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一种河道生态恢复植被的构建方法

花匠小妙招
2024-11-11 09:01

专利名称：一种河道生态恢复植被的构建方法
技术领域：
本发明属于生态恢复工程技术领域，具体涉及一种淮河河道最优植被构建的方法，特别适合河道的退化河道及河岸带生态系统恢复与重建。利用多方位植被构建恢复生物多样性，净化水质，恢复健康稳定的河道生态系统。
背景技术：
随着社会的进步、工业化的发展，城市规模不断扩大，人口增加，河道被大量占用，生态恶化，河道生物多样性和自净能力消失减退。河道是水陆交错带，在调节气候、保持水土、防洪方面具有重要的功能。人类的活动已经改变了河道原有的水文平衡和水循环模式，使河岸植被与水中生物完全丧失了栖息空间，生物多样性减少到最低，河道生态功能削弱，水体自净能力减退，加上大量工业与生活污水未经有效处理排入河道，使河道水体黑臭或富营养。河岸带生态系统由于受人类活动的干扰而严重退化，世界20%以上的河岸带植被已不复存在，剩余部分也在极迅速的消失。而当今社会人们对生存环境的品质要求越来越高且趋向于天然，因此，加强水资源保护，改善河道环境，修复和构建生态型河道已是势在必行了。传统河道治理使河道看起来整洁有序，但无法获得良好的亲水性，视觉美感消失，无法达到生态景观要求，生态破坏性大。自然河道治理是20世纪就开始形成的一种先进的治河理念，旨在通过各种生态修复方法使受损河流生态系统的结构和功能恢复到受干扰前的自然状态，进而在遵循河流自身发展规律的条件下持续地满足人类社会发展的需要。生物修复是河道生态修复中的重要手段是通过一系列的工程及植物措施将水体中的污染物质分解并转移出去，使河流生态系统处于一个稳定良性循环状态，并恢复其原有的自净功能的一项综合性河道整治技术。河道生态建设中，植物措施可分陆生植物和水生植物。植物可将水、河道、提岸、植被、水生生物等结合成一个完整的河流生态系统。所选植物要在某方面或某几个方面有独特的功能。如能够净化水质、巩固和改良土壤等。若选用经济效益高的植物组成群落，在植物措施实施后，既要对河道整治有尽可能多的生态和经济回报，同时要对改善当地河道景观有明显作用。因此，自然的河道生态修复，植物的选择及搭配即植被构建技术显得尤为重要。

发明内容
本发明的目的在于提供了一种河道生态恢复的植被构建方法，方法易行，操作简便，实现了多种陆生植物与水生植物的优化配置，分层次针对性的进行了淮河河道生态恢复与重建。明显而有效的提高了淮河河道及河岸带生物多样性和生态多样性，促进了河道生态系统的健康稳定发展。有效的解决了河道水质污染退化，河水自净能力弱，生物多样性锐减等生态问题，为河道的自然恢复与重建提供了可行而有效的生态修复措施。为了达到上述的目的，本发明采用以下技术措施
本发明主要解决淮河河道的生态系统破坏，生物多样性锐减，水污染、水质下降等问题。旨在利用多种陆生、水生植被的最优搭配对淮河河道进行有效的生物多样性恢复以及水质净化。与此相辅相成，恢复了河道自然特性就可以恢复水陆交错带的植被，并为水生生物提供栖息地，提高河流的自净能力，因此成为改善水生生态系统的重要工程措施。河道植物一般用于浅水区、陆地以及水陆过渡地带，对河道具有固岸、涵养水源和净化水质的作用，同时可以丰富河道的生态型式和景观。植物构建搭配的选择，需结合当地特点，从本土性(即有较强的地域特征，能反映本土文化，适应本地的气候、土壤、水质，易生长，成活率高，尽量选择本地乡土树种和适生性植物资源，以体现本土性和大众化的绿化效果和生态效益)、经济性(即所选植被可能产生的一定的经济价值)、固土性(即对所选河滩地植被的基本要求，种植的植被要能够起到保持水土、稳定边坡的作用)、景观性(城市为人类聚居的地方，城市河岸的功能之一便是给居民提供茶余饭后休憩的场所，河道和河岸带植物需考虑季节性、观赏性及层次感)、无害性(护坡植物必须对水体无污染性、无物种扩张泛滥的可能性)等多方面综合予以考虑，同时也要考虑河道完建后期养护管理的方便与经济。通过资料的收集，调研，实地考察以及配置实验，根据河道植被的设计原则，即水力稳定性原则、生态和谐原则、因地制宜原则，在示范工程全区域归结出一套完整的植被构建体系，包括沉水植被恢复、滨水植物种植、河滩地植被恢复三种植被构建技术，相互协调搭配而成为一套合理有效的生态修复工程措施。一种河道生态恢复植被的构建方法，其步骤是1、淮河河道生境调查首先申请人对淮河河道的周边环境、土壤环境，水位情况进行进一步的调查，以确定预选水生植物种的生态习性是否满足条件。2、水生植物筛选在选择植物时，充分考虑了淮河河道及河岸带生态因子的复杂性，选择适合该地生长的植物，并且尽可能地使植物种类多样化。水生植物尽管种类繁多，但忌滥用。另外，要避免在植物种类的选择上过多地追求新、奇、异、珍品种，否则会影响本地滨水植被群落的物种组成，破坏其结构的稳定性，筛选过程中遇到的外来植物品种，申请人参考其在本地区或附近地区的生长表现后再行确定，而防止盲目配置造成的施工困难。3、在淮河河道上栽植沉水植被(恢复)在示范工程全区域，分散种植耐污能力较强的沉水植物，如金鱼藻(Ceratophyllum demersum)或轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)或苦草(Vallisineria natans)或大茨藻(Najas marina community)等其中的一种二至四种的任意组合，恢复与重建沉水植被；以提高河水的溶氧与透明度，吸收净化污染物。4、在淮河河道上种植滨水植物在示范工程全区域河流坡岸处，分别种植耐污能力较强、耐水淹的挺水植物与扎根浮叶植物，如薦草(Schoenoplectus triqueter)或荆三 1 (Bolboschoenus yagara)或水葱(Softstem bulrush)(Thalia dealbata) 菖蒲(Acorus calamus)或香蒲(Typha angustata)或朿Ij果酸模(Rumex dentatus)或石龙芮(Ranunculus sceleratus)或水生莺尾(Iris tectorum Maxim)或雨久花(Monochoria korsakowii)或弯_慈姑(Sagittaria latifolia)或水蓼(Polygonum hydropiper)等其中的一种或二至十一种的任意组合，恢复与重建坡岸、滨水的挺水植物群落，修复河流活力和自净能力，改善河流水质，也为动物提供多种栖息环境。5、在淮河河道上植被恢复在示范工程全区域，除部分建筑用地外，全面恢复滩地植被。根据不同的地形特征，配置不同的植物类群，如高大的芦苇(Wiragmites australis) 或聚穗莎草(Cyperus glomeratus)或低矮的狗牙根(Cynodon dactylon)或高羊茅 (Festuca arundinacea)或与介于两者的双穗雀稗(Paspalum distichum)或小香蒲(Typha minima Funk)等其中的一种或二至五种的任意组合，既吸收净化滩地含有的污染物，又可以净化过境的污染河水。氮、磷的去除主要依靠水生植物的吸收作用。此植物配置可对富营养化的水体和底泥可起到一定的净化作用，对氮、磷有较强的吸收能力，能在一定程度上减轻水体的营养负荷，显著增强了对外来污染冲击的缓冲能力。6、河道植被的栽后管理在水生植物恢复初期，整个水体初级生产者以藻类为主，整个水体环境达到稳态转换，在这一时期除了防止湖泊稳态转换过程的逆转外，要植物种间关系的调控、水生植物发展规模的控制。本发明的与现有技术比较，具有以下优点和效果①沉水植被恢复、滨水植物种植、河滩地植被恢复中的植被构建涉及多种水生、陆生植被，对淮河河道生物多样性恢复有显著的改善；②该技术针对了淮河河道的水下、坡岸以及河滩，多层次结合进行修复，对淮河河道生态修复效果明显且是全方位的；③沉水植被恢复、滨水植物种植、河滩地植被恢复中的植物选择与搭配，分别经过实地考察以及配置实验，均为适合淮河河道的最优植被配置；④该技术中的所选植物在后期便于养护管理，管理期间不会耗费大量精力或增加养护成本，河道修复物种耐污能力均较强，能显著提高河道的自净能力，不会对生态环境有不利影响；⑤此项淮河河道植被构建技术，基于自然河道治理，利用生态修复的自然方法，打破传统的河道修复技术，在达到显著成效的同时，美化了生态环境，增加城市沿岸环境的审美度，达到了真正的生态和谐，具有环保、社会和经济效益。
具体实施例方式实施例1 一种淮河河道生态恢复植被的构建方法，其步骤是1、淮河河道生境调查首先申请人对淮河河道的周边环境、土壤环境，水位情况进行进一步的调查，以确定预选水生植物种的生态习性是否满足条件。2、水生植物筛选在选择植物时，充分考虑了淮河河道及河岸带生态因子的复杂性，选择适合该地生长的植物，并且尽可能地使植物种类多样化。水生植物尽管种类繁多，但忌滥用。另外，要避免在植物种类的选择上过多地追求新、奇、异、珍品种，否则会影响本地滨水植被群落的物种组成，破坏其结构的稳定性，筛选过程中遇到的外来植物品种，申请人参考其在本地区或附近地区的生长表现后再行确定，而防止盲目配置造成的施工困难。3、水生植物配置了解选择水生植物的生长特性、株型大小，根据色彩搭配与植株的观赏风格协调一致的原则，进行初步配置。另外，多种植物合理的搭配较单一植物具有较好的处理效果，混合种不仅使湿地的净化率提高，且净化效果更稳定。因此，将漂浮植物 (水面)、根生沉水植物(水下)和挺水植物(高出水面)配置在同一水域的同一个水区中，不仅物种多样性可增强水生植物群落的生态稳定，维护更为长久丰富的水生植物景观，同时对于水体防止富营养化或重金属污染可起到更大的作用，实现水生植物在生态水景中的重要意义。因此，根据以上河道生境以及植被生态习性，所选植物配置如下(1)沉水植被恢复主要选择耐污能力强的沉水植物，主要为藻类，如苦草、狸藻、大茨藻、蓖齿眼子菜、竹叶眼子菜、金鱼藻或轮叶黑藻等。(2)滨水植物种植挺水植物与浮叶植物混搭，考虑景观美化需要，同时选择一些常绿植物，如水葱、再力花、菖蒲、香蒲等。(3)河滩地植被恢复多选择喜湿、陆生或水陆兼生的一年生或者多年生草本，如芦苇、聚穗莎草，狗牙根、高羊茅、双穗雀稗、小香蒲、墨旱莲或莲子草等。4、水生植物种植水生植物的种植要充分考虑到各种植物的要求，从土壤要求、种植深度、水位调控、种植密度以及栽培季节等充分的加以考虑。种植密度过大则出现营养面积小、通风条件差、光照差等问题，过小则导致在植物群体种间竞争中处于不利地位，极易被杂草侵占，影响保存率；栽培季节主要有两种生长期种植大多数水生植物可在生长季节种植。如莎草、水葱等；休眠期种植耐寒性强的植物可在休眠期种植。如芦苇、水葱、再力花、睡莲等植物可在休眠期种植。另外(1)沉水植物的种植沉水植物的选择主要为藻类，其适合沙土，因此申请人在淮河河道中土壤质地多为沙壤的基质且水位合适的水下进行了各种藻类的种植，形成了金鱼藻群落、轮叶黑藻群落、苦草群落以及大茨藻群落等。轮叶黑藻的种植选用叉子种植法；苦草等5至6株捆绑后种植；金鱼藻的种植选用直接抛掷法。(2)滨水植物种植挺水植物多种植在淮河河道黏土土质的地带，根据河道水位，最优植物构建搭配，主要形成以下水生植物群落香蒲属植物群落，与芦苇、菖蒲、水葱、慈姑、及蓼属植物等混生；菖蒲群落，该群落为浅水(适宜水深30cm及以下)沼泽型湿地植物群落，不能适应过深(水深适应性在60cm以内)的水位；水葱群落该群落为典型的挺水型植物群落，可适应一定的水深；荆三棱群落该群落亦为浅水(适宜水深30cm及以下)沼泽型湿地植物群落，常与香蒲、芦苇等群落镶嵌分布。另外还有弯喙慈姑、雨久花、水蓼、薦草群落等，共同组成挺水植物组合群落。如再力花、慈姑等个体较大的植被种植密度不宜过大。挺水植被与浮叶植被，先种在容器中，再将容器沉入水中。避免疏松的土壤直接入池产生浑浊，增加养护过程中枯枝、残叶消除的难度与力度。种植使用水生植物专用土，上面加盖粗砂砾，防止鱼类的活动影响土壤。一般生氧植物多栽植于较小的容器中，将其分布于池底，栽植专用土上面加盖粗砂砾；浅水植物单株栽植于较小容器或几株栽植于较大容器，并放置于池底，容器下方加砖或其他支撑物使容器略露出水面。另外，在水体中种植水生植物时，不宜种满一池，一般水生植物的覆盖面积占水面总面积的50-65%为宜。不要沿岸种满一圈，而应该有疏有密，有断有续。(3)河滩地植被恢复该地带的植被水生陆生皆有，土壤适宜范围较大。有的喜壤土，有的喜沙土。根据河道不同情况进行不同植被构建。逐渐形成了芦苇群落、双穗雀稗群落、墨旱莲群落、狗牙根-莲子草群落等。种植方法根据各种植物的生态习性，按照常规方法种植。芦苇采用根茎种植法，利用芦苇的茎或柄形成种植的根瘤，采用高800-1200mm、最多5片叶的强健幼株进行种植；双穗雀稗也采用根茎、匍匐茎繁殖，也可采用种子远途传播法；墨旱莲、莲子草采用种子繁殖，春季4月按行距30cm，开条沟、深2-3cm，将种子均勻播入，薄覆细土，以不见种子为度，稍加镇压并浇水；狗牙根可采用根茎繁殖或者播种方式进行种植。5、河道植被的栽后管理在水生植物恢复初期，由于整个水体初级生产者仍然以藻类为主，加之整个水体环境尚未完全达到稳态转换的要求，定植成功的水生植物极易在这一时期无法长期发展。因此在这一时期最关键的工作是保证定植植物的成活与发展，以使得水生植物尽可能在短时期内建立优势。当水生植物在各种管理措施之下能够完成正常的生活史，并随着水体治理与管理措施的不断进行能够逐年扩大生长范围时，水生植物群落的恢复工作即进入了发展与稳定期。在这一时期除了要注意防止湖泊稳态转换过程的逆转外，还要注意植物种间关系的调控、水生植物发展规模的控制。栽植后，除日常管理工作之外，还要注意以下几占.
^ \ ·(1)检查有无病虫害。(2)检查植株是否拥挤，一般过3至4年时间分1次株。(3)定期施加追肥。(4)注意清除河道杂草，进行河道杂物清理。
权利要求
1.一种河道生态恢复植被的构建方法，其步骤是A、河道生境调查对河道的周边环境、土壤环境，水位情况进行进一步的调查，确定预选水生植物种的生态习性；B、水生植物筛选在选择植物时，充分考虑河道及河岸带生态因子的复杂性，选择适合该地生长的植物，并且使植物种类多样化；C、在河道上栽植沉水植被在工程全区域，分散种植耐污能力较强的沉水植物，为金鱼藻或轮叶黑藻或苦草或大茨藻其中的一种二至四种的任意组合，恢复与重建沉水植被；提高河水的溶氧与透明度，吸收净化污染物；D、在河道上种植滨水植物在工程全区域河流坡岸处，分别种植耐污能力较强、耐水淹的挺水植物与扎根浮叶植物，为薦草或荆三棱或水葱或再力花或菖蒲或香蒲或刺果酸模或石龙芮或水生鸢尾或雨久花或弯喙慈姑或水蓼其中的一种或二至十一种的任意组合，恢复与重建坡岸、滨水的挺水植物群落，修复河流活力和自净能力，改善河流水质，为动物提供多种栖息环境；E、在河道上植被恢复在工程全区域，除部分建筑用地外，全面恢复滩地植被，根据不同的地形特征，配置不同的植物类群，为高大的芦苇或聚穗莎草或低矮的狗牙根或高羊茅或与介于两者的双穗雀稗或小香蒲其中的一种或二至五种的任意组合，既吸收净化滩地含有的污染物，净化过境的污染河水；F、河道植被的栽后管理在水生植物恢复初期，整个水体初级生产者以藻类为主，整个水体环境达到稳态转换，在这一时期除了防止湖泊稳态转换过程的逆转外，要植物种间关系的调控、水生植物发展规模的控制。
2.根据权利要求1所述的一种河道生态恢复植被的构建方法，其特征是所述的沉水植物的种植为藻类苦草、狸藻、大茨藻、蓖齿眼子菜、竹叶眼子菜、金鱼藻或轮叶黑藻。
3.根据权利要求1所述的一种河道生态恢复植被的构建方法，其特征是所述的滨水植物种植挺水植物植在河道黏土土质的地带，根据河道水位，植物构建搭配，形成以下水生植物群落香蒲属植物群落，与芦苇、菖蒲、水葱、慈姑、及蓼属植物混生；菖蒲群落，该群落为浅水沼泽型湿地植物群落，水深在60cm以内的水位；水葱群落该群落为典型的挺水型植物群落，荆三棱群落该群落亦为浅水水深30cm以下沼泽型湿地植物群落，常与香蒲、芦苇等群落镶嵌分布，另外还有弯喙慈姑、雨久花、水蓼、薦草群落，共同组成挺水植物组合群落。
4.根据权利要求1所述的一种河道生态恢复植被的构建方法，其特征是所述的河滩地植被恢复植被水生陆生皆有，喜壤土、喜沙土，根据河道不同情况进行不同植被构建，逐渐形成了芦苇群落、双穗雀稗群落、墨旱莲群落、狗牙根-莲子草群落，芦苇采用根茎种植法，利用芦苇的茎或柄形成种植的根瘤，采用高800-1200mm、5片叶的幼株进行种植；双穗雀稗采用根茎、匍匐茎繁殖，采用种子远途传播法；墨旱莲、莲子草采用种子繁殖，春季4月按行距30cm，开条沟、深2-3cm，将种子均勻播入，薄覆细土，浇水；狗牙根采用根茎繁殖或者播种方式进行种植。
全文摘要
本发明公开了一种河道生态恢复植被的构建方法，步骤⑴沉水植被恢复在工程全区域，分散种植耐污能力较强的沉水植物，如金鱼藻、轮叶黑藻等，恢复与重建沉水植被；⑵滨水植物种植在工程全区域河流坡岸处，分别种植挺水植物与扎根浮叶植物，如藨草、荆三棱、水葱、再力花、菖蒲、香蒲、刺果酸模、石龙芮、水生鸢尾、雨久花等，恢复与重建坡岸、滨水的挺水植物群落；⑶河滩地植被恢复在工程全区域，除部分建筑用地外，全面恢复滩地植被，如芦苇、聚穗莎草、狗牙根、高羊茅，双穗雀稗等。有效的解决了河道水质污染退化，河水自净能力弱，生物多样性锐减等生态问题，为河道的自然恢复与重建提供了可行而有效的生态修复措施。
文档编号C02F3/32GK102491525SQ20111040403
公开日2012年6月13日申请日期2011年12月7日优先权日2011年12月7日
发明者安树青, 张全发, 王伟波, 田自强, 程晓莉, 窦晓琳申请人:中国科学院武汉植物园