本發明涉及在熱帶島礁上通過團粒噴播的方法實現植被的新建,屬于生態修復與環境保護領域。
背景技術:
在自然情況下,島礁上形成1cm土壤約需1萬年,植被自然形成約需要400年的時間。因此,人工輔助的植被新建是目前唯一可靠的途徑。珊瑚砂堿解氮為0.00126%,是一般土壤的十分之一到三十分之一之間,其電導率在2600~3700μs/cm,pH值8.3~8.9。由于珊瑚砂高鹽、穩定性和保水性差,加上高溫、高濕、高輻射和多臺風等不良氣候環境條件,夏季地表溫度在50℃以上,植物極難生長、定居及更新;此外島礁上淡水有限,人工澆灌耗費大,且會導致移填土壤淋溶而使土壤退化,進而導致種植的植物衰退。因此,在南海吹填島礁進行植被建設難度極大,需要極強的技術支撐,國內外目前尚無這方面的成功案例及可借鑒的相關理論、技術與經驗。
團粒噴播生態修復技術(以下簡稱“團粒噴播”或“團粒技術”)是使用富含有機質和土壤膠體的客土材料,并添加其他材料,與清水混合制成泥漿混合料,噴播時在噴槍處與團粒劑混合發生團粒化反應,形成具有獨特團粒結構的人工土壤基質,這種土壤基質黏結力極強,會牢固地吸附于坡面或地面上,能抵抗雨蝕和風蝕,防止水土流失。團粒技術可廣泛應用于各種巖石、硬質土、砂質土、貧瘠地、酸堿性土壤、干旱地帶、河岸堤壩等條件惡劣的地方,快速培育出理想的植物群落系統。
一般的植被建植方法是在珊瑚砂上敷設一定厚度(20cm~30cm)種植土,然后撒播種子。在這種方式下,需要運送大量的土壤上島,成本高,僅海上運輸和裝卸船就是一筆巨大的費用;且發芽率較低,覆蓋度不均勻,需水量大,很容易造成生態修復的失敗。團粒噴播生態修復技術使用的是非耕作層土壤,而且數量僅是不到常規技術的十分之一。
目前,越來越多的自然島礁和人工島礁被開發利用,開發過程中面臨的生態環境問題逐漸受到人們的重視。島礁生態系統是一種獨特的生態系統類型,具有特殊的地理位置、有限的規模大小和明顯的空間隔離等特點,使其在面臨自然干擾和人類活動干擾情況下呈現出較強的生態敏感性和脆弱性,因空間有限、資源短缺,從而使得植被重建工作的難度大大提高。在島礁上,尤其是人工島礁和退化的自然島礁上新建植被,不僅具有生態價值,還有一定的社會經濟價值。
技術實現要素:
針對上述問題,本發明提供一種利用團粒噴播生態修復技術在熱帶島礁上新建植被的方法。
本發明目的是在熱帶島礁上新建植被,運用團粒噴播技術,為植被提供有利的生長條件,其具體是通過以下技術方案加以實現:
(1)對作業區表層>5cm的海砂或珊瑚砂進行清理,去除較大的石塊和垃圾,并整平面層。
(2)用淡化海水淋溶作業區域2~3次,作業區表面以下50cm的海砂或珊瑚砂pH<8.5、含鹽量<0.05%。
(3)用團粒噴播技術制備基底基質層厚度為1~5cm,并在晴天條件下,將基底基質層自然干燥1~2天。
(4)團粒噴播技術制備種子層的厚度為1~2cm。
(5)采用噴灌系統進行養護,該系統可以采用自動噴灌或人工作業方式;養護用水為淡化海水。
本發明的特點和有益效果是:
(1)不同于傳統的栽植綠化,本發明以原有的海砂或珊瑚砂為植被生長的主要載體,從種子發芽開始,培育能夠適應這種原生島礁環境的植物群落。
(2)本發明較傳統的栽植綠化,綠化效果快,覆蓋度高,能夠實現草本植物在2個月內完全復綠,木本植物在2個月內覆蓋率在95%以上。
(3)本方法大大減少了材料的使用和運輸量,降低了成本。
(4)采用淡化海水進行淋溶和養護作業,因地制宜、就地取材,解決了島礁上淡水資源稀缺的問題,也降低了植被新建成本。
具體實施方式
下面結合實例進一步說明本發明的實質內容,但本發明的內容并不限于此。
實施案例:
項目區是經吹填珊瑚砂而形成的某熱帶人工島礁,屬海洋性熱帶雨林氣候,氣候反差大,高溫、高濕、年平均氣溫28℃~30℃,夏季地表溫度高達50℃以上,區域內海域常年受季風影響。
團粒噴播施工工藝:
(1)對作業區表層不小于5cm范圍內的的海砂或珊瑚砂進行清理,去除較大的石塊和垃圾,并整平面層。
(2)用淡化海水淋溶作業面層3次。
(3)用團粒噴播技術制備基底基質層的厚度為3cm左右,然后在晴天條件下,將基底基質層自然干燥1天。
(4)用團粒噴播技術制備種子層的厚度為2cm左右。
(5)采用噴灌系統進行養護,養護用水為淡化海水。
試驗段1:2015年5月12日~5月16日,進行了團粒噴播施工作業。噴播草本植物區域面積約1000m2,隨機設置5個樣方,每個樣方面積為1m2,每周統計樣方內苗木生長密度和高度。
噴播結束4天后,草本植物開始陸續發芽。噴播結束18天后,樣方內草本植物的數量不再增加,種子發芽結束,此時狗牙根的平均高度為0.74cm,黑麥草的平均高度為3.2cm,畫眉草的平均高度為2.3cm,太陽花的平均高度為1.7cm。噴播結束28天后,狗牙根的平均高度為4.7cm,黑麥草的平均高度為6.8cm,畫眉草的平均高度為3.5 cm,太陽花的平均高度為3cm。噴播結束2個月后,覆蓋率達到100%,實現了生態重建的效果。
試驗段2:2015年12月22日~12月24日,進行了團粒噴播施工作業,噴播木本植物300m2,隨機設置3個樣方,每個樣方面積為1m2。每周統計樣方內苗木生長密度和高度。
噴播結束7天后,木本植物臺灣相思、金合歡、豬屎豆、鳳凰木開始發芽,噴播結束1個月后,豬屎豆和鳳凰木的平均高度在10cm左右,臺灣相思和金合歡的平均高度在5cm以上。噴播結束2個月后,豬屎豆和鳳凰木平均高度在30cm以上,臺灣相思和金合歡平均高度在10cm以上。噴播結束2個月后,覆蓋率達到95%,基本達到了初步生態重建的效果。