CN113389192B - 一种物理-化学-生物联用固沙结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理‑化学‑生物交联固沙结构及方法，包括呈网格状铺设于沙面的沙障，所述沙障具有一定的高度和宽度，其宽度范围内按一定比例、播量混播有灌木、草本植物种籽，由所述沙障围成的沙面上喷洒有化学固沙剂；在实施过程中按照扎制麦草方格、灌草混播、化学固沙的顺序进行。本申请采用灌草混播的播种方式，将植物种籽播种于麦草方格的宽度范围内，植物种籽依靠麦草间隙发芽、生长，不再受到固化沙面的不利影响，可以增加区域内物种丰富度和多样性，充分利用不同种植物的生长特性，并增大了其互利作用，使其在生长期内互补互惠，形成一种新的低密度、近自然造林方法。

Description

一种物理-化学-生物联用固沙结构及方法

技术领域

本发明涉及生态保护和沙漠治理领域，尤其涉及一种物理-化学-生物联用固沙结构及方法。

背景技术

沙害是举世公认的一种特殊的自然灾害，其流动性大，每年大量地吞噬农田、村庄、道路树木，给人民的生产、生活以及出行都带来了诸多不便。沙域植被稀少，光热辐射力强，区域上空热度高、湿度低、气流偏移，极易形成干旱。以西北宁夏地区为例，过去曾多年多次治沙造林，由于手段原始，技术含量低，治理效果均不能长久。

当地现行固沙方法主要是采用麦草或沙柳方格网方法、种草、植树以及篱笆固沙、化学试剂表面渗透固沙等方法，其中麦草方格网易被风化腐蚀、维持时间较短；化学试剂法成本造价极高，材料透气性差，不利于植物生长；植树造林是最有长久效果的一种方法，但由于沙漠地域水分难以保持，按照传统方法种草种树极易干枯死亡。

同时，现有的植树造林治沙方式形成防护林的时间较长，灌木、乔木幼苗期植株低矮，植株间隙大，短时间很难形成防护林固定地表流沙阻止流沙的流动；流动沙丘地带的沙土时刻处于流动状态，很容易将种植的灌木、乔木幼苗吹倒或掩埋，使得灌木、乔木的存活率较低，需要经过多次种植后才能形成防护林，一般要形成能够防风固沙的防护林通常需要十几年的时间。在撒播植物种子或种植树苗后，为提高其存活率需人工浇水，这无疑造成劳动成本的增加，而大量的水分浇灌后经过沙面渗至深处或自然蒸发，也造成水资源利用率低和浪费水源的问题。

此外，在固沙技术领域中，植物固沙和化学固沙是需要分开进行的。植物固沙可以达到长效固沙的目的，但并不是所有的地质条件下都能使用该方法。在不能直接植物固沙的地方，可以选择化学固沙，由于化学固沙剂会在沙面板结固化，将严重妨碍植物种子的发芽出土与生长发育，使植物种子破土率、存活率低，导致二者无法联用。

发明内容

为克服上述困境，突破植物固沙和化学固沙无法联用的缺陷，缩短植物固沙的成效时间、提高植物的存活率以及固沙效果，本申请将提出一种物理-化学-生物联用固沙结构及方法，其采用灌草混播的种植方式，将植物种子播种在物理固沙结构的缝隙中而不是沙面上，并借助化学固沙剂使沙面结膜避免流沙，有效提高植物的存活率，使其分阶段互补互利发挥固沙作用并最终植树成林。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种物理-化学-生物联用固沙结构，包括呈网格状铺设于沙面的沙障，所述沙障具有一定的高度和宽度，其宽度范围内按一定比例、播量混播有灌木、草本植物种籽，由所述沙障围成的沙面上喷洒有化学固沙剂。

进一步地，所述沙障为扎制于沙面的麦草方格，所述麦草方格的高度不低于10cm，其宽度3～5cm，所述麦草方格规格为5m*5m的矩形。

进一步地，为适应当地风向或沙漠化程度等自然因素，麦草方格可设计为三角形或平行四边形等。

进一步地，灌草混播的植物种籽包括但不限于扬柴、花棒、白沙蒿、柠条、沙打旺、草木樨；灌草混播的植物种籽的组合包括灌木植物中的至少一种和草本植物中的至少一种。

进一步地，灌草混播的植物种籽的组合包括灌木植物中的三种和草本植物中的一种。

如，灌木植物可以选择扬柴、花棒、白沙蒿，草本植物可以选择沙打旺或草木樨。

其中，扬柴：花棒：白沙蒿：沙打旺或草木樨可按照4:3～4:1:1的比例进行播种。

特殊情况下，沙漠化并不十分严重的区域，可以选择灌木纯播。

如，扬柴：花棒可按照1～2:1的比例进行播种。

进一步地，所述灌草混播的播量为2kg/亩。

进一步地，所述化学固沙剂的喷施量为40kg/亩。

本发明的目的还在于提供一种物理-化学-生物联用固沙方法。

第一步：扎制麦草方格

按照5m*5m的规格扎制麦草方格，使其高度不低于10cm，宽度3～5cm；

第二步：灌草混播

在麦草方格的麦草缝隙内按照一定的比例、播量混播灌木植物中的至少一种和草本植物中的至少一种；

第三步：化学固沙

在麦草方格围成的沙面上按照一定量喷施化学固沙剂。

本发明带来的有益效果有：

本申请将现有的1m*1m的麦草方格改进为5m*5m的规格，大大降低了扎制麦草方格的劳动量；而之所以本申请可以将物理固沙结构——麦草方格的规格扩大25倍，是基于其采用了物理-化学-生物联用互补式固沙方法：

麦草方格所形成的沙障具有一定的高度，作为物理固沙结构可起到初步固沙作用，促使风和流沙绕流，并削减风速，同时生长于麦草方格的麦草缝隙内的植物，借助麦草形成的屏障，可有效减弱流沙、强风对植物的伤害，对早期生长的发芽种子或小树苗根基形成固根和保护作用，有利于植物的生长，成活率提高；由于麦草本身属于有机质，且具有一定的保水性，麦草方格经2～3年腐烂降解后可为植物生长提供所需的有机养分，且在雨季具有一定的贮水效果；麦草方格起到减少水分流失的作用，同时保温透气储水，并可以保护植物根系，提高作物成活率。

麦草方格之间的沙面形成化学固沙结构。化学固沙剂喷施于网格状沙漠表层，使其固结成地膜，起到保土、固沙和防止地下水分大量蒸发的效果；由于植物种籽种植于麦草内，而不是传统的网格状沙面上，从而消除了现有的化学固沙带来的植物种子难以发芽、出土和生长发育受限的问题；结膜后的沙面粘接成片，基本杜绝了流沙的存在，可避免植物发芽早期被流沙埋没掩盖，为其生长提供有利条件，结膜后的片状沙面还具有集雨效果，在雨季可将雨水汇集至麦草方格缝隙处。

麦草方格内形成生物固沙结构。本申请采用灌草混播的播种方式，将植物种籽播种于麦草方格的宽度范围内，植物种籽依靠麦草间隙发芽、生长，不再受到固化沙面的不利影响，同时将受到麦草的庇护，大幅提高植物的存活率，以分阶段发挥固沙作用；灌草混播的方式，可以增加区域内物种丰富度和多样性，其组合可以为灌木植物中的至少一种和草本植物中的至少一种，由于草本植物发芽生长较快，短时间内即可发挥固沙作用，并维持1年左右，同时为灌木的生长提供有利条件，随着灌木幼苗的生长，草本植物逐渐退出而灌木开始发挥固沙作用，并在2～3年左右完全形成生物沙障，并长期发挥固沙作用。本申请充分利用不同种植物的生长特性，并增大了其互利作用，使其在生长期内互补互惠，形成一种新的低密度、近自然造林方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

本实施例为一种物理-化学-生物联用固沙结构，包括呈网格状扎制于沙面的麦草方格，所述麦草方格的高度不低于10cm，其宽度3～5cm，麦草方格规格为5m*5m的矩形。为适应当地风向或沙漠化程度等自然因素，麦草方格还可设计为三角形或平行四边形等。

区别于现有技术，本实施例在麦草方格的宽度范围内按一定比例、播量混播有灌木、草本植物种籽，并在由麦草方格围成的沙面上喷洒化学固沙剂。

麦草方格所形成的沙障具有一定的高度，起到初步固沙作用，生长于麦草方格的麦草缝隙内的植物，借助麦草形成的屏障，可有效减弱流沙、强风对植物的伤害，对早期生长的发芽种子或小树苗根基形成固根和保护作用，有利于植物的生长，成活率显著提高。

灌草混播的植物种籽包括但不限于扬柴、花棒、白沙蒿、柠条、沙打旺、草木樨；灌草混播的植物种籽的组合包括灌木植物中的多种和草本植物中的至少一种。

如，灌草混播的植物种籽的组合可以为灌木植物中的三种和草本植物中的一种。

灌木植物可以选择扬柴、花棒、白沙蒿，草本植物可以选择沙打旺或草木樨。

其中，扬柴：花棒：白沙蒿：沙打旺或草木樨可按照4:3～4:1:1的比例进行播种。

特殊情况下，沙漠化并不十分严重的区域，可以选择灌木纯播。

如，扬柴：花棒可按照1～2:1的比例进行播种。

本实施例中，灌草混播的播量为2kg/亩。

本实施例采用灌草混播的播种方式，将植物种籽播种于麦草方格的宽度范围内，可大幅提高植物的存活率，使灌草植物分阶段、时期发挥固沙作用：由于草本植物发芽生长较快，短时间内即可发挥固沙作用，如，草木樨在2个月内即可成长至20cm，并维持1年左右，可以为出苗的灌木生长提供有利条件；随着灌木幼苗的生长，1～2年左右草本植物逐渐退出，此时灌木，如白沙蒿开始发挥作用，并在2～3年左右完全形成生物沙障。

灌草混播的方式，可以增加区域内物种丰富度和多样性，充分利用不同种植物的生长特性，使其在生长期内互补互惠。

本实施例中，化学固沙剂的喷施量为40kg/亩。

化学固沙剂喷施于网格状沙漠表层，使其固结成地膜，起到保土、固沙和防止地下水分大量蒸发的效果。由于植物种籽种植于麦草内，而不是传统的网格状沙面上，从而消除了现有的化学固沙带来的植物种子难以发芽、出土和生长发育受限的问题。

结膜后的沙面粘接成片，基本杜绝了流沙的存在，可避免植物发芽早期被流沙埋没掩盖，为其生长提供有利条件，结膜后的片状沙面还具有集雨效果，在雨季可将雨水汇集至麦草方格缝隙处。由于麦草本身属于有机质，具有一定的贮水作用，可为植物生长提供所需的有机养分和水分。

经过2～3年，麦草方格的麦草逐渐腐烂降解，其有机质可为沙漠中的植物提供宝贵的养分，此时灌木已茁壮成长；随着时间的推移，3～5年结膜后的片状沙面也逐渐开始崩塌瓦解，但此时生物沙障已基本形成并将长期稳定发挥固沙作用。

本申请是一种新的低密度、近自然造林方法。由于其植物存活率高，使得种植密度无需过大、“以量取胜”，节约植物种籽，且麦草方格的规格可以设计为5m*5m，这将大幅降低劳动成本和人力物力。

本实施例还提供一种物理-化学-生物联用固沙方法，其包括以下步骤：

第一步：扎制麦草方格

按照5m*5m的规格扎制麦草方格，使其高度不低于10cm，宽度3～5cm；

对于沙丘迎风破，可对沙脊进行平缓处理、降低坡度后扎制麦草方格；

对于没有高大沙丘、流动沙地较为平缓的区域，可在风口处扎制5m间距的麦草阻隔带，对施工周边全部用麦草带扎边，再扎制麦草方格。

第二步：灌草混播

在麦草方格的麦草缝隙内按照一定的比例、播量混播灌木植物中的至少一种和草本植物中的至少一种；

由于本方法全程无需施肥、无需浇水，因而为进一步提高种籽发芽出土率，可选择在雨季前实施步骤二。

第三步：化学固沙

在麦草方格围成的沙面上按照一定量喷施化学固沙剂。

化学固沙的作用主要是保证固沙植物的存活和固定，存活后的固沙植物可以弥补化学固沙周期短的不足。

对于水源条件较好的沙漠区域，如黄河边，可先用水湿润沙面，再喷施化学固沙剂，以增加其渗透深度。

喷洒不宜太快或太慢，也不宜太高或太低；并应尽量选择在无风、炎热的季节喷施。

应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种物理-化学-生物联用固沙结构，其特征在于：包括呈网格状铺设于沙面的沙障，所述沙障具有一定的高度和宽度，其宽度范围在麦草缝隙内按一定比例、播量混播有灌木、草本植物种籽，由所述沙障围成的沙面上喷洒有化学固沙剂；

所述沙障为扎制于沙面的麦草方格，所述麦草方格的高度不低于10cm，其宽度3～5cm；

所述麦草方格规格为5m*5m的矩形或三角形、平行四边形以适应当地风向或沙漠化程度；

灌草混播的植物种籽包括但不限于扬柴、花棒、白沙蒿、柠条、沙打旺、草木樨；

灌草混播的植物种籽的组合包括灌木植物中的三种和草本植物中的一种或灌木纯播；

所述灌草混播的播量为2kg/亩。

2.根据权利要求1所述的固沙结构，其特征在于：

灌木植物为扬柴、花棒、白沙蒿，草本植物为沙打旺或草木樨；

其中，扬柴：花棒：白沙蒿：沙打旺或草木樨按照4:3～4:1:1的比例进行混播。

3.根据权利要求1所述的固沙结构，其特征在于：

所述化学固沙剂的喷施量为40kg/亩。

4.一种物理-化学-生物联用固沙方法，其特征在于：所述方法包括

第一步：扎制麦草方格

按照5m*5m的规格扎制麦草方格，使其高度不低于10cm，宽度3～5cm；

对于沙丘迎风坡，对沙脊进行平缓处理、降低坡度后扎制麦草方格；

对于没有高大沙丘、流动沙地较为平缓的区域，在风口处扎制5m间距的麦草阻隔带，对施工周边全部用麦草带扎边，再扎制麦草方格；

第二步：灌草混播

在麦草方格的麦草缝隙内按照一定的比例、播量混播灌木植物中的至少一种和草本植物中的至少一种或灌木纯播；

选择在雨季前实施步骤二；

第三步：化学固沙

在麦草方格围成的沙面上按照一定量喷施化学固沙剂；

对于水源条件较好的沙漠区域，先用水湿润沙面，再喷施化学固沙剂，以增加其渗透深度。