CN104956877A - 河岸带石砾滩地固土植草方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种河岸带石砾滩地固土植草的方法，其包括如下步骤：在河岸带石砾滩地上挖坑；沿坑壁依次放入外圈和内圈；所述内圈内填充土壤，所述内圈和外圈之间填充土壤与土壤固化剂的混合物，所述外圈和坑壁之间填充碎砾石；拔出内圈和外圈，在内圈土壤中种植固土植物。该方法步骤简单、所需材料少，通过内圈和外圈的设计，建立了四层固定土壤的保护体系，最大限度抵抗住雨水或河水的冲刷。同时，植被恢复面积大，绿化效果好。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复领域，具体而言，涉及一种河岸带石砾滩地固土植草方法。
背景技术
在20世纪后期，随着人口的激增和工农业生产的发展，作为自然界中最重要的河流生态***的生态环境受到了严重的威胁。河岸带作为河流生态***的重要组成部分，包括了高低水位之间的河床以及高水位之上直至河水影响完全消失为止的地带，其特殊的位置使其蕴藏着丰富的野生动植物资源、水资源、气候资源以及旅游资源等。在陆地和水体***的双重影响作用下，河岸带具有提高生物多样性和生态***生产力，治理和保护水土污染，调节微气候和美化生态环境等多方面的功能。然而由于人类活动的干扰和破坏，河岸带植被严重退化导致土壤大量流失，最终导致河岸带对物流、能流、信息流和生物流发挥廊道、过滤器和屏障的作用消失。随着我国对生态问题的关注，河岸带退化植被的修复已经成为生态学研究领域的热点。由于河岸带土壤的大量流失所带来的高石砾土壤，严重制约着植被的恢复过程。
目前河岸带植被修复工程中应用较为广泛的方法是把水泥与几种物料集合在一起制成各种形式的生态混凝土。其中，以多孔连续型绿化混凝土应用较多。多孔连续型绿化混凝土是由粗骨料、混合材、水泥、化学添加剂和水等拌制而成，不含细骨料，外观上看如同食用的“沙琪玛”。该方法的具体工艺为：
首先要将所治理的坡面进行平整，平整之后铺设好预制的普通混凝土框架；多孔连续型绿化混凝土原料由集料、水泥、掺和料和外加剂几种物质配合而成。在确定好配比之后加水充分拌匀，然后浇筑在预制的混凝土框架内；然后进入养护期，养护期的时间一般为三天以上。养护期间要对混凝土土体进行碱度的控制，由于水泥水化过程中会产生Ca(OH)2，因此混凝土体通常会呈现碱性，必须进行碱度的控制，否则无法生长植物；养护期过后，要进行孔隙的填充，生态型多孔混凝土孔隙是一个特定的人造植物生长环境，填充材料的化学性质及所提供的各种植物所需营养元素，决定了植物能否在生态型多孔混凝土内正常发芽、生根、长期生长。填充土的基材一般为适宜植物生长的耕植土或黄土，并根据需要加入一定量的肥料、保水剂、有机质、腐殖质等附加材料；最后进行表层客土覆盖，表层客土铺设于植生混凝土表面，形成植被初期生长的空间，提供植被初期生长的养分、水分和防止混凝土表面过热影响植物生长，并在植物具备水土保护前减少植生混凝土内水分蒸发、防止其下部的多孔连续型绿化混凝土填充材流失。
虽然多孔连续型绿化混凝土植被恢复方法是实测的唯一较好方法，但其制作工艺复杂，多孔连续性混凝土不仅需要浇筑，而且需要养护，再进行孔隙的填充和表层的土壤覆盖，其周期过长，工作量大，而且制作费用不低。同时混凝土本身就是硬化固土材料，虽为多孔，但其本身对自然环境的影响尚不明确。根据研究可知多孔连续性绿化混凝土的孔隙率为25％～40％为最佳，因此其实际绿化面积有限，并不能实现高密度的绿化效果。所需材料繁多也是该项方法的缺点之一。最后，表层客土覆盖过程中，该表土并不能受到保护，很大可能被水流冲刷带走，而裸露多孔连续性绿化混凝土，达不到预期的植被恢复效果。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河岸带石砾滩地固土植草方法，该方法步骤简单、所需材料少，通过内圈和外圈的设计，建立了四层固定土壤的保护体系，能最大限度抵抗住雨水或河水的冲刷。同时，植被恢复面积大，绿化效果好。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种河岸带石砾滩地固土植草方法，包括如下步骤：在河岸带石砾滩地上挖坑；沿坑壁依次放入外圈和内圈；所述内圈内填充土壤，所述内圈和外圈之间填充土壤与土壤固化剂的混合物，所述外圈和坑壁之间填充碎砾石；拔出内圈和外圈，在内圈土壤中种植固土植物。
本发明提供的河岸带石砾滩地固土植草方法，通过在坑中引入内圈和外圈的设计，建立了四层固定土壤的保护体系，能最大限度抵抗住雨水或河水的冲刷。一是内圈中填充土壤种植固土植物，植物根系固定住土壤不易流失，并且能够恢复河岸带石砾滩地的植被。二是内圈和外圈之间填充的土壤在没有固土植物的保护下，通过在土壤中添加土壤固化剂从而增加土壤颗粒之间的相互作用，增强土壤的固结效果，保证土壤不易被流水冲走，减少土壤的流失。三是内圈和外圈之间填充的混有土壤固化剂的土壤也对内圈中填充的土壤起到防护作用，由于内圈外填充的土壤混有土壤固化剂，其紧实度增强，在内圈外形成了一个新的壁垒，增强了内圈中填充土壤的抗冲刷性能。而且，植物生长过程中的根系也可以延伸到这一区域，进一步截留更多的土壤，有利于后续的植被恢复。四是外圈和坑壁之间通过填充硬度大、不易被冲走的碎砾石，使得坑构成了滩地上独立的***，为最外层的防护***，保护坑内的土壤。
本发明提供的河岸带石砾滩地固土植草方法，内圈和外圈中填充的土壤可就近取土，利用挖坑时整理出来的土壤即可，也可以从坑以外的区域取来。外圈和坑壁之间填充的碎砾石也可就近取材，利用石砾滩地上整理出的碎砾石即可。步骤简单，用料少，大大节约了人力、物力及财力。
本发明提供的方法中，坑的大小会影响固土植草的效果。优选坑的深度为20～30cm，体积为0.05～0.10m3。将坑的大小控制在这一范围内，不易造成大面积的冲刷，在一定的滩地面积内，小而分散的土坑会减少被水冲刷的机会。而基于固土植物根系的考虑，将坑的深度控制在20～30cm，有利于植物根系的充分生长，从而保证最大程度地发挥固土护坡功能。
内圈和外圈之间填充的土壤与土壤固化剂混合物对内圈中填充的土壤有防护作用，但由于其紧实度较大，土壤固结程度较大，不利于植物根系的延伸，因此，较好地，所述内圈和外圈之间的间距为8～10cm，既能起到很好的防护作用，也不会因为面积过大抑制植物根系的生长；作为最外层的防护***，所述外圈和坑壁之间的间距优选为2～4cm，其中填充的碎砾石能够支撑整个坑的结构，起到很好的防护作用。
土壤固化剂起到固定土壤的作用，添加的固化剂量比较多，起到的固土效果高，可最大限度地减少水的冲刷。但过分紧实也影响植物的生长。较好地，所述土壤固化剂的质量占土壤质量的0.4％～0.6％，优选的添加量既能促进土壤颗粒之间的固结，也不会影响植物的生长和土壤本身的酸碱度。
较好地，所述内圈内填充的土壤中还包括土壤固化剂，该内圈土壤中混合的土壤固化剂的质量占内圈中填充的土壤质量的0.2％～0.3％。通过在内圈土壤中混合土壤固化剂，与固土植物双管齐下，进一步确保土壤抗蚀性能的增强。而且，混合的土壤固化剂的质量也不会影响固土植物根系的生长。
土壤固化剂优选为离子型土壤固化剂，品牌为路邦EN-1土壤固化剂，强离子交换促进土壤具有活性，路邦EN-1土壤固化剂无毒、无公害、无污染、不破坏生态环境，采用该固化剂达到既安全稳定又环境友好的双重功效。同时，路邦EN-1土壤固化剂能改善土壤结构，增加土壤的饱和导水率及有机质含量，有利于植物根系对养分的吸收，促进植物的光合作用。
较好地，所述内圈内填充的土壤密度为1.3～1.5g/cm3，所述内圈和外圈之间填充的混合物的密度为1.5～1.7g/cm3，既能够保证土壤的紧实度减少被流水的冲刷，也有利于植物根系的充分生长。
较好地，所述外圈和内壁之间填充的碎砾石粒径为10～25mm。优选碎砾石的粒径为10～25mm，保证堆积密度效果最好，能够提供良好的强度和稳定性，也能保证透水性好，不易冻结。
进一步优选地，本发明提供的河岸带石砾滩地固土植草方法在所述碎砾石缝隙之间还填充土壤，增加碎砾石之间的联结强度，也为植物根系的生长提供一定的空间。
较好地，所述固土植物为狗牙根、白三叶、苜蓿、百喜草、海滨雀稗中的任意一种，能够适应河岸带石砾滩地的生长环境。进一步优选地，所述固土植物为狗牙根，它发芽快，发芽率高，所需营养物质少，耐盐性好，适应河岸带石砾滩地土壤胶贫瘠的状况；耐水性好，能度过雨季而不被破坏；其根须***强大，根茎蔓延力强，固定客土的效果突出。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)通过在坑中引入内圈和外圈的设计，建立了四层固定土壤的保护体系，保证能抵抗住雨水或河水的冲刷。一是内圈中填充土壤种植固土植物，植物根系固定住土壤不易流失，并且能够恢复河岸带石砾滩地的植被。二是内圈和外圈之间填充的土壤在没有固土植物的保护下，通过在土壤中添加土壤固化剂从而增加土壤颗粒之间的相互作用，增强土壤的固结效果，保证土壤不易被流水冲走。三是内圈和外圈之间填充的混有土壤固化剂的土壤也对内圈中填充的土壤起到防护作用，由于内圈外填充的土壤混有土壤固化剂，其紧实度增强，在内圈外形成了一个新的壁垒，保护内圈中填充的土壤不易被流水冲走。四是外圈和坑壁之间通过填充硬度大、不易被冲走的碎砾石，使得坑构成了滩地上独立的***，最为最外层的防护***，保护坑内的土壤。
(2)本发明提供的河岸带石砾滩地固土植草方法，内圈和外圈中填充的土壤可就近取土，利用挖坑时整理出来的土壤即可。外圈和坑壁之间填充的碎砾石也可就近取材，利用石砾滩地上整理出的碎砾石即可。步骤简单，用料少，大大节约了人力、物力及财力。
(3)本发明中，内圈和外圈之间填充的土壤中，添加的土壤固化剂的质量占土壤质量的0.4％～0.6％，既能促进土壤颗粒之间的固结，也不会影响植物的生长和土壤本身的酸碱度。
(4)本发明中，内圈中填充的土壤中还添加了土壤固化剂，添加的土壤固化剂的质量占内圈中填充的土壤质量的0.2％～0.3％。通过在内圈土壤中混合土壤固化剂，与固土植物双管齐下，进一步确保土壤不易流失。而且，混合的土壤固化剂的质量也不会影响固土植物根系的生长。
(5)土壤固化剂优选为离子型土壤固化剂，品牌为路邦EN-1土壤固化剂，强离子交换促进土壤具有活性，路邦EN-1土壤固化剂且无毒、无公害、无污染、不破坏生态环境，采用该固化剂达到既安全稳定又环境友好的双重功效。同时，路邦EN-1土壤固化剂能改善土壤结构，增加土壤的饱和导水率及有机质含量，有利于植物根系对养分的吸收，促进植物的光合作用。
(6)固土植物为狗牙根、白三叶、苜蓿、百喜草、海滨雀稗中的任意一种，该固土植物发芽快，发芽率高，所需营养物质少，对土壤要求不严，适应河岸带石砾滩地土壤较贫瘠的状况、耐水性好、其根须***强大，根茎蔓延力强，固定客土的效果突出。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例
枯水季节，在河岸带石砾滩地上进行整地，将滩地上的大砾石清理出来，以保证不影响后续的步骤。
在整好的滩地上进行挖坑，坑为圆柱形坑，直径为50cm，深度为30cm。也可将坑的形状设定为其他形状，例如坑的截面为正方形，长方形、椭圆形、平行四边形，其达到的固土植草效果是一样的。在本实施例中，不一一列举，仅以圆柱形坑为例，圆形的效果最好，没有棱角，减少冲刷。
挖好坑后，将内圈和外圈放入坑中。内圈和外圈的位置是这样的：靠坑壁距离较近的为外圈，靠坑壁距离较远的为内圈。内圈和外圈为圆形，两者之间的间距为10cm，外圈距坑壁的距离为3cm。内圈和外圈的形状同坑的截面形状相同。若坑的截面为正方形，长方形、椭圆形、平行四边形，则内圈和外圈依次选择正方形，长方形、椭圆形、平行四边形。内圈和外圈的材质不做特殊要求，可依据预算进行选择。
放好内圈和外圈后，在外圈和坑壁之间填充粒径为10～25mm的碎砾石。由于砾石的粒径不相同，在填充时，粒径较小的碎砾石放在底部，粒径较大的碎砾石放在上部，这样堆积的坚实度好，稳定性强，不易被流水冲走。碎砾石中还会存在一定的缝隙，为了进一步增加碎砾石之间的联结强度，还可在碎砾石之间填充土壤，填充的土壤也为植物根系的生长提供了一定的空间，便于植物根系的延伸。
在内圈中放入土壤，一边放入一边压实土壤，保证最后土壤的密度为1.5g/cm3。在这一步骤中使用的土壤可就近取土，利用挖坑时采集到的土壤。土壤中若有粒径较大的土块，需破碎，若有粒径较大的碎石、树根、金属块等杂物，需去除。为了进一步确保内圈中填充的土壤不易流失，还可在内圈中填充的土壤中添加路邦EN-1土壤固化剂，添加的土壤固化剂的质量占内圈中填充的土壤质量的0.25％。通过在内圈土壤中混合土壤固化剂，与固土植物双管齐下，。而且，混合的土壤固化剂的质量也不会影响固土植物根系的生长。具体实施方法为，在河岸带选取砾石多、土壤少的地段，进行清基，搬运土壤放在此处备用；测定出土壤的最优含水率，根据最优含水率计算得出土壤中应添加的水的质量。取相应质量的水，将土壤固化剂加入其中充分溶解，保证土壤中固化剂的含量为0.25％，后将固化剂和水的混合物装入喷壶中均匀地喷入土壤中，为了保证喷洒地均匀，可分层喷洒并不断搅拌；喷洒结束后，将混合了固化剂的土壤让入内圈中，压实。内圈中填充好土壤后，再在内圈和外圈之间填充路邦EN-1土壤固化剂和土壤的混合物。一边放入一边压实土壤，保证最后土壤的密度为1.7g/cm3。该混合物的制备方法同上述步骤。
此外，还可在内圈和外圈之间填充的土壤的表面覆盖30-50mm厚度的石砾，进一步保护土壤，减少冲刷。这时，再在外圈和坑壁之间堆积碎砾石，保证外圈和坑壁之间填充的碎砾石的高度也与覆盖的石砾高度平齐。
最后，小心地将内圈和外圈***，在内圈土壤中撒入狗牙根种子，并用土壤覆盖，浇少量水，即完成全部的工作。拨出来的内圈和外圈可重复利用。
此外，可用薄膜将整个坑面覆盖，8小时后洒一遍水。以后每天洒一遍水，3天后揭去薄膜，既能保证狗牙根的成活率，也能使得路邦EN-1土壤固化剂发挥最好的效果。
与现有河岸带植被恢复技术相比，本专利发明提供的河岸带石砾滩地固土植草方法最大限度地利用最少的材料、最简单的工艺、环境友好型的材料实现河岸带石砾滩地植被恢复目的。
第一：最大限度恢复河岸带石砾滩地的植被。枯水季节，在河岸带石砾滩地进行本专利中的植被恢复技术，因狗牙根的发芽快，发芽率高，所需营养物质少，耐水性好，所以其能在短时间内生长良好，并能度过雨季，而不被破坏。
第二：实现河岸带石砾滩地的固土效果。一是内圈中生长的狗牙根有强大的根须***，固定客土的效果很好。二是内圈和外圈之间填充的土壤在没有固土植物的保护下，通过在土壤中添加土壤固化剂从而增加土壤颗粒之间的相互作用，增强土壤的固结效果，减少土壤被流水冲走的机率。三是内圈和外圈之间填充的混有土壤固化剂的土壤也对内圈中填充的土壤起到防护作用，由于内圈外填充的土壤混有土壤固化剂，其紧实度增强，在内圈外形成了一个新的壁垒，保护内圈中填充的土壤不易被流水冲走。四是外圈和坑壁之间通过填充硬度大、不易被冲走的碎砾石，使得坑构成了滩地上独立的***，最为最外层的防护***，保护坑内的土壤。
第三：实现河岸带的景观效果。在进行河岸带石砾滩地的植被恢复过程中，根据植被恢复工程路径设计的不同(以行或列进行该植被恢复技术)，以及选择的植物种类的不同，可以实现植物的景观效果。
第四：减少河岸带石砾滩地植被恢复的人力、财力以及物力。首先，内外圈可以持续使用，一次整地过程中仅仅只需要一套内外圈；然后，固化剂加入的量少，但可以实现较好的固土效果；最后，固化剂和草种的价格本身不是很贵，客土所需的土壤可以就近挖取。此外，该专利中利用的路邦EN-1离子型土壤固化剂对土壤环境的副作用小。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，在河岸带石砾滩地上挖坑；沿坑壁依次放入外圈和内圈；所述内圈内填充土壤，所述内圈和外圈之间填充土壤与土壤固化剂的混合物，所述外圈和坑壁之间填充碎砾石；拔出内圈和外圈，在内圈土壤中种植固土植物。
2.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述坑深度为20～30cm，体积为0.05～0.10m3。
3.根据权利要求2所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述内圈和外圈之间的间距为8～10cm，所述外圈和坑壁之间的间距为2～4cm。
4.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述内圈与外圈之间土壤固化剂的质量占土壤质量的0.4％～0.6％。
5.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述内圈内填充的土壤中还包括土壤固化剂；土壤固化剂的质量占内圈中填充的土壤质量的0.2％～0.3％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述土壤固化剂为离子型固化剂，优选EN-1土壤固化剂。
7.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述内圈内填充的土壤密度为1.3～1.5g/cm3，所述内圈和外圈之间填充的混合物的密度为1.5～1.7g/cm3。
8.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述外圈和内壁之间填充的碎砾石粒径为10～25mm。
9.根据权利要求8所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述碎砾石缝隙之间填充土壤。
10.根据权利要求1所述的河岸带石砾滩地固土植草方法，其特征在于，所述固土植物为狗牙根、白三叶、苜蓿、百喜草、海滨雀稗中的任意一种。
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