CN113796268A - 一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***及修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***及方法，该***通过在高陡边坡表面从下向上设置基底层、粘结层、基质层和种植层，其中，粘结层、基质层和种植层分别含有特定的组分及配比，高陡边坡与粘结层牢固结合，其上设置的基质层能够给植物提供充分的养料和水分，保证了植物各个阶段的生长发育需求，植被的生长又加强了各层面与高陡坡面牢固程度，避免了因岩体滑落和雨水冲刷造成的流失，提高了植被修复能力和效果，并且降低了成本，提高了整体性价比。

Description

一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***及修复方法
技术领域
本发明涉及植被生态修复领域，具体涉及一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***及修复方法。
背景技术
高海拔地区由于特殊的地理位置，其太阳辐照强烈、日照时间长、蒸发量极大，气温低、空气稀薄、干湿季分明，生态环境脆弱，部分地区植被覆盖率不高，并且高原地区的植被遭到破坏后难以恢复。特别是高原地区沿线的公路、铁路等基础设施两侧的高陡边坡植被往往因为没有表土覆盖，导致植被退化后极难恢复。
根据国内外的探索和工程实践，目前已研究出一些高陡边坡修复方法，例如液压喷播植草技术、植物混凝土喷播技术、以及绿化毯护坡方法等。其中，液压喷播植物技术往往应用于高陡边坡，该方法将种子与土壤、植物纤维、人工基质、粘结剂等物质混合成浆状物，然后通过高压泵和管道、喷枪喷射到边坡表面，使其粘附在上面，为种子的发芽生长提供了基础，但该方法只有在粘结剂接触边坡表面时才能起作用，会造成浆状物中大量粘结剂的浪费；所选粘结剂中的化学物质对种子和土壤微生物都有损害，草种颗粒较小，缺乏保护层，在喷射的高速剪切下容易破损受伤，影响发芽生长；土壤微生物在喷射的高速剪切下容易失活，影响后续土壤的物质转换和营养供给；浆状物的结构、透气性、保水性不符合土壤的优化要求。而且浆状物与边坡的界面处如果粘结剂不足，还会影响粘结效果。
植物混凝土喷播技术，由于其喷播的基质厚度一般较为薄，会造成植物生长发育营养供应不足；同时，采用土工格室技术，其基质底层与岩质坡面结合不稳定，雨季时会造成土壤基质流失。
绿化毯护坡方法也被用于高陡边坡修复，该方法中的绿化毯自上而下由上表面网层、上包裹层、保温层、种子层、基质层(污泥、农作物残渣、复合肥、食用菌的菌渣通过粘合剂混合而成)、吸水层、下包裹层和下表面网层构成。该方法将绿化毯用钢钉锚定在高陡边坡基面上，通过上下表面网层的主动防护和种子层生根发芽来修复和固定岩石边坡。绿化毯具有植物防护和主动防护双重作用，绿化毯上下表面网层和骨架为不可降解的钢丝网，尤其对于施工初期和植被生长前期的防护具有显著的作用；后期种子生根发芽形成植被后，上下表面网层和骨架被植被覆盖，不影响绿化护坡的景观效果。但绿化毯护坡方法技术成本较高，而且由于其与基质边坡粘合作用较弱，所以对边坡的长期稳固作用较差。
因此，提出一种既能提高植被短期和长期修复效果，又能优化成本、减少浪费、提高性价比的植被修复方法，成为了高海拔地区的高陡边坡植被修复领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提出一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***及修复方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
技术方案一：
一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，该***包括沿高陡坡表面从下向上依次设置的基底层、粘结层、基质层和种植层。一般在高海拔地区的高陡边坡为岩质边坡。
优选的，该基底层为在高陡边坡的表面钻孔，并在所述钻孔中设置锚钉，所述锚钉的长度高于所述钻孔的深度；再沿所述高陡边坡的顶部平坦区域铺设固定平台；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条胶带，形成胶带网层，最后用多条中空纤维材料沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，得到基底层。固定平台一般为在高陡边坡顶部的相对平坦区域铺设的水泥或混凝土等起固定胶带起始端的作用。
进一步的，钻孔的孔径为2cm，钻孔的孔深为20cm，锚钉长度为40cm，其中，露出高陡边坡的表面20cm；胶带宽度为3-5cm，间距为5-10cm；该中空纤维材料(例如中空纤维绳)的固定间距为5-10cm。进一步的，所选胶带为强力橡胶型胶带。
优选的，该粘结层由包含耐寒聚氨酯乳液、聚二甲基硅氧烷、羟甲基纤维素、聚乳酸、Epotal水性胶黏剂，碎石粉、微硅粉和粉煤灰混合铺设而成；粘结层厚度为0.2-0.5cm。
优选的，该基质层由包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、植物秸秆纤维、高寒草甸土、碎石粉、陶粒、土壤生态改良液、缓释复合肥、水以及聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶中的一种混合铺设而成；该基质层厚度为5-10cm。
优选的，所述种植层由包含陶粒、高寒草甸土、沼渣、秸秆纤维、生物碳、粘结剂、多聚磷酸盐、螯合剂和耐寒菌剂混合铺设而成；该种植层厚度为2-3cm；该种植层用于种植种子块状物。
进一步的，在该粘结层中，耐寒聚氨酯乳液6-10份、聚二甲基硅氧烷4-6份、羟甲基纤维素0.02-0.03份、聚乳酸0.3-0.4份、Epotal水性胶黏剂0.3-0.5份，碎石粉1-2份、微硅粉1-2份以及粉煤灰0.2-0.5份。
进一步的，在该基质层中，聚乙烯醇0.5-0.8份、聚丙烯酰胺0.5-0.8份、植物秸秆纤维3.5-4.5份、高寒草甸土200-260份、碎石粉4-6份、陶粒4-6份、土壤生态改良液0.2-0.3份、缓释复合肥0.4-0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶4-6份以及水200-250份。
进一步的，在该种植层中，陶粒4-6份、高寒草甸土40-60份、沼渣30-40份、秸秆纤维4-6份、生物碳4-6份、粘结剂3-5份、多聚磷酸盐1-5份、螯合剂1-5份以及耐寒菌剂0.2-0.3份。
更进一步，该种子块状物为包将种子和养分糅合在一起的栓状、楔状、钉状或丸状物块；其中，选用的种子为白三叶、红三叶、天堂草、剪股颖等抗冻品种，该种子块状物的种植密度为2-3粒/1cm3。
技术方案二：
一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复方法，具体如下步骤：
步骤1、清除高陡边坡表面松散的危岩体、杂草、落叶枯枝、浮土浮石等，并将局部凹坑用浆料和砌石嵌补；
步骤2、沿清除过的高陡边坡表面由下向上依次设置基底层、粘结层、基质层和种植层；
步骤3、在种植层上人工***或机械射入种子块状物，并覆盖带有通孔的无纺布，定期浇水养护；所述通孔的形状为圆形、三角形、正方形或其他多边形，所述通孔排列的面积为0.2cm2。
优选的，该种子块状物为包将种子和养分糅合在一起的栓状、楔状、钉状或丸状物块；其中，选用的种子为白三叶、红三叶、天堂草、剪股颖等抗冻品种，该种子块状物的种植密度为2-3粒/1cm3。
优选的，在步骤3中，无纺布的厚度为1-8cm；通孔排列的面积为0.2cm2。
优选的，该步骤2具体包含以下4个子步骤：
子步骤2.1、设置基底层：在高陡边坡的表面钻孔，钻孔的孔径为2cm，钻孔的孔深为20cm，并在钻孔中敲入锚钉，锚钉长度为40cm，其中，露出高陡边坡的表面20cm；再沿所述高陡边坡的顶部平坦区域铺设固定平台；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条胶带，形成胶带网层，所述固定平台用于固定所述胶带的起始端；最后用多条中空纤维材料沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，得到基底层。
进一步的，胶带宽度为3-5cm，胶带的间距为5-10cm；中空纤维材料(例如中空纤维绳)的固定间距为5-10cm；
进一步的，所选胶带为强力橡胶型胶带；
子步骤2.2、设置粘结层：将耐寒聚氨酯乳液6-10份、聚二甲基硅氧烷4-6份、羟甲基纤维素0.02-0.03份、聚乳酸0.3-0.4份、Epotal水性胶黏剂0.3-0.5份、碎石粉1-2份、微硅粉1-2份和粉煤灰0.2-0.5份，混合均匀，喷射或涂布于基底层上，得到粘结层；
子步骤2.3、设置基质层：将聚乙烯醇0.5-0.8份、聚丙烯酰胺0.5-0.8份、植物秸秆纤维3.5-4.5份、高寒草甸土200-260份、碎石粉4-6份、陶粒4-6份、土壤生态改良液0.2-0.3份、缓释复合肥0.4-0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶4-6份和水200-250份，混合均匀，喷射或涂布于粘结层上，得到基质层；
子步骤2.4、设置种植层：将陶粒4-6份、高寒草甸土40-60份、沼渣30-40份、秸秆纤维4-6份、生物碳4-6份、粘结剂3-5份、多聚磷酸盐1-5份、螯合剂1-5份和耐寒菌剂0.2-0.3份，混合均匀，喷射或涂布于基质层上，得到种植层。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)、本发明的技术方案选用性能优良，适合高陡边坡岩石表面的胶黏剂，该胶黏剂为具有良好耐寒性和粘结性的聚合物乳液，适合高寒高海拔地区的低温和温差变化，从而使粘结层与岩质边坡的粘结性提高10％，耐寒性耐低温性可达-20℃；
(2)、本发明省略了传统工艺中设置排水沟，节省了成本，提高了性价比；通过粘结层、基质层和种植层特定的组成和配比实现了排水的功能；
(3)、本发明采用中空纤维材料进行固定，更有利于植物种子的扎根，同时具有良好的透气和排水功能；本发明采用耐寒的人工基质配方，更有利于植被的生长发育，从而增强可制备修复固定岩质边坡的作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的高陡边坡植被生态修复***结构图，其中，1、基底层；2、粘结层；3、基质层；4、种植层；5、种子丸状物；6、种子栓状物；
图2为本发明的高陡边坡植被生态修复方法的流程图。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，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1
一种高陡边坡植被生态修复方法，包括以下步骤：
(1)清除高陡边坡表面松散的危岩体、杂草、落叶枯枝、浮土浮石等，并将局部凹坑用浆料和砌石嵌补；
(2)沿清除过的高陡边坡表面由下至上依次设置基底层、粘结层、基质层和种植层；具体包含以下步骤：
(2.1)在高陡边坡的表面钻孔，钻孔的孔径为2cm，钻孔的孔深为20cm，并在钻孔中敲入锚钉，锚钉长度为40cm，其中，露出高陡边坡的表面20cm；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条强力橡胶型胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条强力橡胶型胶带，形成胶带网层，胶带宽度为3cm，胶带的黏贴间距为6cm；固定平台用于固定所述胶带的起始端；最后用多条中空纤维绳沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，中空纤维绳的固定间距为6cm，得到基底层；
(2.2)将耐寒聚氨酯乳液8份、聚二甲基硅氧烷4份、羟甲基纤维素0.02份、聚乳酸0.4份、Epotal水性胶黏剂0.3份，碎石粉1份、微硅粉1份和粉煤灰0.2份，混合均匀，喷射于基底层上，得到粘结层，该粘结层厚度为0.3cm；
(2.3)将聚乙烯醇0.6份、聚丙烯酰胺0.5份、植物秸秆纤维4份、高寒草甸土220份、碎石粉5份、陶粒5份、土壤生态改良液0.2份、缓释复合肥0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液6份和水200份，混合均匀，喷射于粘结层上，得到基质层，该基质层厚度为8cm；
(2.4)将陶粒4份、高寒草甸土40份、沼渣35份、秸秆纤维5份、生物碳5份、粘结剂4份、多聚磷酸盐2份、螯合剂1份和耐寒菌剂0.2份，混合均匀，喷射于基质层上，得到种植层，厚度为2cm；
(3)在种植层上机械射入种子块状物，并覆盖带有通孔的无纺布，定期浇水养护；其中，保证种子块状物的种植密度为2粒/1cm3。
实施例2
一种高陡边坡植被生态修复方法，包括以下步骤：
(1)清除高陡边坡表面松散的危岩体、杂草、落叶枯枝、浮土浮石等，并将局部凹坑用浆料和砌石嵌补；
(2)沿清除过的高陡边坡表面由下至上依次设置基底层、粘结层、基质层和种植层；具体包含以下步骤：
(2.1)在高陡边坡的表面钻孔，钻孔的孔径为2cm，钻孔的孔深为20cm，并在钻孔中敲入锚钉，锚钉长度为40cm，其中，露出高陡边坡的表面20cm；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条强力橡胶型胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条强力橡胶型胶带，形成胶带网层，胶带宽度为5cm，胶带的黏贴间距为9cm；固定平台用于固定所述胶带的起始端；最后用多条中空纤维绳沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，中空纤维绳的固定间距为9cm，得到基底层；
(2.2)将耐寒聚氨酯乳液10份、聚二甲基硅氧烷4份、羟甲基纤维素0.02份、聚乳酸0.4份、Epotal水性胶黏剂0.4份，碎石粉2份、微硅粉1份和粉煤灰0.3份，混合均匀，喷射于基底层上，得到粘结层，该粘结层厚度为0.2cm；
(2.3)将聚乙烯醇0.5份、聚丙烯酰胺0.6份、植物秸秆纤维4份、高寒草甸土260份、碎石粉6份、陶粒6份、土壤生态改良液0.3份、缓释复合肥0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液6份与水220份，混合均匀，喷射于粘结层上，得到基质层，厚度为10cm；
(2.4)将陶粒5份、高寒草甸土40份、沼渣40份、秸秆纤维6份、生物碳6份、粘结剂5份、多聚磷酸盐3份、螯合剂4份和耐寒菌剂0.3份，混合均匀，喷射于基质层上，得到种植层，该种植层厚度为3cm；
(3)在种植层上机械射入种子块状物，并覆盖打孔的无纺布，定期浇水养护；其中，保证种子块状物的种植密度为3粒/1cm3。
本发明提出的这种高陡边坡植被生态修复***及修复方法可广泛应用于高海拔地区，该***与方法在保证高陡边坡短期与长期植被修复效果的同时，节约了成本，提高了整体的性价比，为高海拔地区高陡边坡植被修复问题提出了新的解决途径。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：所述***包括沿高陡边坡表面从下向上依次设置的基底层(1)、粘结层(2)、基质层(3)和种植层(4)。
2.根据权利要求1所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：所述基底层(1)为在高陡边坡的表面钻孔，并在所述钻孔中设置锚钉，所述锚钉的长度高于所述钻孔的深度；再沿所述高陡边坡的顶部平坦区域铺设固定平台；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条胶带，形成胶带网层，所述固定平台用于固定所述胶带的起始端；最后用多条中空纤维材料沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，得到基底层。
3.根据权利要求1所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：所述粘结层(2)由包含耐寒聚氨酯乳液、聚二甲基硅氧烷、羟甲基纤维素、聚乳酸、Epotal水性胶黏剂、碎石粉、微硅粉和粉煤灰混合铺设而成。
4.根据权利要求3所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：在所述粘结层(2)中，所述耐寒聚氨酯乳液6-10份、聚二甲基硅氧烷4-6份、羟甲基纤维素0.02-0.03份、聚乳酸0.3-0.4份、Epotal水性胶黏剂0.3-0.5份、碎石粉1-2份、微硅粉1-2份和粉煤灰0.2-0.5份。
5.根据权利要求1所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：所述基质层(3)由包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、秸秆纤维、高寒草甸土、碎石粉、陶粒、土壤生态改良液、缓释复合肥、水以及聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶中的一种混合铺设而成。
6.根据权利要求5所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：在所述基质层(3)中，所述聚乙烯醇0.5-0.8份、聚丙烯酰胺0.5-0.8份、秸秆纤维3.5-4.5份、高寒草甸土200-260份、碎石粉4-6份、陶粒4-6份、土壤生态改良液0.2-0.3份、缓释复合肥0.4-0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶4-6份和水200-250份。
7.根据权利要求1所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：所述种植层(4)由包含陶粒、高寒草甸土、沼渣、秸秆纤维、生物碳、粘结剂、多聚磷酸盐、螯合剂和耐寒菌剂混合铺设而成；所述种植层用于种植种子块状物。
8.根据权利要求7所述的高海拔地区的高陡边坡植被生态修复***，其特征在于：在所述种植层(4)中，所述陶粒4-6份、高寒草甸土40-60份、沼渣30-40份、秸秆纤维4-6份、生物碳4-6份、粘结剂3-5份、多聚磷酸盐1-5份、螯合剂1-5份和耐寒菌剂0.2-0.3份；
其中，所述种子块状物为将种子和养分糅合在一起的栓状、楔状、钉状或丸状物块；所述种子为白三叶、红三叶、天堂草、剪股颖中的一种或几种；所述种子块状物的种植密度为2-3粒/1cm3。
9.一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复方法，具体如下步骤：
步骤1、清除高陡边坡表面松散的危岩体、杂草、落叶枯枝、浮土浮石，并将局部凹坑用浆料和砌石嵌补；
步骤2、沿清除过的高陡边坡表面由下向上依次设置基底层、粘结层、基质层和种植层；
步骤3、在所述种植层上人工***或机械射入种子块状物，并覆盖带有通孔的的无纺布，定期浇水养护；所述通孔的形状为圆形、三角形、正方形或其他多边形。
10.根据权利要求9所述的一种高海拔地区的高陡边坡植被生态修复方法，其特征在于：所述步骤2包含以下4个子步骤，具体为：
子步骤2.1、设置基底层：在高陡边坡的表面钻孔，并在所述钻孔中设置锚钉，所述锚钉的长度高于所述钻孔的深度；再沿所述高陡边坡的顶部平坦区域铺设固定平台；然后从固定平台开始沿高陡边坡水平方向均匀间距黏贴多条胶带，再沿高陡边坡竖直向下均匀间距黏贴多条胶带，形成胶带网层，所述固定平台用于固定所述胶带的起始端；最后用多条中空纤维材料沿高陡边坡水平方向均匀间距固定所述胶带网层，得到基底层；
子步骤2.2、设置粘结层：将耐寒聚氨酯乳液6-10份、聚二甲基硅氧烷4-6份、羟甲基纤维素0.02-0.03份、聚乳酸0.3-0.4份、Epotal水性胶黏剂0.3-0.5份、碎石粉1-2份、微硅粉1-2份和粉煤灰0.2-0.5份，混合均匀，喷射或涂布于所述基底层上，得到粘结层；
子步骤2.3、设置基质层：将聚乙烯醇0.5-0.8份、聚丙烯酰胺0.5-0.8份、秸秆纤维3.5-4.5份、高寒草甸土200-260份、碎石粉4-6份、陶粒4-6份、土壤生态改良液0.2-0.3份、缓释复合肥0.4-0.6份，聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳液或大豆胶或海藻胶4-6份和水200-250份，混合均匀，喷射或涂布于所述粘结层上，得到基质层；
子步骤2.4、设置种植层：将陶粒4-6份、高寒草甸土40-60份、沼渣30-40份、秸秆纤维4-6份、生物碳4-6份、粘结剂3-5份、多聚磷酸盐1-5份、螯合剂1-5份和耐寒菌剂0.2-0.3份，混合均匀，喷射或涂布于所述基质层上，得到种植层。
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