一种干旱、半干旱地区植被绿化方法

摘要

本发明涉及一种绿色、环保、成本低的干旱、半干旱底物植物绿化方法，本发明所要解决的技术问题是沙漠种植植物的成本高、成效低而提供一种新的植物种植方法。本发明的沙漠地区植物种植方法主要由以下步骤加以实现：选择需要绿化的区域→挖填充填→打土垄格→铺设防渗层→堆放土壤→铺设隔水膜→种植植物。本发明通过改变土壤的结构和铺设防渗层和隔水膜，使得水分保存于土壤之中供给植物生长。本发明的干旱、半干旱地区的植被绿化方法简单易行，推广性强。

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种干旱、半干旱地区的绿化方法，属于植被绿化领域。

背景技术

沙漠是指地面完全被沙所覆盖、植物非常稀少、雨量稀少、空气干燥的荒芜地区、沙漠亦作“沙幕”，干旱缺水，植物稀少的地区。据报道，我国是目前世界上受沙漠化危害最严重的国家之一，因此荒漠化的防治迫在眉睫。国内绝大部分沙漠化土地分步在西北，在开发西部中如何利用、治理沙漠，是我们面临的一个重大课题。沙漠地区为极端大陆性气候，年降水量大都在250毫米以下，部分沙漠甚至多年没有降水记录。由于砂质土地的热容较低，温度变化剧烈，日温差最大，并多有风沙与尘暴同时出现情况，土壤中营养物质也比较贫乏。严酷的自然条件限制了许多植物的生存，只有为数不多的超旱生半乔木、半灌木、小半灌木、灌木或肉质的仙人掌类植物稀疏分布。所以群落的植物种类缺乏、结构简单、覆盖度低，有些地面完全裸露。荒漠环境严酷、生物种类多样性低、群落结构简单、自动调节能力差，所以荒漠是个脆弱的生态系统，在改造利用时应当慎重选择合适的方法。

Peveril Meigs把地球上的干燥地区分为三类：特干旱地区是完全没有植物地带(年降水量100mm以下，全年无降雨、降雨无周期性)，其面积占全球陆地的4.2%；干燥地区是指季节性地长草但不生长树木的地带(蒸发量比降水量大，年降水量在250mm以下)，其面积占全球陆地的14.6%；半干地区有250~500毫米雨水，是可生长草和低矮树木的地带。特干和干燥区称为沙漠，半干区也称为干草原。

沙漠地区由于气候干旱、降雨稀少且蒸发量大、地表水易渗漏、风大等因素，致使沙漠植被稀少且难以成活。现在对于治理沙地沙漠的方法略有成效但仍然存在一些缺陷，例如植树造林法，周期长，巩固率低下；田埂法：草地常被风沙移位，成活率低；垃圾植被法，耗资巨大，且不易规模化治理；挡风固沙法：治理成本高，效果不明显。

芨芨草是一种在荒漠中广泛生长的野生植物，尤其是北方荒漠中，在防止荒漠沙化，保护和改善生态环境，防风固沙，都起着重要作用。我们可以大面积种植利用荒地、沙漠、调整荒漠植被结构，扩大荒漠绿地覆盖面积，保护和改善生态环境；进而达到保土、保水、遏制沙尘暴，达到荒漠绿化的功效，以形成治理沙漠的良性循环。其中在干旱、干干旱地区必须种植耐旱性植物。耐旱型植物，就是当土壤和空气潮湿时可以直接吸水，空气干燥时，植物体内水分迅速蒸腾散失，全株呈风干状态，但原生质并未淤固，而是处于休眠状态。有的种类能忍受风干数年之久，一旦获得水分，立即恢复积极的生命力。其中具有强耐寒性的植物如藻类、地衣、紫萼藓，维管植物如囊泡苔、卷柏和极少数岩壁上着生的有花植物如千岁兰、骆驼刺、卷柏、沙打旺或沙蒿等以及杨柳、旱柳、胡杨、紫穗槐、臭柏、柠条或花棒等灌木。

造成沙漠化主要是由于自然的干燥因素和本可储水的土地经过气候变迁或人为过度的畜牧与耕种，其中不存水不耐风寒作物直接造成沙漠化。沙漠逆转即是保持土地的湿润，保湿度大于干燥度是沙漠化逆转的关键因素。土地的保湿最有效方法为水分的提供和储水耐风寒植物树木种植。对于水分的提供，其中自然因素如河水、湖泊、地下水的维护，延伸，扩建，保持水量；储水耐风寒植物树木的栽种可以保护自然水源区域的土地与湿度；也可以开发人为因素如建设地下水管，创建人工河、湖并栽种耐风寒储水植物树木以保护土壤和土壤湿度。

治理沙漠最有效的方法需要从根本上改善土壤结构，种草植树，以达到绿化沙漠的目的。目前各类技术已纷纷提出使用保水剂、喷膜、液态地膜(即喷晒营养固化水)等方法来改善沙漠。然而本申请旨在提供一种适用于荒漠化(干旱、半干旱)地区生态植被绿化方案，其主要是采取特殊的土壤结构和增设防渗层和隔水层以保水供给植物生长，最终达到干旱、半干旱地区的绿化之功能。

发明内容

    本发明提供一种以改变土壤结构来达到防治干旱、半干旱地区荒漠化的植被绿化方案，其主要是通过以下步骤加以实现的：

(1)、选择需要改良的地区：在干旱或半干旱地区，根据土层砂砾、石块和泥土的含量比例和降雨量进行规划种植草和树木比例，以便土地改造。

具体地，选择降雨相对较多的地方、有古河床或地势相对降低的地方进行改造，因为这些地方水源相对多些，植物种植后存活率高，见效快。如果选择相对较为干燥的土壤进行绿化，就选择耐旱级别相对更强的植物，如芨芨草、骆驼刺或胡杨。

(2)、挖填充填：在步骤(1)上选择的干旱、半干旱的土地上，将表层和地表层下的泥土用挖土机翻出，然后形成一个坑，最后将挖出的砂石、粗砂、细砂和泥土重新堆放在坑内。

具体地，将挖出的砂石、粗砂、细砂和泥土按照粒径大小简单筛选，将粒径大于2cm的粗砂石放置在之前形成的“坑”的底部；将粒径为0.5mm~2cm的细砂放置粗砂石上方；最后把泥土堆放在细砂之上。如说明书附图1和附图3所示，其中根据实际干旱、半干旱地区的降水量、河流水量设置浅水区域和深水区域。其中深水区域与浅水区域之间的垂直距离h为0.5~3米，浅水区域的面积为深水区域面积的1~100倍，由于草本植物的根系不如灌木根系延伸进入土壤的深度深，故而在浅水区域种植芨芨草、骆驼刺、卷柏、沙打旺或沙蒿；而在深水区域种植旱柳、胡杨、紫穗槐、臭柏、柠条或花棒等灌木。

其中土层结构的改造，利用挖土机和可移动的全封闭式筛选配套使用，这样可以使筛选机工作时不用运输土方就无扬土，进而不会产生环境污染。

(3)、打土垄格：在浅水区域和深水区域的泥土上按照田垄种植植物的样式设置面积不一的土垄格。

具体地，土垄格形状为长方形或正方形，其中土垄格的侧视图如说明书附图2所示，是一个中间平坦且低，四周有一定高度的土隆起。设置浅水区域土垄格的长为3~5m、宽为3~5m、土垄隆起的高度为0.1~0.3m，这样土垄格中间平坦的地区有利于水存储；在深水区域：按照浅水区域的样式，也将泥土薅成宽为3~5m、长为3~5m的长方形或正方形的田字格、其中土垄格隆起的高为0.1~0.3m。

(4)、铺设防渗层：将防水的塑料薄膜平铺在浅水区域和深水区域的土垄格上。

其中，防水薄膜完全覆盖土垄格下的泥土，防止水分流失和滴渗。

(5)、铺设土壤：在防渗层上依次堆放粗砂、细砂和泥土。

具体地，在防渗层铺设粗砂的粒径为2~5cm，细砂的粒径为1~2cm，泥土的粒径＜1cm；其中铺设粗砂的厚度为5~10cm，细砂的厚度为5~20cm，泥土的厚度为30~100cm。

(6)、铺设隔水膜：在铺设好了的土壤层上再铺设一层隔水膜，同时在需要种植植物的地方预留空隙。

进一步地，采用防水和隔离紫外线的薄膜覆盖在土壤层的上方，在具体需要种植植物的地方即相应的隔水膜位置“挖”一个小区域以预留给后续植物种植。

具体地，通过在土壤上在铺设一层隔水层，在雨后或地表过水后通过隔水膜把水截留，使得隔水膜下的土壤中含有水分，水分逐渐浸入土壤层的泥土、细砂和粗砂中；同时水分被截留在防渗层薄膜之上。当土壤中的水分达到饱和状态，逐渐漫过土垄时，水分再渐渐浸入深水区域。

(7)、种植植物：根据实际降水量和地下水量种植芨芨草、骆驼刺、千岁兰或卷柏等耐旱植物，在深水区域种植杨柳、旱柳、胡杨、紫穗槐、臭柏、柠条或花棒等灌木。

本申请改造干旱、半干旱地区的土壤方法，用挖土机挖土，将其中混合粗砂、细砂和泥土的“土壤”按照粒径进行筛选再重新堆放。然后在上述挖土机挖好的“坑”内堆放粗砂、细砂和泥土；其中粗砂、细砂和泥土的总厚度为0.5~5m，其中铺设细砂的厚度0.5~0.6m，其中铺设泥土的厚度为0.2~0.5m。然后在泥土上隆起高土垄，使土地形成类似水浇地一样存水的方格地。最后在具有土垄格的土壤上整体平铺耐酸、耐碱、耐腐蚀的隔水薄膜(防渗层)，由于塑料薄膜在地下相对封闭的环境可以在50年内不分解，所以本发明的技术方案一旦实施可以保证50年不需要重新铺设防渗层材料，这样隐形降低了成本。然后把剩余筛选后的粗砂、细砂和泥土堆放推平，形成内含0.5~5m的储水层(其高度可以调节，在浅水区域其“土壤”的填埋的厚度为0.5~2m；深水区域其“土壤”的填埋厚度为0.5~5m)。在防渗层上堆放土壤时把粒径相对较大的粗砂放置在最下层，将粒径较小的泥土放置在最上层。浅水区域和深水区域的土垄格的隆起高度根据降雨量多少具体设置土垄隆起的高度；具体地在降雨多的地区或偶有流水经过的低洼地时，将深水区域的隔水墙 (即土垄格隆起高度) 设置高一些；在降雨量小的区域，将深水区域的隔水墙(即土垄格隆起高度)设置相对低一些。

通过这样改造过的土地，在雨后或地表水流经后在隔水膜的作用下会把水分截留，使隔水膜上的土层含有水分，当水分达到饱和状态后又能通过砂土的间隙往深水区域汇流，因为隔水膜的防渗作用，水分就有效地保存在隔水膜和防渗层中间的土层内，而防渗层上方的细土又能防止水分蒸发。

最后在经过改造的土壤上种植草本植物或耐旱灌木。这样的种植方式，在白天烈日作用下土层水分蒸发到薄膜内表面，当夜晚或温度降低时水分又以水滴形式沿膜壁下流到土壤中被植物的根部吸收。在隔水膜和防渗层的双重作用下，水分完全保存在土壤中被植物吸收利用而又不蒸发流失。其中，种植灌木的间距为4~5m，土坑直径0.8~1.5 m、深度0.8~1.5m，对于其中草本植物栽植，将其根埋于地下0.1~0.5m。经过1~2个生长期，即到一到两年后，草木生长形成规模，将和灌木一起共同防御风沙。此时灌木根系也基本生长成型，纵横交错间将牢牢固定住沙丘或干旱的土壤。

当植株存活并过一年后灌木植物为草本植物遮阴、减少蒸发并且阻挡风沙，而草本植物同时遮盖地表起到了固沙的作用。这样随着种植面积增大逐步形成绿洲进而改善环境，从而可以逐渐推广至更广面积的干旱、半干旱地区。

按照本发明的方法对干旱地区进行绿化。虽然一次性投入的工作量大(筛选不同粒径的粗砂、细砂和泥土、铺设两层薄膜)，但是经过这样改造的土壤即使当年种植植物在一年半载内见效慢，但在雨量充沛时，植物一当存活便可成荫最终达到绿化之功效。所以本发明的干旱、半干旱地区的技术方案是可行的。

本发明的有益效果：

1、本发明选择具有抗旱植物，这些植物的根、茎、叶里存水；这些植物的庞大根茎系统，直接达到地下水层，抓住土壤，防止水土流失；同时较大的茎叶，可以减低风速，保存沙土。

2、本发明通过改变土壤的结构，同时设置两层防水层(即隔水层和防渗层)，防止水分滴漏和蒸发，为植物保存珍贵的水资源。在干旱、半干旱地区使用可节约大量水源、因地制宜。土壤下设置防渗层阻止了水的滴漏，水不会往沙层处渗水，而充分被植物根系吸收，故而达到保水固土的功效；并且防渗层使用年限长，一次性投入使用，多年受益，进一步降低投入成本。

3、本发明的技术方案见效快，对于改善半干旱地区具有积极效果，推广性强，并且无污染、环保。同时也适用于西部地区煤矿等矿产资源采掘后土壤回填植物绿化。

附图说明

图1为本发明改造土壤的结构侧视图；

图2为本发明浅水区域和深水区域土垄格的俯视图；

图3为本发明土壤改造后植物绿化示意图；

A-浅水区域， B-深水区域， C-防渗层， D-土垄， E-隔水膜。

具体实施方式

以下通过具体实施方式进一步解释本发明的干旱、半干旱地区植被绿化方案。在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同意思界定。

    实施例1

选择新疆一块干旱地区为基础，采用挖土机挖土，然后形成一个50m×80m×5m(长×宽×高)的坑。如说明书附图3所示将挖出的土按照粒径进行筛分，将粒径最大的砂石堆放在坑的最下方，其堆放厚度为0.5m；再一次性堆放厚度为0.2m的粗砂(粒径为5~10cm)和厚度为0.2的细砂 (粒径为2~5cm)，其中浅水区域堆放1.4m厚的细砂和泥土，在深水区域堆放0.2m厚的细砂。然后在泥土上的浅水区域做一个个3m×3m×0.1m(长×宽×高)的土垄方格；在泥土上的深水区域做一个个4m×5m×0.2m(长×宽×高)的土垄方格。然后在浅水区域和深水区域的土垄格上铺设防渗层，同时在浅水区域和深水区域的斜坡上也铺设防渗层，以防止水渗漏。最后在防渗层上一次性铺设厚为0.5~0.7m粗砂(粒径为5~7cm)、厚度为0.5~0.8m的细砂(粒径为2~5cm)和厚度为1.2~2m的泥土(粒径小于2cm)。然后将浅水区域的泥土和深水区域的泥土推平，再在其上铺设一层隔水层。其中在浅水区域的横向和纵向方向每隔0.1m留一个小空隙种植芨芨草；在深水区域的横向和纵向方向每隔0.8m种植一颗胡杨。由于种植植物时，有水量降临，水分逐渐滴入隔水层种植植物的空隙里，再缓慢流入土壤中，供给植物生长。经历1年后植物基本存活，芨芨草逐渐茂盛，杨树也有生长。

实施例2

选择甘肃一块半干旱地区为基础，采用挖土机挖土，然后形成一个35m×60m×6m的坑。如说明书附图3所示，按照土的粒径进行筛分，将粒径最大的砂石堆放在坑的最下方，其放置厚度为0.5m；再一次堆放厚度为0.4m左右的粗砂(粒径为4~8cm)和厚度为0.2m的细砂(粒径为2~4cm)和泥土。其中浅水区域堆放1.5m厚的泥土，在深水区域堆放0.3m厚的泥土。然后在泥土上的浅水区域做一个个4m×5m×0.2m(长×宽×高)的土垄方格；在泥土上的深水区域做一个个4.5m×4.5m×0.3m(长×宽×高)的土垄方格。再在浅水区域和深水区域的土垄上铺设防渗层，在浅水区域和深水区域的斜坡上也铺设防渗层，以防止水渗漏。最后在土垄上一次性铺设厚为0.5m粗砂(粒径为4~7cm)、厚度为0.5m的细砂(粒径为2~4cm)和厚度为0.8~2m的泥土(粒径小于2cm)。然后将浅水区域的泥土和深水区域的泥土推平，再在其上铺设一层隔水层，在浅水区域的横向和纵向方向每隔0.3m留一个小空隙种植骆驼刺和沙蒿；在深水区域每个土垄格内种植紫穗槐、花棒和旱柳，其中深水区域的种植植物的横向和纵向间距为0.5~1.2m。由于种植植物时，人为施加供给植物生长的水分，水分逐渐滴入隔水层种植植物的空隙里，再缓慢流入土壤中，供给植物生长。经历半年后植物基本存活，骆驼刺和沙蒿逐渐茂盛，紫穗槐、花棒和旱柳也逐渐生长。