固潮滩滩面的梯级配置植物方法
技术领域：
本发明属于生态工程的技术领域，涉及一种加固潮滩滩面的方法，具体是涉及一种加固淤泥质潮滩滩面的梯级配置植物方法。
背景技术：
潮滩滩面侵蚀是海岸带侵蚀的一种主要形式，潮滩滩面下降速度的快慢能直接反映海岸侵蚀的严重程度。它常发生于淤泥质海岸区域，如长江三角洲和黄河三角洲。其侵蚀的过程主要表现为在潮流、波浪等水文动力的冲刷、拍击、撞击等影响下，易引起潮滩表面泥沙的疏松和起动，并由于退潮流的挟带和搬运作用，将滩面起动的泥沙搬离原地，使得潮滩上沉积的泥沙被水流搬运，造成潮滩滩面侵蚀。潮滩滩面侵蚀可能产生多种危害，表现在(1)使潮滩没入水中，造成陆地未来可拓展利用的土地资源减少，减少沿海大城市未来发展的空间；(2)减少大量的潮滩养殖用地，造成水产养殖业的巨大经济损失C3)被水流带走的泥沙沉积物能阻塞航道，影响船只出港；(4)加速潮滩沉积物中积累养分释放，增加近海区域水体富营养化的风险；(5)减少潮滩植物的生长空间，破坏近海生物栖息环境，减少湿地鸟类的取食地及其所依赖的底栖动物。针对滩面侵蚀的高破坏性，目前减少或防止潮滩滩面侵蚀的措施主要有1)石头围堰是在低潮位潮间带修筑高出海平面2-2. 5m的石质防护提，减少甚至切断潮流、波浪等对潮滩的冲刷作用，从而避免滩面侵蚀。该措施具有工程造价昂贵、景观效果差、对所围堰范围内滩涂生态系统破坏性大等缺点。2) 丁坝与提岸相接呈“T”字形的石质建筑物。能拦流截沙、消耗正面入射波的能量。为了保护一定长度的海岸线，常常需要多条丁坝，丁坝常成群出现，构成丁坝群。其缺点仍在于工程造价高、景观效果不理想、若成群大量使用对原有滩涂生态系统破坏性大等方面。3)填泥沙护滩是从海中或陆上采集合适的泥沙补充到被侵蚀的潮滩上。由于泥沙的补给周期要和侵蚀引起的泥沙自然损耗的速率一致，因而常常被侵蚀量小或侵蚀程度轻的沿海区域使用。其不足之处在于仅适用于侵蚀程度轻侵蚀量小的潮滩区域，若应用于侵蚀程度严重的区域其成本造价将大幅增加；同时由于填充泥沙的掩埋，可能会对原有滩涂生态系统产生较大影响。4)单一连续的植物护滩模式通常是从低海拔潮滩至高海拔潮滩，构建单一连续、呈片的一种植物群落或多种植物混生群落，以达到消耗水能和加固潮滩滩面的目的。其不足之处在于缺乏针对性，未能合理有效结合需保护潮滩的水文特性、侵蚀季节变化规律和护滩植物根系固岸特点，因滩制宜的选择及配置植物。造成不同地域潮滩采用的植物护岸模式千篇一律、功能却大相径庭。综合分析，在日益注重滨海区域生态价值、美学价值、游憩价值的今天，与其它三种护岸措施相比，植物护岸措施无疑将具有更广阔的应用空间和推广价值。本发明紧紧结合淤积型潮滩水文特性、侵蚀季节变化规律和常用护滩植物根系的固岸特点，克服现有技术中单一连续的植物护滩模式，创新性地提供了一种针对性强、固滩效果好、工程造价低、 注重潮滩生态价值、美学价值、游憩价值的植物配置方法。该模式适合于淤泥质潮滩如长江三角洲和黄河三角洲的沿海区域使用和推广，提高滨岸区域的生态效益和经济效益。
发明内容
本发明加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，依据潮滩滩面的入水时间的长短，划分潮滩梯度；依据不同季节时潮滩滩面的侵蚀情况，沿潮滩梯度配置适于生长和固滩的植物。本发明所述潮滩滩面是淤泥质潮滩滩面。所述的入水时间是指潮滩滩面在单位时间段内受潮流影响的时间。本发明中的 “单位时间段”是指每月或每季或每年。本发明中所述植物是耐湿耐盐碱的草本植物和乔本植物。所述草本植物为芦苇， 所述乔本植物为阔叶植物、针叶植物。所述阔叶植物为垂柳、加杨、江南桤木、沼生栎，针叶植物为池杉、落羽杉、水杉、墨西哥落羽杉、中山杉。本发明中，每隔4-5年，对种植的所述草本和乔本植物，进行主侧枝修剪、间移或
间伐管理。本发明通过对潮滩分梯级进行植物群落配置来实现。其主要技术原理在于植物根系在土壤中的作用就如同钢筋在混凝土中的作用。要提高潮滩滩面土壤稳定性，需根据不同高程潮滩受潮流、波浪影响时间长短和潮滩侵蚀的季节性变化规律，有针对性地选择表土层根系密度高的植物群落，分梯级地进行植物群落配置，以达到加固潮滩滩面的目的。本发明主要的具体实施步骤如下第一步依据入水时间长短，划分潮滩梯度受潮流、波浪等因素影响，不同高程的潮滩其入水时间各不相同。根据需保护潮滩不同高程段受潮流影响时间的长短，将潮滩划分为多个等级梯度。第二步确定目标潮滩滩面侵蚀的季节变化特征通过长期实地监测或查阅相关资料等途径，了解需保护淤泥质潮滩滩面侵蚀的季节变化规律。“春夏输秋冬储”、“春夏储秋冬输”是淤泥质潮滩滩面侵蚀最常见的季节变化规律。本发明中所述的“春夏输秋冬储”是指滩面泥沙在春夏季输出量大于淤积量，而在秋冬季输出量小于淤积量，表明滩面侵蚀主要出现在春夏季。本发明中所述的“春夏储秋冬输” 则是泥沙在春夏季输出量小于淤积量，秋冬季输出量大于淤积量，表明滩面侵蚀主要出现在秋冬季。第三步植物选择根据植物在不同潮滩梯度和不同侵蚀季节根系的特点，选择合适的耐湿耐盐碱植物。可选择的植物包括，草本植物芦苇(Phragmites australis)。乔本植物包括阔叶与针叶乔木。阔叶乔木垂柳(Salix babylonica)、加杨(Populus canadensis)、江
(Alnus trabeculosa)(Quercus palustris) ；#Bf #7^ -M^ (Taxodiumascendens)、落习习杉(Taxodium distichum)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、墨西胃胃习习 # (Taxodium mucronatnm) > Φ ill ^· (Taxodium 'zhongshansha 302，)。第四步植物沿潮滩梯度进行配置本发明中，沿划分潮滩梯度，根据植物在各梯度和侵蚀季节根系的特点，进行植物模式配置。本发明中，在选择乔木-草本植物配置模式后，每隔4-5年，对种植乔木进行主侧枝修剪、间移或间伐管理，以避免因乔木树冠过大过密导致下层潮滩草本植物数量锐减，减少土壤中根系数量，从而降低潮滩滩面土壤的稳定性。本发明与石头围堰、丁坝、填泥沙护滩等措施相比，具有造价低、维护费用低、美学价值和游憩价值高、对原有滩涂生态系统影响少等优点。与现有单一连续的植物护滩模式相比较，更能因地制宜，具有更高固滩效率和景观丰富度，具有工程造价低、注重潮滩生态价值、美学价值、游憩价值的优点。本发明通过划分潮滩梯度并结合滩面侵蚀的季节性变化规律，依据耐湿耐盐碱植物根系固岸特点，针对潮滩各梯度水文特点和侵蚀季节变化规律，沿划分潮滩梯度分梯级进行植物配置。本发明依据潮滩的水文特性和不同季节潮滩滩面的侵蚀情况，沿潮滩梯度配置植物。利用本发明的植物配置方法，能有效地加固潮滩滩面，而且工程造价低，兼顾潮滩生态价值、美学价值、游憩价值。该模式适合于淤泥质潮滩如长江三角洲和黄河三角洲的沿海区域使用和推广，提高滨岸区域的生态效益和经济效益。
具体实施例方式现结合实施例进一步说明本发明的技术方案，但本发明的内容并不受以下实施例限制。实施例一本实施例是在长江口崇明岛南岸南八潋水闸附近潮滩上进行的试配置。本实施例中，根据潮滩入水时间长短，将潮滩分为240-270cm潮位线以下的低潮滩，240-270cm与300_320cm间的中潮滩，300-320cm与350_370cm间的高潮滩3个梯度。其中低潮滩每月每天均受潮流影响，中潮滩则是每月约20-25天受潮流影响，高潮滩则是每月约15-20天受潮流影响。该区域潮滩侵蚀季节性变化规律为“春夏输秋冬储”，即滩面侵蚀的发生季节主要是在春夏季。根据池杉-芦苇群落在春夏季在低潮滩的表土层具有高根系密度、纯芦苇群落在春夏季中、高潮滩的表土层具有高根系密度的特点，从低潮滩至高潮滩分梯级进行植物配置。其中在低潮滩选用池杉-芦苇群落，而中、高潮滩均选用纯芦苇群落。在其后4年中， 对池杉进行了主侧枝修剪和间移的管理工作。定位监测该梯级植物配置模式与单一连续柳树-芦苇配置模式的结果表明，从根系密度分析，在低潮滩，池杉-芦苇群落在滩面表土层的根系密度在春季与夏季分别为 6. 72cm/cm3、5. 77cm/cm3，柳树-芦苇群落则分别为 3. 62cm/cm3、4. 09cm/cm3，池杉-芦苇群落在春季和夏季比柳树-芦苇阔叶草本群落根长密度分别提高1. 9和1. 4倍；在中、高潮滩的表土层，纯芦苇群落的根系密度在中潮滩春季13. 0cm/cm3、夏季为9. 67cm/cm3,在高潮滩春季10. 67cm/cm3、夏季为12. 22cm/cm3。柳树-芦苇群落的根长密度在中潮滩春季为7. 96cm/cm3，夏季为5. 50cm/cm3,高潮滩春季为6. 08cm/cm3，夏季为7. 61cm/cm3。在中潮滩，纯芦苇群落在春季和夏季比柳树-芦苇阔叶草本群落的根系密度提高了 1. 6和1. 8倍； 在高潮滩春季和夏季，前者也比后者分别提高了 1.8和1.6倍。从土壤稳定性分析，在低潮滩，池杉-芦苇群落在滩面表土层的土壤稳定性指数在春季和夏季为0. 92,0. 93，柳树-芦苇群落则为0. 72和0. 64，池杉-芦苇群落在春季和夏季比柳树-芦苇阔叶草本群落分别提高了 1. 3和1. 5倍；在中、高潮滩，纯芦苇群落表土层的土壤稳定性指数在中潮滩春季和夏季为0. 95,0. 94，在高潮滩春季和夏季为0. 95,0. 96，柳树-芦苇群落的土壤稳定性指数在中潮滩春季和夏季为0. 78,0. 67，在高潮滩春季和夏季分别为0. 73,0. 68，纯芦苇群落比柳树-芦苇阔叶草本群落的土壤稳定性指数在中潮滩春季和夏季分别提高了 1. 2和1. 4倍， 而在高潮滩则分别提高了 1. 3和1. 4倍。实施例二本实施例是在长江口崇明岛南奚潋水闸东侧潮滩上进行的试配置。本实施例中，根据潮滩入水时间长短，也是将潮滩分为240-270cm潮位线以下的低潮滩，240-270cm与300_320cm间的中潮滩，300-320cm与350_370cm间的高潮滩3个梯度。其中低潮滩每月每天均受潮流影响，中潮滩则是每月约20-25天受潮流影响，高潮滩则是每月约15-20天受潮流影响。该区域潮滩侵蚀季节性变化规律为“春夏储秋冬输”，即滩面侵蚀的发生季节主要是在秋冬季。根据柳树-芦苇群落在秋冬季在低潮滩的表土层具有高根系密度、池杉-芦苇群落在秋冬季中、高潮滩的表土层具有高根系密度的特点，从低潮滩至高潮滩分梯级进行植物配置。其中在低潮滩选用柳树-芦苇群落，而中、高潮滩均选用池杉-芦苇群落。在其后 4年中，对柳树和池杉进行了主侧枝修剪和间移的管理工作。定位监测该梯级植物配置模式与单一连续纯芦苇配置模式的结果表明，从根系密度分析，在低潮滩，秋冬季柳树-芦苇群落在滩面表土层的根系密度为4. 46cm/cm3,纯芦苇群落为2. 06cm/cm3，柳树芦苇群落比纯芦苇草本群落提高2倍；在中、高潮滩的表土层，秋冬季中潮滩池杉-芦苇群落的根系密度为5. 77cm/cm3,高潮滩为4. 90cm/cm3,纯芦苇群落在中潮滩根长密度为4. 15cm/cm3，在高潮滩为3. 73cm/cm3，池杉-芦苇群落在中潮滩和高潮滩比纯芦苇草本群落的根系密度分别提高了 1. 4和1. 3倍。从土壤稳定性分析，在低潮滩，柳树-芦苇群落在滩面表土层的土壤稳定性指数为0. 65，纯芦苇群落为0. 49，比纯芦苇草本群落提高了 1. 3倍；在中、高潮滩，池杉-芦苇群落表土层的土壤稳定性指数在中潮滩为0. 67，高潮滩为0. 87，纯芦苇群落在中潮滩为0. 57，高潮滩则为0. 68，池杉-芦苇群落比纯芦苇草本群落的土壤稳定性指数在中潮滩和高潮滩分别提高了 1. 2和1. 3倍。
权利要求
1.一种加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，依据潮滩滩面的入水时间的长短，划分潮滩梯度；依据不同季节时潮滩滩面的侵蚀情况，沿潮滩梯度配置适于生长和固滩的植物。
2.如权利要求1所述的加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，所述入水时间是指潮滩在单位时间段内受潮流影响的时间。
3.如权利要求1所述的加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，所述植物为耐湿耐盐碱的草本植物和乔本植物。
4.如权利要求3所述的加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，所述草本植物为芦苇，所述乔本植物为阔叶植物、针叶植物。
5.如权利要求4所述的加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，所述阔叶植物为垂柳、加杨、江南桤木、沼生栎；所述针叶植物为池杉、落羽杉、水杉、墨西哥落羽杉、中山杉。
6.根据权利要求4所述加固淤泥质潮滩的梯级配置植物方法，其特征在于，对所述草本和乔本植物，每隔4-5年，进行主侧枝修剪、间移或间伐管理。
7.如权利要求1所述的加固潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，所述潮滩滩面是淤泥质潮滩滩面。
全文摘要
本发明公开了一种加固淤泥质潮滩滩面的梯级配置植物方法，其特征在于，依据潮滩滩面的入水时间的长短，划分潮滩梯度；依据不同季节时潮滩滩面的侵蚀情况，沿潮滩梯度配置适于生长和固滩的植物。本发明属于生态工程技术领域。本发明能有效地加固淤泥质潮滩滩面，而且工程造价低，兼顾潮滩生态价值、美学价值、游憩价值。
文档编号E02B3/04GK102337733SQ20101023717
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者仲启铖, 任文玲, 杜钦, 杨淑慧, 王开运, 袁月 申请人:华东师范大学