專利名稱：用狗牙根修復(fù)水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水庫消落帶和河岸帶生態(tài)修復(fù)的工程化技術(shù)。屬于生態(tài)環(huán)境 保護與治理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水庫建成后由于運營的需要，往往會采取冬蓄夏泄的水位調(diào)度模式，從而在 水庫周圍形成水位落差達數(shù)十米、面積可達幾十甚至上百平方公里的消落區(qū)。如 三峽水庫建成后，將在庫周形成垂直距離為30m、面積440kn^的消落區(qū)。消落區(qū) 為一種在人為干擾下的特殊生態(tài)環(huán)境，和自然的河岸帶相比，水淹時間某些區(qū)域 淹沒時間甚至可長達6個月，并且淹沒時間由夏季汛期變?yōu)槎镜男钏蜎]。這 種變化使區(qū)內(nèi)的舊植物生態(tài)系統(tǒng)將受到毀滅性的破壞，新的植被生態(tài)系統(tǒng)很難在 短時間內(nèi)建立起來。如果處理不當，將會帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題，如水土流失、 地質(zhì)災(zāi)害、面源污染與近岸水體水質(zhì)的富營養(yǎng)化，以及對兩岸自然景觀破壞等， 加速整個庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化。另外，大型河道由于河水季節(jié)的變化和旱澇的變 化，也會在河岸兩邊形成水位落差達數(shù)十米、面積可達幾十平方公里的河岸帶。 河岸帶往往也是生態(tài)環(huán)境比較脆弱的地區(qū)，容易引發(fā)上述環(huán)境問題。對水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)進行植物生態(tài)修復(fù)，是非常有效的治理途徑之一。生態(tài)修復(fù)對改善河岸景觀、保持水土和截流面源污染物，改善水體的功能，總體提升區(qū)域環(huán)境質(zhì)量具有很大意義。然而，就水庫庫區(qū)消落帶和河岸帶生態(tài)工程治理中，根據(jù)庫區(qū)水體在消落帶范圍內(nèi)的不同水位梯度變化規(guī)律，構(gòu)建不同的植物生態(tài)系統(tǒng)進行修復(fù)為治理成功與否的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中，篩選出適合植物生長及構(gòu)建穩(wěn)定的植物群落，看似簡單，實則是世界性難題。目前國內(nèi)外還正在探索中，特別是對水位回落時耐干旱、耐土壤瘦瘠、水位回升后能耐長期淹沒的兩棲植物的篩選，成為關(guān)注的焦點之一。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是公開一種用于水庫消落帶和河岸區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)進行修復(fù) 的方法，用該方法能恢復(fù)消落帶和河岸區(qū)的自然生態(tài)、改善水體水質(zhì)，總體提高 環(huán)境質(zhì)量。為了達到上述目的，本發(fā)明通過在消落區(qū)進行大量的種植和淹沒實驗，并反 復(fù)試驗研究，從數(shù)十種備選植物中發(fā)現(xiàn)兩棲植物狗牙根(Cynodon Dactylon)，其 特性(耐干旱、耐土壤瘦瘠和耐淹性)可滿足消落帶和河岸帶生態(tài)工程治理中特 性要求(在水下淹沒時間1-6個月，淹沒深度為0-40米的特殊生境下成活，并 生長，出水后可以自然恢復(fù)其植被覆蓋)，通過其在生態(tài)工程技術(shù)中的應(yīng)用，從 而達到恢復(fù)和重建大型水庫消落帶和河岸帶生態(tài)環(huán)境的效用，具有廣闊的應(yīng)用前 景和良好的環(huán)境效益。本發(fā)明的具體技術(shù)方案為A、 修復(fù)植物的選取篩選得到一種能夠在岸上干旱、土壤瘦瘠的環(huán)境中生長，也能在淹沒時間 1-6個月，淹沒深度為0-40米的特殊環(huán)境下生存，并在水位回落后迅速恢復(fù)生 長的狗牙根(0770^/7 Zfe"Wo/7 )，又稱百慕大草、爬地草，禾本科，狗牙根屬 作為水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)植物；B、 狗牙根的兩種工程化增殖方法無性繁殖在野外采取狗牙根植株，將其匍匐莖截成10-15cm長，在苗圃土 壤中或六邊形植物模塊中培育，經(jīng)澆水、癖陽常規(guī)養(yǎng)護，9-12天成活，備用； 有性繁殖采集野生狗牙根種子、或市購狗牙根種子，在植物模塊中種植，常規(guī)培育10天后發(fā)芽，備用；c、種植時間的選擇對于水庫消落帶，選擇在4月，庫區(qū)蓄水水位降到最低水位時種植；對于河岸帶在2-3月份開始種植；D、 種植方法先在水庫消落帶庫岸或者河岸距離水0-3米處，采用石籠法、連接型混凝土 板塊體或植物纖維網(wǎng)護岸法進行護坡，然后在石頭或混凝土間隙中，直接放置B 步培植的植物模塊或帶土移植已成活的狗牙根植株；或在護坡工程上部，直接移 植，移植時密度按5-50cmX5-50cm的株行距整穴種植；E、 植物的養(yǎng)護種植2個星期后可形成穩(wěn)定群落，40天后地表覆蓋90%以上，從而達到生態(tài) 修復(fù)的目的；每年10月在水庫開始冬季蓄水前，采集水庫消落帶的已經(jīng)完成生長的狗牙根種子和部分植物植株到苗圃進行扦插，以備次年增殖或補種時用；次 年4月水位下條后，被水淹沒長達5-6月的狗牙根迅速恢復(fù)自然生長，其中污泥 淤積厚度超過30cm的局部地方，進行補種，確保來年的生長；河岸帶的狗牙根在夏季洪峰來前已經(jīng)完成植被覆蓋,水淹后可迅速恢復(fù)生長，其中，局部污泥淤積厚度超過30cm的地方，進行補種，確保生態(tài)修復(fù)效果。 所述的種植方法，還可以在庫岸或者河岸近水0-3米采用工程護岸，然后在石頭或混凝土間隙直接撒種種植，用種子播種時播種量為5-30g/m2。 本發(fā)明的優(yōu)點如下1. 由于本發(fā)明篩選到的狗牙根(CynodonDactylon)具有優(yōu)良的兩棲特性，其 兩棲特性適合大型水庫消落帶和河岸帶水體水位回落時的干旱、土壤瘦瘠中生 長；水位回升后淹沒水中1-6個月，淹沒深度0-40米的特殊生境下存活，并在 水位回落后迅速恢復(fù)生長的要求，因此，滿足了水庫消落帶和河岸區(qū)受損生態(tài)系 統(tǒng)植物生態(tài)重建和恢復(fù)的特殊要求。2. 由于狗牙根(CynodonDactylon)為本地物種，廣泛分布于我國的溫帶地區(qū)， 如華北、西北、西南及長江中下游等地，我國黃河流域以南各地均有野生種，因 此，有利于大量工程使用，且無生物入侵風險。3. 狗牙根為多年生草本植物，在100-150天的生長期內(nèi)均可完成生長、發(fā) 育、成熟過程，適合在低水位時消落區(qū)和河岸帶生長；具有根狀莖和匍匐枝，須 根細而堅韌，在短期淹水后具有較強的耐淤積性，減少工程中每年的維護費用。4. 本發(fā)明可以采用有性(種子)和無性(移植、莖枝的扦插等)快速工程 化增殖的方式，有利于大面積工程應(yīng)用。5. 本發(fā)明在生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用中具有良好的保持水土、護岸、美化河岸景 觀、截流面源污染物，吸收水中污染物質(zhì)，改善水體水質(zhì)的功能，滿足生態(tài)重建 和恢復(fù)工程的要求。
具體實施方式
實施例l我國西部某大型水庫消落區(qū)，實驗地占地0.4公頃，瀕臨長江，土地較平整， 坡度20-25° 。該地區(qū)年平均氣溫17. 1 19. 5°C，年活動積溫6500。C 7000。C ，年降水量1100mm，無霜期大于320天。先將前一年通過扦插和種子種植方式建立的狗牙根(Cynodon Dactylon)作為 用于水庫消落帶生態(tài)環(huán)境重建的備用物種庫。同時市購(上海天成草業(yè)公司)狗 牙根(Cynodon Dactylon)種子20公斤。然后選擇4月份，在近水面l-3米部分進行連接型混凝土板塊體護岸，在石 頭或混凝土間隙直接放置經(jīng)過培育的植物模塊或帶土移植已成活的狗牙根植株， 也可以直接撒種種植，建立以狗牙根為主，并不排除其他植物的復(fù)合群落；或在 護岸體上部(4月份)通過直接移植或種植狗牙根方式建立種群，移植時密度可 按5-50cmX5-50cm的株行距整穴種植；用種子播種時播種量為5-30g/m2。 一周 后成活，40天后蓋度達90%，植物根系發(fā)達，IO月前結(jié)籽。ll月后淹沒，在淹 沒時間l-6個月，淹沒深度為0-40米的特殊生境下的存活，根部生長正常。次 年4月出水后種子自然萌發(fā)，局部地方進行補種，迅速形成植被覆蓋。經(jīng)過上述生態(tài)修復(fù)工程，該大型水庫消落區(qū)達到了具有良好的保持水土、護 岸、美化河岸景觀、截流面源污染物，吸收水中污染物質(zhì)，改善水體水質(zhì)的功能 需求。 一個月后，植被覆蓋率達90%以上，裸露的消落區(qū)景觀的到了極大的改善。 護坡效果明顯，修復(fù)后的庫岸基本不大面積垮塌，耐沖擊性增強。水土保持效果 和無修復(fù)的地帶相比減少90%以上，減少了岸邊土壤中氮、磷等面源污染無的釋 放，同時對截留岸邊其他污染物進入水體的效果明顯，近岸水質(zhì)改善明顯。同時 岸帶的生物多樣性明顯增加，對總體改善消落區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量效果明顯。實施例2我國南方某大型河流河岸帶，實驗地占地O. 1公頃，瀕臨長江，土地較平整， 坡度20-25° 。該地區(qū)年平均氣溫12. 1 17.5°C，年活動積溫5500°C 7100°C ， 年降水量1000mm，無霜期大于310天。狗牙根(Cynodon Dactylon)用于河岸帶生態(tài)環(huán)境重建，方法為將前一年通 過扦插和種子種植物方式建立的備用物種庫，同時市購(上海天成草業(yè)公司)狗 牙根(Cynodon Dactylon)種子20公斤；2-3月在近水1-3米，進行連接型混凝土 板塊體護岸，在石頭或混凝土間隙直接放置培育的植物模塊或帶土移植己成活的狗牙根植株，也可以直接撒種種植，建立種群；在護岸體上部，3月通過直接移植或種植狗牙根方式建立種群，移植時密度可 按5-50cmX5-50cm的株行距整穴種植；用種子播種時播種量為5-30g/m2。 一周 后成活，40天后蓋度達90%，植物根系發(fā)達。7月發(fā)洪水，水位上漲15米，10 天后水位回落，水淹較淺部分馬上恢復(fù)生長，水淹較深處被15cm厚度淤泥覆蓋， 一周后恢復(fù)生長。通過上述修復(fù)，該大型河流河岸帶滿足了具有良好的保持水土、護岸、美化 河岸景觀、截流面源污染物，耐淤積、吸收水中污染物質(zhì)，改善水體水質(zhì)的功能 需求。修復(fù)后的河岸帶植被覆蓋率達90%以上，裸露的河岸帶景觀的到了極大的 改善。護坡效果明顯，修復(fù)后的河岸基本不大面積垮塌，耐沖擊性增強。水土保 持效果和無修復(fù)的地帶相比減少90%以上，減少了岸邊土壤中氮、磷等面源污 染無的釋放，同時對截留岸邊其他污染物進入水體的效果明顯，近岸水質(zhì)改善明 顯。同時河岸帶的生物多樣性明顯增加，對總體改善河岸帶生態(tài)環(huán)境質(zhì)量效果明 顯。
權(quán)利要求
1.用狗牙根修復(fù)水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)的方法，其特征在于A、修復(fù)植物的選取篩選得到一種能夠在岸上干旱、瘦瘠土壤的環(huán)境中生長，也能在淹沒時間1-6個月，淹沒深度為0-40米的環(huán)境下生存，且能在水位回落后迅速恢復(fù)生長的狗牙根作為水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)植物；B、狗牙根的兩種工程化增殖方法無性繁殖在野外采集狗牙根的匍匐莖，截成10-15cm長，在苗圃土壤中或六邊形植物模塊中培育，經(jīng)澆水、癖陽常規(guī)養(yǎng)護，9-12天成活，備用；有性繁殖采集野生狗牙根種子、或市購狗牙根種子，在植物模塊中種植，常規(guī)培育10天后發(fā)芽，備用；C、種植時間的選擇對于水庫消落區(qū)，選擇在4月種植；對于河岸帶，選擇在2-3月份種植；D、種植方法先在水庫消落帶的庫岸或者河岸距離水面0-3米，采用石籠法、連接型混凝土板塊體或植物纖維網(wǎng)護岸法進行護坡，然后在石頭或混凝土間隙中，直接放置B步培育的植物模塊或帶土移植已成活的狗牙根植株；或在護坡工程上部，直接移植，移植時密度按5-50cm×5-50cm的株行距整穴種植；E、植物的養(yǎng)護種植2個星期后形成穩(wěn)定群落，40天后地表覆蓋90％以上，從而達到生態(tài)修復(fù)的目的；每年10月在水庫開始冬季蓄水前，采集水庫消落帶的已經(jīng)完成生長的狗牙根種子和部分植株到苗圃進行種植或扦插，以備次年增殖或補種時用；次年4月水位下降后，被水淹沒長達5-6月的狗牙根迅速恢復(fù)自然生長，其中污泥淤積厚度超過30cm的局部地方，進行補種，確保來年的生長；河岸帶的狗牙根在夏季洪峰來前已經(jīng)完成植被覆蓋，水淹后迅速恢復(fù)生長，局部污泥淤積厚度超過30cm的地方，進行補種，確保生態(tài)修復(fù)效果。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用狗牙根修復(fù)水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng) 的方法，其特征在于所述的種植方法，在庫岸或者河岸近水面0-3米采用工程 護岸，然后在石頭或混凝土間隙直接撒種種植，用種子播種時播種量為5-30g/m2。
全文摘要
用狗牙根修復(fù)水庫消落帶和河岸帶受損生態(tài)系統(tǒng)的方法，涉及一種水庫消落帶和河岸帶生態(tài)修復(fù)的工程化技術(shù)。先篩選得到能在干旱、瘦瘠土壤中生長，也能在淹沒1-6個月，淹沒深度為0-40米生存，并在水位回落后迅速恢復(fù)生長的狗牙根作為修復(fù)植物；采用無性繁殖或有性繁殖后進行種植或移植到修復(fù)區(qū)；然后進行養(yǎng)護，確保來年的生長。本發(fā)明能重建和恢復(fù)庫消落帶和河岸帶生態(tài)，具有改善河岸景觀、保持水土、截流面源污染物和改善水體水質(zhì)的功能，在淹沒期具有固土、護岸、吸收水中污染物質(zhì)，水位回落后可迅速完成對河岸的植被覆蓋，從而達到恢復(fù)和重建大型水庫消落帶和河岸帶生態(tài)環(huán)境的效用，具有廣闊的應(yīng)用前景和良好的環(huán)境效益。
文檔編號A01G1/00GK101218873SQ20081003289
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者趙建夫, 馬利民 申請人:同濟大學(xué)