CN102017858A - 狗牙根在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建与生态治理中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生态环境保护与治理技术领域，特别涉及狗牙根(Cynodon dactylon)在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建与生态治理中的应用，所述大深度水淹水库消落区和河岸消落区的淹没垂直深度h为10米＜h≤30米；经试验，狗牙根在经受连续淹没时间最长达8个月、淹没垂直深度最高达30米的长时间大深度水淹后能够存活并在露水后能很好地生长，能够很好地适应水陆交替的消落区环境，可以使消落区全年具有存活的植被，并对消落区的土壤具有很强的固持能力和减少径流冲刷的能力，可降低消落区的土壤流失，同时可成为优良的库岸水陆屏障带，极大地改善消落区的生态环境质量，应用前景好。

Description

狗牙根在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建与生态治理中的应用

技术领域

本发明涉及生态环境保护与治理技术领域，特别涉及狗牙根(Cynodon dactylon)在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理中的应用。

背景技术

我国目前有水库86000多座，其中许多水库为季节调节型、年调节型或多年调节型水库，这些水库由于发电、航运、防洪等需要，水库水位会因调度而发生周期性的涨落，从而导致水库库岸产生淹没-出水暴露交替出现的消落区。不同的水库消落区其水位落差是有差异的，有的水库消落区水位落差可高达数十米。由于持续的水淹，水库消落区常常表现出明显的生态退化和环境质量低下。以我国三峡水库为例，三峡工程是世界上的特大型水利工程，三峡水库建成后为长约660公里的河道形水库。根据三峡水库的运行调度方案，水库正常蓄水位为175米(高程)，汛期防洪限制水位为145米(高程)。三峡水库消落区具有面积巨大，总面积达349平方公里；连续水淹时间长，每年水淹时间最长达8个月；水淹深度大，垂直高差最大达30米等特点。如此大面积、长时间、大深度水淹消落区的产生对整个三峡库区的生态环境造成了极大影响，主要体现在消落区植被退化甚至消亡、库岸剥蚀和土壤流失、库岸生态屏障能力降低、库区景观质量下降等方面。如何对三峡水库消落区进行植被构建和生态治理，已成为我国迫在眉睫并亟待考虑的问题。

与水库消落区类似，我国很多江河的河岸也存在因为河流洪枯水量变化和水位变化而形成的大深度水淹河岸消落区，这些河岸消落区同样也存在植被退化明显、水土流失严重等生态环境问题。

要解决水库消落区和河岸消落区生态环境质量下降的问题，一个很重要的措施就是恢复水库消落区和河岸消落区的植被，通过恢复植被的方式来对水库消落区和河岸消落区进行生态治理，提高生态环境质量。考虑到消落区被水淹没时水力侵蚀和水流冲刷严重以及消落区生态环境脆弱的特殊性，为达到真正的生态治理目的和良好效果，构建的植被不能是季节性的、临时性的植被，而必须是持续存在的永久性植被，并且构建的植被对连续每年发生的水淹能很好地耐受而不会逐渐衰退。在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理中，关键是要选育出在大深度水淹后不会死亡，在退水出露后又能很快进行生长的植物物种，且该物种还具有发达的根系能够很好地固持土壤，防止土壤流失。选育出能耐受大深度水淹并能适应消落区环境，并且在连续每年发生的大深度水淹后不会衰退和死亡的植物成为进行大深度水淹水库消落区和河岸消落区植被构建和生态治理的重要关键，也是目前需要解决的难点问题。

迄今为止，关于成功选育出植物应用于大深度水淹水库消落区和河岸消落区的实地植被构建和生态治理，而且在连续每年发生的大深度水淹后构建的植被不会表现出衰退和死亡还没有见到任何有实据性的相关报道。申请号为200810032895.1的中国专利申请(申请日为2008年1月22日)公开了一种用狗牙根修复水库消落带和河岸带受损生态***的方法，其中指出：狗牙根能在淹没时间为1～6个月、淹没深度为0～40米的我国西部某大型水库消落区环境下生存(该消落区濒临长江)，且能在水位回落后迅速恢复生长。但据发明人考证，在2008年1月22日以前，长江上还不存在消落区水淹深度达40米的水库，也就是说，在2008年1月22日以前，在长江上不具备条件可以进行上述淹没时间为1～6个月、淹没深度为0～40米的水库消落区实地构建植被的水淹研究和消落区修复研究。在2008年1月22日前，三峡水库也不具有水深可达40米的消落区。因此，对本领域技术人员而言，根据该申请说明书的记载，无法得出狗牙根确实能够耐受淹没时间为1～6个月、淹没深度为0～40米的水淹并在退水出露后仍能很好地生长的结论。申请号为201010102730.4的中国专利申请(申请日为2010年1月29日)公开了一种水库消落带陡坡地区受损生态***修复方法，其中指出可在消落深度2～10米之间的范围混合种植香根草和狗牙根以构建复合植被恢复带，但其没有指出狗牙根是否适用于10米以上大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理。并且，根据该申请说明书的记载，含有狗牙根的复合植被恢复带位于丹江口水库160～168米高程。而据发明人考证，丹江口水库2010年前的最高水位为157米(高程)，其消落区的水位涨落范围在149～157米之间。因此，该申请中所构建的含有狗牙根的复合植被恢复带实际上并未经历过水淹的实际检验，而只是提出了一种未来丹江口水库增加坝高产生新的水库消落区(水位在160～170米之间涨落)后如何进行陡坡消落区治理的一种可能方法。

综上所述，到目前为止，还没有任何技术可用于大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理，狗牙根是否能够应用于大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理也没有任何实证性的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于选育出一种适用于大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理的植物物种并用于消落区的植被构建和生态治理，该植物物种在大深度水淹后不会死亡，在退水出露后又能很快进行生长，可以使大深度水淹水库消落区和河岸消落区全年具有存活的发达植被，还可以使大深度水淹水库消落区和河岸消落区很好地保持水土，消减污染，极大地提高生态环境质量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

狗牙根在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理中的应用，所述大深度水淹水库消落区和河岸消落区的淹没垂直深度h为10米＜h≤30米。

进一步，所述大深度水淹水库消落区和河岸消落区的连续淹没时间最长达8个月；

进一步，所述水库为三峡水库。

本发明的技术方案是在大量的实验研究和在长江三峡水库消落区进行多年实地试验和验证的基础上获得的。狗牙根(Cynodon dactylon)为禾本科狗牙根属多年生草本植物，具根茎；秆细而坚韧，下部匍匐地面可长达1米多，向上直立部分高10～50厘米。采用狗牙根进行大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建和生态治理的方法，可包括以下步骤：

①植物种苗的获得：在野外采集狗牙根植株，截取分株后栽植于土壤肥沃、舒松透水的苗圃中，进行浇水和除杂草等常规管理，通过匍匐生长和产生克隆分株，形成大量的植株作为种苗；也可采用种子萌发育苗的方式获得种苗，在野外采集狗牙根种子或者购买市售的狗牙根种子，播洒于土壤舒松、平整的苗床上，待种子萌发的幼苗生长到合适大小时作为种苗使用。

②植被构建：对于水库消落区的植被构建，因我国水库多数在秋冬季蓄水处于高水位而春夏季处于低水位，故应在春季水库水位下降消落区出露后进行；对于河岸消落区的植被构建，因我国河流通常在夏季为涨水期而秋冬季为枯水期，故应在夏季涨水期结束后进行。在种植狗牙根前，应清除水库消落区和河岸消落区的枯枝、石头等杂物，对于坡度大具有陡坎的消落区要用石条、石垄或混凝土等进行护坡，对于水浪冲刷明显的消落区要修建围堰或挡墙等进行防浪刷处理。狗牙根的种植可采用播穴的方法，在拟种植狗牙根的消落区挖出直径为15厘米、深20厘米的播穴，穴距30～40厘米，把培育好的狗牙根种苗移栽于播穴内，用壤土压实种苗根系，浇水定根后壤土壅土，壅土高出地表2～3厘米。此外，在构建狗牙根植被时，既可以构建完整连续的植被，也可以构建块状、团状或点状的稀疏植被；既可以将狗牙根单独种植，也可以将其与其它植物混合种植。

③植被管护：在种植后10天左右，狗牙根植株即开始生长，约40天后可形成稳定群落。在构建植被的管护中，需要去除杂草，防止野兔、牛羊等草食动物啃食破坏，如遇干旱需浇水抗旱。通过上述管护措施可使构建的狗牙根植被在消落区涨水淹没前生长良好，营养积累顺利，并具有最佳的生长状态，次年消落区退水后，出露的狗牙根植株能够迅速恢复生长并形成茂密碧绿的植被。对于处于河流库湾或回水区域，在水淹过程中会产生泥沙淤积的消落区，如果泥沙淤积厚度超过40厘米，可通过补种的方法促进局部泥沙淤积过厚消落区植被的尽快恢复。

本发明的有益效果在于：大量实验研究和在长江三峡水库消落区的多年实地试验研究结果显示：①狗牙根具有很强的水淹耐受能力和很好的耐贫瘠土壤、耐旱的特性，对于连续淹没时间最长达8个月、淹没垂直深度最高达30米的消落区长时间大深度水淹环境及退水后的陆生环境均能很好地适应，在长时间大深度水淹后不会死亡，在消落区退水出露3～6天后即萌发新叶、恢复生长迅速，可使长时间大深度水淹消落区整个区域全年具有存活的植被，植被覆盖率达到100％，极大地改善消落区的景观质量。②狗牙根植株具有在长时间大深度水淹后仍能存活的发达茂密根系，加上由具有很强水淹耐受能力的地上匍匐茎形成的致密地被层，采用狗牙根构建的消落区植被对长时间大深度水淹消落区的土壤具有很强的固持能力和减少径流冲刷的能力，可极大幅度地降低甚至完全控制长时间大深度水淹消落区的土壤流失，同时可成为优良的库岸水陆屏障带，截留、吸收、分解陆上土壤流失和面源污染物，极大地改善消落区的生态环境质量。③狗牙根植株茎叶为牛、马、羊、兔、鸡等动物喜食饲料，用狗牙根大规模构建消落区植被除了具有极高的生态效益外，同时也可以获得很好的经济效益。④狗牙根在我国广布，适应我国广大地域的气候条件，且其在三峡水库消落区如此严酷的长时间大深度水淹环境下都能够很好的适应，因此，狗牙根除适用于三峡水库消落区的植被恢复和生态治理外，也同样适应于除三峡水库外的其它大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被恢复和生态治理，具有很好的应用价值。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施例进行详细的描述。

2007年春，野外采集健壮、生长良好的狗牙根植株，采用分株繁殖的方式在苗圃培育狗牙根种苗，经过一年的生长和培育，繁育出足够数量的狗牙根种苗用于构建消落区植被。

2008年春，在长江三峡水库消落区选择试验用地共10余亩，所处消落区的水位受三峡水库调度的控制，水位在145～175米之间变化，垂直高差最大达30米；所在地区年平均气温为17～19℃，无霜期大于330天，年降雨量为1200毫米左右。试验用地共分为3个试验区，每个试验区具有不同坡度和不完全相同的土壤条件(表1)。对各试验区进行场地清理以备植株栽植和构建植被。

表1.3个试验区的主要特征

从2008年3月初开始，在3个试验区从海拔高程176米到145米全高程消落区范围内，采用播穴的方法栽植狗牙根，播穴直径为15厘米、深20厘米，株行穴距为30～40厘米。由于退水出露的时间不同，不同高程消落区进行狗牙根栽植并完成植被构建的时间不同，最低高程消落区因出露最晚其植被构建在5月底完成。狗牙根植株栽植一周后复苏并生长，同时地上匍匐茎产生并以植株为中心向周围扩展，一个月后各试验区植被覆盖率达到95％以上，在当年9月底三峡水库开始蓄水前，各试验区已形成茂盛致密的狗牙根植被，植被覆盖率达到100％。从2008年9月底开始，各试验区植被被长江三峡水库蓄水淹没。2009年5月退水至消落区完全出露后，经过连续水淹时间最长达8个月的长时间大深度水淹，狗牙根仍然存活(表2)，地上匍匐茎完好并完全覆盖整个试验区(表3)；出露后的3个试验区均无地表暴露，无明显土壤流失(表4)；出露3～6天后狗牙根植株即萌发新叶，快速返绿并生长旺盛；由降雨产生的陆上径流经过试验区植被后流量明显减弱、浑浊度明显降低。同时，于2008年6月上旬，在盛满试验区土壤的体积为60×60×30厘米的竹筐中栽植狗牙根，到9月底时竹筐内的狗牙根已形成茂密的植丛，覆盖率达100％。在当年9月底三峡水库开始蓄水前，把长满狗牙根植丛的竹筐固定在143～145米高程的库岸处进行水淹实验。结果显示，2009年5月底出水的竹筐内的狗牙根植丛仍然存活且地上匍匐茎完好，出水后植丛很快产生新叶并迅速恢复生长。

2009年9月，长江三峡水库再次蓄水，水位上涨，3个试验区的狗牙根植被和竹筐内的狗牙根植丛再次被完全淹没。2010年5月退水至消落区出露后，3个试验区的狗牙根植被均存活完好并完全覆盖整个试验区(表2)，且植被的茂密程度和地上匍匐茎形成的地被层厚度优于2009年5月退水出露后的狗牙根植被(表3)，3个试验区均无明显土壤流失(表4)；出水的竹筐内的狗牙根植丛也完全存活。

表2.不同深度水淹后狗牙根植株的存活率(％)

注：2008年淹后指2008年蓄水淹没2009年退水后，2009年淹后指2009年蓄水淹没2010年退水后。水淹前在每一高程随机标记200株植株，次年水淹结束后统计存活率。

表3.连续两次水淹后狗牙根植被地上匍匐茎形成的地被层平均厚度(厘米)

表4.构建狗牙根植被的试验区经连续两次水淹后地表流失的平均土壤厚度(毫米)

上述长江三峡水库消落区的多年实地试验结果证实，狗牙根可以非常好的耐受长江三峡水库消落区的长时间大深度水淹(连续水淹时间最长达8个月、水淹垂直深度最高达30米)，并可以很好地适应水陆交替的消落区环境，由狗牙根构建的消落区植被在三峡水库持续每年发生的长时间大深度水淹下不但不会发生衰退，相反，植被的繁茂程度越来越好。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.狗牙根(Cynodon dactylon)在大深度水淹水库消落区和河岸消落区的植被构建与生态治理中的应用，所述大深度水淹水库消落区和河岸消落区的淹没垂直深度h为10米＜h≤30米。

2.根据权利要求1所述狗牙根的应用，其特征在于：所述大深度水淹水库消落区和河岸消落区的连续淹没时间最长达8个月。

3.根据权利要求1或2所述狗牙根的应用，其特征在于：所述水库为三峡水库。