东北地区植物群落的构建方法

摘要

本发明提供一种东北地区植物群落的构建方法，包括以下步骤：选择适宜东北地区的草、灌、乔种子；对难萌发种子进行处理；制备种子混合物；制备基材混合物；制备种子基材混合物；向岩土创面或退化地喷射种子基材混合物；控制草本高度及灌木、乔木密度；对草本喷洒多唑效药液；向乔木和灌木喷洒抗逆叶面肥；进行水分和养分的常规管理。该方法种子萌发快速、安全，保障人工植被结构与功能稳定，缩短人工植被向自然植被演替周期。用于东北地区边坡、弃渣场及采矿地等岩土创面及退化地的植物群落构建方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工植被的建植方法，特别是涉及一种东北地区植物群落的构建方法。

背景技术

东北地区包括黑龙江省、吉林省、辽宁大部分地区和内蒙古自治区东部，总面积为996230km²，是我国重要的农林牧生产基地、能源基地和重工业基地。但因工业、矿业经济发展及城市化进程，资源急剧消耗，环境日益恶化，已成为我国以耗竭大量自然资源和严重破坏生态环境为代价的外延型经济发展典型地区。加强区域生态环境治理，以植被建植为主要技术手段，是有效促进东北地区经济建设与环境改善协调发展的重要举措。目前，关于人工植被建设的的常规方法是首先选择植物种子，然后将种子与基质材料(有机质肥料、土壤改良剂等)混合，再将上述混合物播种，最后进行水分和肥料的日常管理。中国专利CN100397972C公开了一种北方地区岩石坡面植被恢复的方法，步骤包括坡面处理、植物种类选择、基质配置、喷播基质及防护处理，其特征在于选用禾本科草种为草地雀麦、无芒雀麦、垂穗批碱草、扁穗冰草、多年生黑麦草、紫羊茅、结缕草、草地早熟禾；豆科植物为胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿、多变小冠花、小叶锦鸡儿；将禾本科与豆科按数量1∶1比例进行混合。基质材料按每立方米使用沙质壤土700～900kg，草炭50～80kg，稻草段40～70kg，复合肥8～20kg，水70～100kg，水泥50～90kg，保水剂0.8～2.3kg选取，将所选基质材料均匀拌后形成备用基质。该专利存在以下缺点：一是，技术偏重于工程措施选择与实施过程，以及基质材料的配制，而忽视了植物群落科学设计与后期调控处理；二是，仅根据植物的一些基本生活习性及生态学特性进行物种筛选，而未将不同类型、不同功能的物种进行合理组合；三是，对种子处理时，未针对不同类型种子采取不同的处理措施；四是，未充分考虑环境条件、植物特性以及养护管理成本，选择的具体物种适应性不强；五是，在植被建植后期，缺乏生长与竞争调控，以及提高抗逆能力等技术手段。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种促进种子快速、安全萌发，保障人工植被结构与功能稳定，有效缩短人工植被向自然植被演替周期，应用于东北地区边坡、弃渣场及采矿地等岩土创面及退化地的东北地区植物群落的构建方法。

本发明东北地区植物群落的构建方法，其实施步骤是：

1)选择适宜东北地区的先锋性草本、过渡性草本、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木种子。其中先锋性草本为旱稗、一年生黑麦草中的至少一种；过渡性草本为草木樨；建群稳定草本为紫羊茅、紫花苜蓿、垂穗批碱草中的至少2种；建群稳定灌木为草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子中的至少3种；建群稳定乔木为山荆子。

2)对步骤1)中的草麻黄用冷水浸种10～12h后自然风干；紫穗槐用浓硫酸浸种10～15min，水冲洗除去硫酸后自然风干；小叶锦鸡儿用70～80℃水浸种6～8h后自然风干；胡枝子用浓硫酸浸种6～12min，水冲洗除去硫酸后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本200～400粒、过渡性草本30～60粒、建群稳定草本150～250粒、建群稳定灌木40～70粒、建群稳定乔木15～25粒混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材8～12kg、植壤土140～220kg拌合均匀，得到基材混合物。其中，绿化基材为市售产品，植壤土是农田地表土。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到岩土创面或退化地上，喷射厚度为8～15cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木的最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木的最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为8～15株/m²，控制乔木密度为3～5株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本叶层喷洒浓度为140～180mg/L的多效唑药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥(市售产品)，稀释倍数为500～800倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

本发明东北地区植物群落的构建方法优点在于：其一、科学性、可行性及推广性高；其二、充分考虑区域气候、环境及典型工程生境特征，并基于植被结构特征与功能作用的差异，选择了先锋性草本、过渡性草本、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木，配置合理，符合生态学法则；其三、对物种播种量科学控制，有利于降低物种对环境水分、养分、光资源等消耗强度，促进植被安全建成；其四、对难萌发物种采取不同种子处理措施，针对性强，种子萌发率高；其五、基材喷射技术是目前广泛应用于边坡、弃渣场、采矿地、废弃地等岩土创面植被恢复与重建的一项创新技术，可有效保障植物群落生长基质所需的物理结构、稳定性及水分、养分条件；其六、步骤7)及步骤8)目的是控制草本植物的生长势，降低其对木本植物的竞争影响，有利于促进草本植物根系更发达。同时，降低木本植物种间竞争水平，保证木本植物的有效成苗数，促进建植植物群落结构、数量科学合理。步骤9)目的是促进木本植物根部生长，调节自身生理机能，提高抗病、抗旱、抗寒等抗逆特性；其七、本发明方法实施方式简单，技术操作性强，可充分保障东北地区岩土创面及退化地人工植被构建效果。

具体实施方式

实施例1：

一、实施步骤

1)选择适宜东北地区的先锋性草本、过渡性草本、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木种子。其中，先锋性草本为旱稗；过渡性草本为草木樨；建群稳定草本为紫羊茅、紫花苜蓿按种子粒数比2∶1混合；建群稳定灌木为草麻黄、紫穗槐、胡枝子按种子粒数比2∶3∶2混合；建群稳定乔木为山荆子。

2)对草麻黄用冷水浸种10h后自然风干；紫穗槐用浓硫酸浸种15min，水冲洗除去硫酸后自然风干；胡枝子用浓硫酸浸种6min，水洗除去硫酸后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本200粒、过渡性草本60粒、建群稳定草本200粒、建群稳定灌木40粒、建群稳定乔木25粒的比例混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材10kg、植壤土180kg的比例拌合均匀，得基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得种子基材混合物喷射到岩土边坡上，喷射厚度为12cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木的最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木的最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为12株/m²，控制乔木密度为3株/m²。

8)当木本植物最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本植物叶层喷洒浓度为140mg/L的多效唑药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为650倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于岩土边坡植被建植，与常规方法相比较其结果显示：旱稗、草木樨、紫羊茅、紫花苜蓿、山荆子萌发率基本一致，草麻黄萌发率提高46％，紫穗槐萌发率提高53％，胡枝子萌发率提高62％；草本单株根数量平均增加24％，根重平均增加18％；乔木单株根数量平均增加16％，根重平均增加25％；乔木幼苗生长势平均提高33％，草本生长势平均降低25％；草本病虫害发生率减少85％，乔木病虫害发生率减少90％；第一年越夏时草本成活率提高58％、乔木成活率提高75％；第一年越冬时草本成活率提高55％，乔木成活率提高66％。

实施例2：

一、实施步骤

1)选择适宜东北地区的先锋性草本、过渡性草本、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木种子。其中，先锋性草本为一年生黑麦草；过渡性草本为草木樨；建群稳定草本为紫羊茅、垂穗批碱草按种子粒数比2∶3混合；建群稳定灌木为紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子按种子粒数比2∶3∶2混合；建群稳定乔木为山荆子。

2)对紫穗槐用浓硫酸浸种12min，水洗除去硫酸后自然风干；小叶锦鸡儿用80℃水浸种6h后自然风干；胡枝子用浓硫酸浸种12min，水冲洗除去硫酸后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本400粒、过渡性草本45粒、建群稳定草本150粒、建群稳定灌木70粒、建群稳定乔木15粒的比例混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材12kg、植壤土220kg拌合均匀，得基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到石渣场上，喷射厚度为15cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为15株/m²，控制乔木密度为5株/m²。

8)当乔木最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本植物叶层喷洒浓度为160mg/L的多效唑药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为800倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于石渣场植被建植，与常规方法比较其结果显示：一年生黑麦草、草木樨、紫羊茅、垂穗批碱草、山荆子(种子均未处理)萌发率基本一致，紫穗槐萌发率提高46％，小叶锦鸡儿萌发率提高53％，胡枝子萌发率提高54％；草本植物单株根数量平均增加26％，根重平均增加22％；木本植物单株根数量平均增加23％，根重平均增加28％；木本植物幼苗生长势平均提高27％，草本植物生长势平均降低30％；草本植物病虫害发生率减少88％，木本植物病虫害发生率减少92％；第一年越夏时草本植物成活率提高48％、木本植物成活率提高65％；第一年越冬时草本植物成活率提高44％，木本植物成活率提高70％。

实施例3：

一、实施步骤

1)选择适宜东北地区的先锋性草本、过渡性草本、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木种子。其中，先锋性草本是一年生黑麦草、旱稗按种子粒数比2∶1的组合；过渡性草本为草木樨；建群稳定草本为紫羊茅、紫花苜蓿、垂穗批碱草按种子粒数比2∶1∶2混合；建群稳定灌木为草麻黄、紫穗槐、小叶锦鸡儿、胡枝子按种子粒数比1∶2∶3∶2混合；建群稳定乔木为山荆子。

2)对草麻黄用冷水浸种12h后自然风干；紫穗槐用浓硫酸浸种10min，水冲洗除去硫酸后自然风干；小叶锦鸡儿用70℃水浸种8h后自然风干；胡枝子用浓硫酸浸种9min，水冲洗除去硫酸后自然风干。

3)在步骤2)实施后，按每平方米先锋性草本300粒、过渡性草本30粒、建群稳定草本250粒、建群稳定灌木55粒、建群稳定乔木20粒的比例混合均匀，得混合种子。

4)按每平方米绿化基材8kg、植壤土140kg植壤土的比例拌合均匀，得到基材混合物。

5)将步骤3)所得混合种子与步骤4)所得基材混合物拌合均匀，得到种子基材混合物。

6)将步骤5)得种子基材混合物喷射到采矿地上，喷射厚度为8cm，喷射物容重控制为1.2～1.35g/cm³。

7)当乔木的最低高度超过5cm时，采用人工刈割的方式控制草本高度为4～7cm；当乔木的最低高度超过10cm时，采用人工剪除的方式去掉多余相对弱小乔木和灌木，控制灌木密度为8株/m²，控制乔木密度为4株/m²。

8)当木本植物最低高度超过25cm时，采用塑料袋将乔木和灌木临时遮盖，并向草本植物叶层喷洒浓度为180mg/L的多效唑药液。

9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌木喷施抗逆性高营养叶面肥，稀释倍数为500倍。

10)根据植物生长状况及基材混合物干湿情况，进行水分和养分的常规管理。

二、实施效果

本发明方法应用于采矿地植被建植，与常规方法比较其结果显示：一年生黑麦草、旱稗、草木樨、紫羊茅、紫花苜蓿、垂穗批碱草、山荆子(种子均未处理)萌发率基本一致，草麻黄萌发率提高43％，紫穗槐萌发率提高38％，小叶锦鸡儿萌发率提高47％，胡枝子萌发率提高53％；草本植物单株根数量平均增加25％，根重平均增加20％；木本植物单株根数量平均增加32％，根重平均增加35％；木本植物幼苗生长势平均提高23％，草本植物生长势平均降低35％；草本植物病虫害发生率减少82％，木本植物病虫害发生率减少88％；第一年越夏时草本植物成活率提高56％、木本植物成活率提高78％；第一年越冬时草本植物成活率提高62％，木本植物成活率提高80％。