專利名稱：一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法
技術領域：
本發明涉及一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法。
背景技術：
丹江口水庫是"南水北調"中線工程的水源地，位于漢江和丹江的交匯處，是我國 大型的水利樞紐工程之一。丹江口水庫初期工程于1973年建成，正常蓄水位157m，夏季防 洪限制水位149m，消落帶面積148km2。 二期大壩加高工程于2011年完成后，正常蓄水位達 到170m。水庫調度將是每年10月汛末開始蓄水，到12月水位上升至170m ;次年5月，水位 又由170m逐漸降低至防洪限制水位，汛期內保持在160-163. 5m水位運行。新的消落帶將上 移至庫岸海拔160-170m的地段，面積約為205km2。消落帶植被的好壞是水庫能否健康運行 的重要表征，在河流生態系統中也發揮著重要的作用。然而，由于水庫調蓄運行和自然條件 等原因，導致水庫水位頻繁和大幅度波動以及淹沒時間過長，水庫邊緣植被容易遭受破壞， 特別是在一些坡度陡、水流急且土壤貧瘠的區域，其植被可能因此淹沒消失，則意味著丹江 口庫區失去了一道生態屏障，消落帶會出現污染加重、水土流失加劇、地質災害頻繁等多種 生態環境問題，從而威脅到水庫的可持續利用與庫區生態系統的良性循環。對消落帶受損 生態系統進行植物生態修復是國內外專家認為非常有效的治理途徑之一，對水庫消漲帶進 行植被防護的技術則是一大難題，主要困難在于①消落帶范圍的土壤易受水體沖刷流失， 植物生長的基礎條件不斷被破壞；②消落帶的生態環境惡劣，植物要長期忍受深水、低溫、 缺肥等不良影響以及洪水的沖刷；③水庫工程的運行特征使得穩定型消落帶的植被不能簡 單地在新的消落帶上重建。 目前已經開始對一些較大型的水電工程的消落帶進行生態恢復，以改善庫區的 生物多樣性與環境狀況。如《一種用于河堤水庫防沖護岸的新型植物配置及生態工程技 術》(中國專利申請號03146885. 3)，它是一種以香根草為主體，再配置其它的植物材料， 通過現場勘測、技術設計、選苗育種、施工種植、專業養護管理，用于河堤水庫防沖護岸的 生態工程技術。《一種用于改善水庫消落區生態環境的濕地治理方法》(中國專利申請號 200910099098. X)，對開挖區域進行開挖，對填筑區進行填筑，對開挖填筑體頂面及迎水面 進行防護，消落深度3-5m之間區域種植沉水植物和浮葉沉水植物，消落深度3m以內區域種 植挺水植物和濕生喬灌木?！队霉费栏迯退畮煜鋷Ш秃影妒軗p生態系統的方法》(中國 專利申請號200810032895. 1)，篩選狗牙根作為修復植物，采用無性繁殖或有性繁殖后進行 種植或移植到修復區，然后進行養護，確保來年生長，從而重建和恢復庫消落帶和河岸帶生 態。 丹江口庫區消落帶在蓄水后將被季節性的淹沒，一些地方水淹將達到6個月，其 間10m水位落差，選擇水位回落時耐干旱、耐土壤瘦瘠，水位回升后能耐長期淹沒的兩棲植 物對消落帶進行恢復極為重要。同時，丹江口庫區消落帶部分區域坡度陡、水流急、土壤貧 瘠、立地條件差，直接種植，所需水分和肥分缺乏，坡面沖刷比較嚴重，植被生長困難，不易 存活，需要采用實用有效的一些輔助措施。同時還要考慮到植被對來自庫岸的水土流失以及農業面源污染的攔截和過濾功能，對其進行合適配置。綜上所述，以上發明均不適合在該 地區使用。

發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種施工便捷、投入小、適用廣、不易被 水毀、效果好、可滿足丹江口水庫消落帶地區進行有效水土保持、污染控制的水庫消落帶陡 坡地區受損生態系統修復方法。 本發明目的的實現方式為，一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，具 體步驟如下 1)選擇在蓄水水位最低時，對消落帶迎水坡面進行修理平整，清理石塊、雜草、垃 圾，并進行適當的人工夯實； 2)消落帶外坡面頂部采用魚鱗坑整地方式開挖種植穴，種植穴內種植馬尾松或其 他適宜樹種； 3)在消落深度2m以內區域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，在消落 深度2-10m之間區域采用穴狀、魚鱗坑整地方式開挖種植穴，在種植穴外區域采用切莖撤 壓法種植狗牙根； 4)沿消落帶迎水坡面鋪設一層黃麻土工布，黃麻土工布的上端和下端均采用U形 錨釘固定在土基中； 5)在消落深度2m以內區域的種植槽內，消落深度2-10m之間區域的種植穴中移植 香根草； 6)及時澆灌定根水；
7)常規護理。 本發明采用具有多功能生態效益的黃麻土工布進行坡面防護，黃麻土工布是由低 等黃紅麻原料和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網眼織物，是一種可快速控制坡 面侵蝕的新型材料，在防止土壤侵蝕的同時給植物提供一種穩定的生長環境，促進植物在 坡面的成活與生長發育。 本發明在坡頂種植馬尾松等適生樹種，形成具有保持水土、涵養水源、改善水質等 作用的多功能防護林；在消落帶區域上端密植香根草，形成香根草植物籬帶，可改善土壤肥 力和土壤性質，有效地減少地表徑流和土壤侵蝕；在消落帶香根草植物籬帶以下區域將香 根草與狗牙根混合種植，充分利用香根草根系發達、護坡固土能力強的特點以及狗牙根匍 甸莖和根莖快速擴展蔓延的特點，形成復合植被坡面恢復帶。本發明的防護林帶、植物籬帶 及復合植被坡面恢復帶共同構成一個立體恢復空間，保證植物在消落帶陡坡地區上生根恢 復。通過大面積恢復植被，改善消落帶的土壤肥力和土壤性質，有效地減少地表徑流和土壤 侵蝕，攔截、過濾農業面源污染，達到受損生態系統修復的目的。 本發明施工便捷、投入小、適用廣、不易被水毀、效果好，適用于消落范圍大、地勢 陡峭的水庫消落帶地區的水土保持和污染控制。


圖1是消落帶坡面植被恢復結構正視圖，
圖2是消落帶坡面植被恢復結構側視圖。
具體實施例方式
本發明是針對丹江口水庫消落帶的陡坡地區，坡度較大、土壤貧瘠、立地條件差， 特別是水庫調蓄運行后，水位頻繁和大幅度波動以及淹沒時間過長，導致水庫邊緣植被容 易遭受破壞且生長困難，進一步引起水土流失及污染加重問題，無法實現生態恢復的狀況 而發明的一種方法。 下面參照圖1、2，以丹江口水庫消落帶陡坡地區為實施例詳述本發明。
消落帶陡坡地區受損生態系統修復的具體步驟如下 1)對丹江口水庫蓄水水位最低時為5月，故選擇在5月，對消落帶迎水坡面進行修 理平整，清理石塊、雜草、垃圾，并進行適當的人工夯實。圖中，下線即為夏汛限制水位線8， 上線即為正常蓄水位線9。 2)在消落區外坡面頂部，即水位170m以上區域，采用魚鱗坑整地方式開挖種 植穴。消落區外坡面頂部的種植穴，穴寬50-80cm、穴長70-100cm、穴深40-60cm、穴距 200-300cm。開挖種植穴時，表土堆放在穴的上方，熟土堆放在穴的下方，撿出的石塊在穴 的下沿壘成一個堰，堰高20-25cm，在穴的上方左右兩角各斜開一道引蓄雨水的小溝。種植 穴內種植馬尾松2或其他適宜樹種，栽植時要分級栽植，不窩根，不吊空，根系舒展，扶正苗 木，踩實捶緊。馬尾松2或其他適宜樹種在坡頂形成具有保持水土、涵養水源、改善水質等 作用的多功能防護林帶l。 3)在消落深度2m以內區域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，種植槽
寬20-25cm、行距40-60cm、深為20-30cm。消落深度2_10m之間區域采用穴狀、魚鱗坑整地
方式開挖種植穴，種植穴為"V"狀，穴距30-40cm、穴行距80-100cm、穴深20-30cm。 在種植穴外區域采用切莖撤壓法種植狗牙根5。種植方法是，將狗牙根5的匍甸莖
和根莖切成6-10cm的小段，混土撒于該區域內，及時鎮壓，使其與土壤接觸。 因狗牙根5覆蓋性強，耐踐踏，故布設黃麻土工布6及種植香根草3對其生長不會
有太大的影響。 4)沿消落帶迎水坡面鋪設一層黃麻土工布6，黃麻土工布6是由低等黃紅麻原料 和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網眼織物，規格為重量不低于200g/kn^，經緯 密度每10cmX 10cm為4_6根。黃麻土工布6的上端和下端均采用U形錨釘固定在土基 中，使黃麻土工布6格網張拉緊，U形錨釘的間距不大于2m，相鄰黃麻土工布的搭接長度不 小于15cm，疊加處用可降解無害材料呈之字形穿綁。 本發明采用黃麻土工布6進行坡面防護，黃麻土工布6是一種可快速控制坡面侵 蝕的新型材料，在國際水土保持領域，它被譽為"土壤搶救物"和"防流失物"。其在調溫、保 濕、有益于植物生長方面的優點為人工合成材料制成的土工布所無法比擬。原因在于
黃麻土工布可靈活地覆蓋并附著于土壤表面，有效地減小雨滴濺蝕，攔截坡面水 流，控制土粒移動，從而有效地控制水土流失；黃麻纖維吸水性強，自然纖維結構使之在一 定程度上改變了土壤孔隙結構，增加了土壤吸水能力，再加上其網狀結構還能阻擋雨水，促 進水分向土壤滲透，提高土壤的導水率，從而具有調節土壤溫度，改善土壤濕度等生態微環 境的特性，為植物提供較好的生長環境，從而促進植物發芽出苗、栽植成活及生長發育，提
5高出苗率、成活率，并且對地上部與地下部的生長都有明顯促進作用。隨使用時間的延長， 黃麻土工布逐漸降解，并可改良培肥土壤，對于需要以植物作為長期護坡措施的坡面具有 很好的生態效益。 再加上其有獨特的網眼結構。網眼結構能使植物有足夠的生長空間，并可固定種 子，使幼苗免受風雨襲擊；組成網眼的每一根線繩都像一個微型水庫，能夠吸收和積蓄雨 水，在干旱時能減緩水分蒸發。 總之，采用黃麻土工布6可使坡面流水流速變慢，推遲初始產流時間，增加土壤滲 水量，減少徑流量；覆蓋地表，增加地面覆蓋度，減少濺蝕，阻擋和減少水流、抬高浸濕基準 面、降低坡面流速，防止溝蝕產生，保土效益高。 5)在消落深度2m以內區域的種植槽內移植香根草3，消落深度2-10m之間區域的 種植穴中移植香根草3。在種植槽和種植穴內按叢種植，每叢種植3-4株。種植前，將香根 草3地上部分剪至25-35cm，根系剪至5-15cm，種植時將植株斜靠在一側，植株與地面保持 60° -45°的角度，從另一側覆土壓實。種植槽內的叢距20-30cm。
在消落深度2m以內區域的種植槽內移植香根草3，構成香根草植物籬帶4。
香根草3是一種兩棲植物，具有極強生態適應性的抗逆(旱、濕、寒、熱、酸、堿)能 力，能抵抗長期干旱或漬水；對土壤的要求很低，光合能力強，生長快，易種植、易成活、易管 理、極少傳播病蟲害。其根呈網狀，根系縱深發達，可深達2-3m，甚至5m，能較牢固的固持土 壤，而且根系的抗張力十分強大，是同等直徑軟鋼的1/6。莖葉部分在長期淹水的情況下亦 能存活。香根草植物籬帶4可改善土壤肥力和土壤性質，有效地減少地表徑流和土壤侵蝕， 可把徑流中的泥沙攔積在草籬之前，并有效地減少地表徑流。 消落深度2-10m之間區域種植穴中移植香根草3，上下行香根草3縱向錯開，成 "品"字型種植。 在消落深度2-10m之間區域，本發明將香根草與狗牙根混合種植，充分利用香根 草3根系發達、護坡固土能力強的特點以及狗牙根5匍甸莖和根莖快速擴展蔓延、覆蓋性 強，耐踐踏的特點，建立起一個復合植被恢復帶7，其與多功能防護林帶1和香根草植物籬 帶4共同構成一個立體恢復空間，保證其在消落帶陡坡上生根恢復，大面積恢復植被，實現 生態修復，有效地控制水土流失，對水庫起到一定的保護作用。
6)植物種植后及時澆灌定根水。
7)常規護理。
權利要求
一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在于具體步驟如下1)選擇在蓄水水位最低時，對消落帶迎水坡面進行修理平整，清理石塊、雜草、垃圾，并進行適當的人工夯實；2)消落帶外坡面頂部采用魚鱗坑整地方式開挖種植穴，種植穴內種植馬尾松或其他適宜樹種；3)在消落深度2m以內區域，采用沿水平等高線帶狀整地方式開挖種植槽，在消落深度2-10m之間區域采用穴狀、魚鱗坑整地方式開挖種植穴，在種植穴外區域采用切莖撤壓法種植狗牙根；4)沿消落帶迎水坡面鋪設一層黃麻土工布，黃麻土工布的上端和下端均采用U形錨釘固定在土基中；5)在消落深度2m以內區域的種植槽內，消落深度2-10m之間區域的種植穴中移植香根草；6)及時澆灌定根水；7)常規護理。
2. 根據權利要求l所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特 征在于消落區外坡面頂部的種植穴，穴寬50-80cm、穴長70-100cm、穴深40-60cm、穴距 200-300cm。
3. 根據權利要求1和2所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特 征在于開挖種植穴時，表土堆放在穴的上方，熟土堆放在穴的下方，撿出的石塊在穴的下沿 壘成一個堰，堰高20-25cm，在穴的上方左右兩角各斜開一道用于引蓄雨水的小溝。
4. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于黃麻土工布(6)是由低等黃紅麻原料和麻紡下腳料織成的一種可生物降解的開口網眼 織物，規格為重量不低于200g/km2，經緯密度每10cmX 10cm為4_6根。
5. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于黃麻土工布(6)上、下端固定在土基中的U形錨釘的間距不大于2m，相鄰黃麻土工布的搭 接長度不小于15cm，疊加處用可降解無害材料呈之字形穿綁。
6. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于移植香根草3的種植槽寬20-25cm，行距40-60cm，深為20-30cm。
7. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于移植香根草(3)的種植穴為"V"狀，穴距30-40cm、穴行距80-100cm、穴深20-30cm。
8. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于在種植香根草(3)前，將香根草地上部分剪至25-35cm、根系剪至5-15cm，種植時將植株 斜靠在一側，植株與地面保持60。
-45°的角度，從另一側覆土壓實。
9. 根據權利要求1所說的一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法，其特征在 于在種植槽種植穴內香根草(3)按叢種植，每叢種植3-4株。
全文摘要
本發明涉及一種水庫消落帶陡坡地區受損生態系統修復方法。在蓄水水位最低時，對消落帶迎水坡面進行清理，人工夯實；坡面頂部開挖種植穴，種植馬尾松等，構成多功能防護林帶。在消落帶范圍內挖種植槽和種植穴，鋪設黃麻土工布，消落深度2m以內的范圍種植香根草，構成植物籬帶。消落深度2-10m之間的范圍混合種植香根草與狗牙根，構成復合植被坡面恢復帶。本發明的防護林帶、植物籬帶及復合植被坡面恢復帶共同構成一個立體恢復空間，保證植物在消落帶陡坡地區上生根恢復。通過大面積恢復植被，有效減少地表徑流和土壤侵蝕，改善土壤肥力和性質，使受損生態系統修復。本發明施工便捷、投入小、不易被水毀，適用于消落范圍大，地勢陡峭的水庫消落帶地區。
文檔編號A01G1/00GK101790931SQ201010102730
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者史志華, 尹煒, 方怒放, 李璐 申請人:華中農業大學