一种恢复沉水植物的种植方法及网格化种植装置与流程

1.本发明属于水生态修复技术领域，尤其涉及一种恢复沉水植物的种植方法及网格化种植装置。


背景技术：

2.随着国家生态文明建设速度的加快，国内富营养水体治理的需求日益旺盛。作为健康水体生态系统的重要组成部分，沉水植物可通过多种直接(吸附氮磷等营养物质、抑制底泥再悬浮、抑制藻类生长等)和间接(为水生动物提供栖息地和食物来源等)维持水体的清水稳态，恢复沉水植物的重要性已经得到广泛的认可。随着后期水体生态修复需求的主要对象逐渐转移至面积较大的自然湖泊，修复工作面临的主要干扰因素之一为剧烈的风浪扰动。中大型湖泊风浪大，尤其长江中下游地区夏季台风盛行期湖面最大风力可达10级以上，可导致沉水植物叶片脱离、枝条断裂以及底部繁殖体移位等，对生态修复效果产生严重的负面影响。
3.中国专利公开号为cn101444167a，发明创造名称为一种种植沉水植物的方法和装置，是由不锈钢铁皮制成的长方体铁盒，铁盒的侧部由四片相同的铁片围成，底部由四片三角形的铁片组成，每片铁皮通过折页与底部的四个边连接，可以自由活动。
4.中国专利公开号为cn106069281a，发明创造名称为一种沉水植物种植系统，包括至少一个种植单元，所述种植单元包括：1片编织网，该编织网采用编织材料交叉编织后形成，且该编织网具有镂空孔；至少4个配重装置；若干沉水植物。
5.以上的沉水植物种植方式主要采用沉水植物成苗均匀种植，成本高且由于密度较低难以形成集群效应而影响修复成效。沉水植物成苗的高密度种植可起到一定的集群效应，提高植物成活率并起到一定的消减水体风浪扰动的作用，同时沉水植物种子和越冬芽等繁殖体作为湖泊水生植物重要的种子库，其为反映植物群落现在和将来特点的一个重要因素，可以延缓或加速物种进化速率，在植物群落的保护和恢复中起着重要的作用，其可在水体储存较长时间，可降低种群灭绝几率。因此，面对大湖水生植被修复，植物成苗恢复和种子库建立相结合的方式从湖泊生态系统恢复的长期效果来看是科学合理的。
6.综上，目前大湖水生植被修复急需一种环境友好、成本低廉的具有一定消减水体风浪扰动的保护水体下层植物繁殖体及提高植株成活率的水生植被恢复方式。因此，发明一种恢复沉水植物的网格化种植装置及种植方法显得非常必要。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种恢复沉水植物的种植方法及网格化种植装置。本发明除了具有目前已有的一些沉水植物材料的定植、繁殖和扩张能力外，还有效降低了湖泊水生植被恢复的成本。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种恢复沉水植物的网格化种植装置，包括水下屏障，沉水植物繁殖体，沉水植物
条带和配重沙管，所述的配重沙管用扎带固定在水下屏障的底部外侧位置；所述的沉水植物繁殖体均匀填充在水下屏障所围成的空斑区域。
10.优选的，所述的沉水植物条带物种为由株体高(成株株高超过1m)，能适应一定的水流冲击和耐较高的营养负荷的物种种苗组成网格边界线带体；所述的物种种苗可采用绑苗配重沉植或扦插种植等方式；所述物种包括但不限于穗状狐尾藻、马来眼子菜、光叶眼子菜、微齿眼子菜、轮叶黑藻及蓖齿眼子菜。
11.一种恢复沉水植物的网格化种植装置的种植方法具体包括以下步骤：
12.步骤一：沉水植物物种的选择与材料制备；
13.步骤二：植物条带与网格化种植装置制备；
14.步骤三：植物条带与网格化种植装置的安装；
15.步骤四：沉水植物的成长成型；
16.步骤五：网格化种植装置的拆卸。
17.优选的，在步骤一中，所述的沉水植物物种的选择要能够抵抗一定风浪扰动，且耐高水体营养负荷的物种，所述的沉水植物繁殖体物种为菹草石芽，苦草种子和轮叶黑藻芽孢三种。以穗状狐尾藻种苗条带组成网格边界线，其形成的内部空斑区播种或三者的混合材料。
18.优选的，在步骤一中，所述的菹草石芽、苦草种子、轮叶黑藻芽孢的单独播种的密度分别为：15-60g/
㎡
，15-30g/
㎡
及22-37g/
㎡
，具体密度根据可不同水体环境进行调整。穗状狐尾藻种苗采用无纺布沙包加橡皮筋绑苗种植，菹草石芽、苦草种子(需提前浸泡7天以上)和轮叶黑藻芽孢采用人工手播方式，若菹草石芽已发出新芽则采用裹泥配重沉植方式播种。
19.优选的，在步骤二中，所述的植物条带的种植密度：要形成具有抗风浪的植物条带，需要提高种植密度，以往湖泊生态修复中沉水植物成苗的种植密度较低，一般4-6丛/
㎡
(400-600g/
㎡
)；作为一种优选的技术方案，所述的植物条带的种植密度选择8-12丛/
㎡
(800-1200g/
㎡
)作为植物条带中苗丛密度。
20.优选的，在步骤二中，所述的植物条带宽度选择种植带宽约4-10m，具体条带宽度可根据不同水体风浪环境进行调整。
21.优选的，在步骤二中，所述的植物条带形成网格的尺寸选择有30*30m、40*40m及50*50m，均以植物条带中线为界，具体网格尺寸可根据不同水体风浪环境和水深进行调整。
22.优选的，在步骤二中，所述的网格化种植装置可采用气泡膜等质轻柔且水中保持直立形态的材料，所述的网格化种植装置的高度设置在30-50cm之间，并用细扎带拼接。
23.优选的，在步骤三中，所述的植物条带与网格化种植装置的安装，植物条带采用gps放线与人工投放相结合的方式进行设置，条带边界处采用水下屏障(高度30cm-50cm，底部为配重沙管，沙管直径约3-5cm)，水下屏障在植物条带放线时同步设置；为增强水下屏障的连接强度，采用塑料扎带以间距20cm对水下屏障与配重沙管进行连接。
24.优选的，在步骤四中，所述的沉水植物的成长成型，设置好的植物条带与网格化种植装置内部的植物繁殖体在稳定的水体环境下可正常扩繁，1-2月后可形成稳定的群落结构。
25.优选的，在步骤五中，所述的网格化种植装置的拆卸：待植物生长成型后即可拆除
水下屏障，由于水下屏障与配重管重量较轻，可人工方便撤除；通过拉拔方式可将水下屏障绕圈式摆放收置好，以待后续使用。
26.本发明有益的技术效果在于：
27.本发明用于理化环境相对较好而风浪扰动较强的水体，通过利用植物条带的集群效应以及植物条带与水下屏障共同形成的对各个方向(水平与垂直)的风浪的消减作用来提高局部水域的植物种苗成活率、形成众多小生态隔离区为沉水植物繁殖体初期生长提供稳定的水体条件，形成综合的沉水植物恢复系统。
28.本发明还具有如下特性：
①
环境友好性，
②
制备简单且施工难度较低，
③
对制作设备和场地要求低，
④
良好的推广性，
⑤
成苗成活率高且繁殖体生长速度快，
⑥
网格化种植装置材料可重复利用和拼接；本发明的沉水植物种植方式能够较好地满足大面积、低成本且高效率利用沉水植物种苗与繁殖体等材料以进行沉水植物恢复种植的需求。
附图说明
29.图1是本发明的恢复沉水植物的网格化种植装置的俯视结构示意图。
30.图2是本发明的恢复沉水植物的网格化种植装置是正视结构示意图。
31.图3是本发明的恢复沉水植物的网格化种植装置的种植方法流程图。
32.图中，部件名称与附图编号的对应关系为：
33.1、水下屏障；2、沉水植物繁殖体；3、沉水植物条带；4、配重沙管。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。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。
35.如附图1和附图2所示：本发明提供的恢复沉水植物的网格化种植装置，包括水下屏障1，沉水植物繁殖体2，沉水植物条带3和配重沙管4，所述的配重沙管4用扎带固定在水下屏障1的外侧下部位置；所述的沉水植物繁殖体2填充在水下屏障1围成的空斑区。
36.所述恢复沉水植物的网格化种植装置的种植方法具体包括以下步骤，如图3所示：
37.s101：沉水植物物种的选择与材料制备：所述的沉水植物物种的选择要能够抵抗一定风浪扰动，且耐高水体营养负荷的物种，所述的沉水植物物种为菹草石芽，苦草种子和轮叶黑藻芽孢三种。沉水植物条带组成网格边内部空斑区播种三者的单一或混合材料；所述的菹草石芽、苦草种子、轮叶黑藻芽孢的单独播种的密度分别为：15-60g/
㎡
，15-30g/
㎡
及22-37g/
㎡
，具体密度根据可不同水体环境进行调整。沉水植物条带种苗采用绑苗配重沉植或扦插种植方式，菹草石芽、苦草种子(需提前浸泡7天以上)和轮叶黑藻芽孢采用人工手播方式，若菹草石芽已发出新芽则采用裹泥配重沉植方式播种。
38.s102：植物条带与网格化种植装置制备：所述的植物条带的种植密度：要形成具有抗风浪的植物条带，需要提高种植密度，作为一种优选的技术方案，所述的植物条带的种植密度选择8-12丛/
㎡
(800-1200g/
㎡
)作为植物条带中苗丛密度；所述的植物条带宽度选择种植带宽约4-10m，具体条带宽度可根据不同水体风浪环境进行调整；所述的植物条带形成网格的尺寸规格有30*30m、40*40m及50*50m，均以植物条带中线为界，具体网格尺寸可根据
不同水体风浪环境和水深进行调整；所述的网格化种植装置采用的是气泡膜材料，所述的网格化种植装置的高度设置在30-50cm之间，并用细扎带拼接
39.s103：植物条带与网格化种植装置的安装：所述的植物条带与网格化种植装置的安装，植物条带采用gps放线与人工投放相结合的方式进行设置，条带边界处采用水下屏障(高度30cm-50cm，底部为配重沙管，沙管直径约3-5cm)，水下屏障在植物条带放线时同步设置；为增强水下屏障的连接强度，采用塑料扎带以间距20cm对水下屏障与配重沙管进行连接。
40.s104：沉水植物的成长成型：所述的沉水植物的成长成型，设置好的植物条带与网格化种植装置内部的植物繁殖体在稳定的水体环境下可正常扩繁，1-2月后可形成稳定的群落结构。
41.s105：网格化种植装置的拆卸：所述的网格化种植装置的拆卸：待植物生长成型后即可拆除水下屏障，由于水下屏障与配重管重量较轻，可人工方便撤除；通过拉拔方式可将水下屏障绕圈式摆放收置好，以待后续使用。
42.根据以上方法设计以下3个实施例进一步进行说明。
43.实施例1
44.1、选取生长良好的穗状狐尾藻种苗(株体完整，高度》100cm，具体根据恢复区水体水深而调整)作为水生植物带材料，密度为1000g/
㎡
；繁殖体区物种材料选择菹草石芽，密度为30g/
㎡
。
45.2、将穗状狐尾藻以宽度4m的形式横纵交叉地种植于阳澄湖中湖某水域(平均水深约1.5m)作为水生植物条带(横纵条带中线间距均为30m)，条带外边界设置水下气泡膜屏障(高度30cm，底部为装填满黄沙的直径为5cm的配重管)；将繁殖体菹草石芽按上述密度均匀播撒在草格内及其邻侧相当面积开敞水域，开敞水域中穗状狐尾藻的种植密度为400g/
㎡
。
46.3、试验时间为2021年10月18日-11月23日，以每周一次的频率监测草格内外穗状狐尾藻和菹草石芽的生长情况。
47.结果见下表1。
48.实施例2
49.1、选取生长良好的穗状狐尾藻种苗(株体完整，高度》120cm，具体根据恢复区水体水深而调整)作为水生植物带材料，密度为1200g/
㎡
；繁殖体区物种材料选择菹草石芽，密度为30g/
㎡
。
50.2、将穗状狐尾藻以宽度5m的形式横纵交叉地种植于阳澄湖东湖某水域(平均水深约1.8m)作为水生植物条带(横纵条带中线间距均为40m)，条带外边界设置水下气泡膜屏障(高度30cm，底部为装填满黄沙的直径为5cm的配重管；将繁殖体菹草石芽按上述密度均匀播撒在草格内及其邻侧相当面积开敞水域，开敞水域中穗状狐尾藻的种植密度为600g/
㎡
。
51.3、试验时间为2021年11月5日-12月10日，以每周一次的频率监测草格内外穗状狐尾藻和菹草石芽的生长情况。
52.实施例3
53.1、选取生长良好的穗状狐尾藻种苗(株体完整，高度》120cm，具体根据恢复区水体水深而调整)作为水生植物带材料，密度为1600g/
㎡
；繁殖体区物种材料选择菹草石芽，密度为30g/
㎡
。
54.2、将穗状狐尾藻以宽度8m的形式横纵交叉地种植于阳澄湖东湖某水域(平均水深约2m，附近500m处旅游航道内来往大型游船产生波浪较大)作为水生植物条带(横纵条带中线间距均为50m)，条带外边界设置水下气泡膜屏障(高度30cm，底部为装填满黄沙的直径为5cm的配重管；将繁殖体菹草石芽按上述密度均匀播撒在草格内及其邻侧相当面积开敞水域，开敞水域中穗状狐尾藻的种植密度为800g/
㎡
。
55.3、试验时间为2021年11月12日-12月17日，以每周一次的频率监测草格内外穗状狐尾藻和菹草石芽的生长情况。
56.结果见下表1。
57.表1
58.[0059][0060]
由上表1可知，本发明所提出的沉水植物恢复种植方式相比一般的均匀种植具有更高的种苗定植成活率和繁殖体生长率，且实例1、2和3中穗状狐尾藻种苗用量减少了约38％、53％和41％。此外本发明还具有如下特性：
①
环境友好性，
②
相比大面积均匀种植，此方法实施简单且施工难度较低，
③
对制作设备和场地要求低，
④
良好的推广性，
⑤
成苗成活率高且繁殖体生长速度快，
⑥
网格化种植装置材料可重复利用和拼接。本发明的沉水植被恢复方式能够较好的满足各类浅水淡水水体的沉水植物恢复需求。
[0061]
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列
运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。