一种拟自然生态景观植物群落系统及构建方法

技术领域

本发明涉及生态景观构建技术领域，特别涉及一种拟自然生态景观植物群落系统及构建方法。

背景技术

植物群落是指生活在一定区域内所有植物的集合。根据地理环境条件的不同，植物群落的层次结构和种类各有不同，在环境条件优越的地区，植物群落往往层次复杂，植物品种丰富；而在环境严酷的地区，植物群落的结构较为单一。

目前在园林、公园等区域进行植物景观设计时，多以草本花卉或常青植物为主，花卉虽具有显著的观赏性，但养护要求较高，景观较为单一。因此，如何合理构建自然生态景观植物群落，让植物共生互惠，符合植物自然生长的环境，降低植物养护成本成为目前要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种拟自然生态景观植物群落系统及构建方法，根据自然条件，合理选择种植种类，并确定植物分布规律，减少植物间的竞争，精准设置灌溉单元，提高存活率，至少解决上述现有技术中存在的部分问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种拟自然生态景观植物群落系统，包括复合种植的乔木类植物、灌木类植物和草本类植物；乔木类植物的根部设置有一级灌溉单元，灌木类植物的根部设置有二级灌溉单元，草本类植物的根部设置有三级灌溉单元；一级灌溉单元与供给管道连接，供给管道向一级灌溉单元供水，一级灌溉单元向相邻的二级灌溉单元供水，二级灌溉单元向三级灌溉单元供水；一级灌溉单元、二级灌溉单元和三级灌溉单元的灌溉水流量依次减少。

进一步地，一级灌溉单元包括一级管道和与一级管道连通的若干个二级管道，二级管道分散在乔木类植物根部的四周，一级管道与供给管道连接，二级管道上连通有若干个三级管道，三级管道上开设有若干个出水孔。

进一步地，二级灌溉单元包括二级管道和与二级管道接通的若干个三级管道，二级灌溉单元中的二级管道与一级灌溉单元中的二级管道连通，三级管道上开设有若干个出水孔。

进一步地，三级灌溉单元包括三级管道，三级灌溉单元中的三级管道与二级灌溉单元中的三级管道连通，三级管道上开设有若干个出水孔。

进一步地，出水孔上设置有防堵组件，防堵组件包括塞体和用于插入出水孔的筒体，筒体位于出水孔外的一端固定有限位凸边，筒体位于出水孔内的一端设置有与限位凸边配合的锁止结构，塞体插在筒体中且能够配合锁止结构将筒体固定三级管道上，塞体内部中空，塞体靠近限位凸边的一端开设有出水槽，塞体内设置有堵块，当三级管道内有水压时，水压使堵块偏离出水槽；当三级管道内无水压时，堵块堵住出水槽。

一种拟自然生态景观植物群落系统的构建方法，包括以下步骤：

S1、明确目标区域的自然环境，自然环境包括气候、土壤和地形；

S2、筛选适宜目标区域自然环境的植物品种，植物品种包括乔木类植物、灌木类植物和草本类植物；

S3、模拟自然条件下的植物空间分布；

S4、根据S3的植物空间分布，对应种植S2中所筛选的植物品种；

S5、种植过程中，在乔木类植物的根部设置一级灌溉单元，在灌木类植物的根部设置二级灌溉单元，在草本类植物的根部设置三级灌溉单元；

一级灌溉单元与供给管道连接，供给管道向一级灌溉单元供水，一级灌溉单元向相邻的二级灌溉单元供水，二级灌溉单元向三级灌溉单元供水；

一级灌溉单元、二级灌溉单元和三级灌溉单元的灌溉水流量依次减少。

进一步地，植物空间分布根据以下方法进行：

第一步、将目标区域划分为若干个斑块，并对每个斑块的浅层土壤进行土壤含水量检测；

第二步，将所有斑块根据其平均土壤含水量的高低分为高湿度的斑块、中湿度的斑块和低湿度的斑块；

第三步、在高湿度的斑块复合种植乔木类植物、灌木类植物和草本类植物，在中湿度的斑块复合种植灌木类植物和乔木类植物，在低湿度的斑块种植乔木类植物。

进一步地，乔木类植物的种植过程为：

A1、在地表土壤上挖掘与乔木类植物根部大小匹配的一级地坑；

A2、将一级灌溉单元铺在一级地坑中，再将乔木类植物根部放在一级灌溉单元上；一级灌溉单元包括一级管道和与一级管道接通的若干个二级管道；二级管道和一级管道均具有柔性，二级管道上连通有若干个三级管道，三级管道上开设有若干个出水孔，出水孔上设置有防堵组件；

A3、回填土壤，将一级灌溉单元和乔木类植物根部覆盖并留出一级管道端部的接头；

A4、将接头与供给管道连接。

进一步地，灌木类植物的种植过程为：

B1、在地表土壤上挖掘与灌木类植物根部大小匹配的二级地坑；

B2、在二级地坑中铺设至少一个二级管道并将二级地坑中的二级管道与一级地坑中的二级管道接通，再将灌木类植物根部放在二级地坑中的二级管道上；

B3、回填土壤，将灌木类植物根部覆盖。

进一步地，草本类植物的种植过程为：

C1、在地表土壤上挖掘与草本类植物根部大小匹配的三级地坑；

C2、在三级地坑中铺设至少一个三级管道，并将三级地坑中的三级管道与二级地坑中的三级管道接通，再将草本类植物根部放在三级地坑中的三级管道上；

C3、回填土壤，将草本类植物根部覆盖。

与现有技术对比，本发明的有益效果为：

1、依据当地的自然环境，结合当地的土壤条件和气候条件，对应复合种植适合生长的植物品种，从而提高景观植物的存活率；对目标区域划分斑块，并分别测量斑块内浅层土壤的平均土壤含水量，进而根据不同斑块的土壤含水量，分别确定复合种植的植物类型，在保障植物种类多样性的同时，优化了植物分布，能够提高植物的存活率。

2、种植时，在对应植物品种的地坑中埋设管道，使得植物根部与出水孔密切接触，大大提高滴灌的效率，水分直达根部，避免了传统灌溉时水分从地表向下渗透到根部的过程，从而大大减少水分的蒸发，提高水资源的利用率。

3、通过设置防堵组件，塞体、筒体和锁止结构配合，能够方便的将筒体固定在三级管道上，堵块能够在不浇灌时堵住出水槽，进而防止土壤和生物进入三级管道中，造成管道堵塞。

附图说明

图1为本发明乔木类植物、灌木类植物和草本类植物的分布和种植示意图。

图2为本发明一级灌溉单元的结构示意图。

图3为本发明防堵组件与三级管道的立体图。

图4为本发明锁止结构未锁死时的示意图。

图5为本发明锁止结构固定筒体时的示意图。

图6为本发明堵块被水压推开时的示意图。

图7为本发明筒体的整体结构立体图。

图8为本发明塞体的整体结构立体图。

图中：1、乔木类植物，2、灌木类植物，3、草本类植物，4、一级地坑，5、二级地坑，6、三级地坑，7、一级管道，8、二级管道，9、三级管道，10、筒体，11、限位凸边，12、塞体，13、导向槽，14、锁块，15、驱动部，16、出水槽，17、堵块，18、弹簧，19、把手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1提供的一种拟自然生态景观植物群落的构建方法，包括以下步骤：

S1、明确目标区域的自然环境（目标区域指需要建立生态景观植物群落的一片地区），以在淮海地区的局部区域构建生态景观植物群落为例，淮海地区为温带季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。地形以平原为主，局部地区存在丘陵和山地，土壤有褐土和潮土等。

S2、在此种气候和土壤条件下，可种植的榉树、朴树和旱柳等乔木类植物1，乔木类植物还可种植槐树、红枫树和玉兰树等，这些乔木类植物1不仅适应此处的气候和土壤条件，而且具有观赏价值和经济价值。而灌木类植物2可以种植迎春花、紫穗槐和金边六月雪等。草本类植物可种植石菖蒲、鸢尾和兰花三七等。兰花三七是百合科山麦冬属的常绿多年生草本类植物3，具有一定的观赏价值。

S3、而为了能够达到拟自然生态，科学种植景观植物的目的，本发明模拟自然条件下的植物空间分布，对植物的空间分布在水平分布和垂直分布两个方面分别按照以下方式进行。

如图1所示，在垂直分布上，植物从高到低依次为乔木类植物、灌木类植物和草本类植物。高大的乔木类植物能够为下层植物提供遮蔽，避免灌木类植物和草本类植物以及植物群落内的其他生物受到强烈阳光和猛烈风雨的袭击。而灌木类植物的高度低于乔木类植物，灌木类植物的根系分布广，在水分涵养和保持土壤上也发挥着重要作用。虽然灌木类植物以阴生植物为主，但当乔木类植物生长不好时，附近的灌木类植物往往会生长的更好。草本类植物的高度通常比灌木类植物低。草本类植物具有突出的减缓水流流速、增强渗透的作用，在维持生态系统的稳定和水土保持方便，效果突出。乔木类植物、灌木类植物和草本类植物的复合种植，能够充分发挥各自的优势作用，互相配合，呈现出多样化的生态植物景观。

而植物的水平分布则根据以下方法设置：

第一步、将需要构建拟自然生态景观植物群落的区域划分为若干个斑块（斑块是区域的组成部分，可以理解为将大区域划分为若干个小区域），每个斑块的尺寸可以相同也可以存在一些差异，具体可根据土壤的实际情况进行区分，如邻近的两个明显土壤成分不同的土地应分别划入两个斑块。当斑块划分完成后，即对每个斑块的浅层土壤进行土壤含水量检测，具体检测过程可根据一般土壤含水量检测的标准流程进行。这样便获得了目标区域内各个斑块的土壤含水量数据。

获取了每个斑块的土壤含水量数据后即可进行第二步，将所有斑块根据其平均土壤含水量的高低分为高湿度的斑块、中湿度的斑块和低湿度的斑块。在短期内未下雨的时间段中，一般而言，由于浅层土壤中的水分更容易因日照而蒸发，因此随着土壤深度的增加，在一定限度内，其含水量是逐渐增加的。因此浅层土壤含水量较少的区域更适合种植根系深度更高的灌木类植物和乔木类植物。当浅层的土壤具有较高的湿度时，如湿度在50%到70%左右，则较为适宜草本类植物的生长。

第三步、根据已分好的斑块类型，在高湿度的斑块区域内复合种植乔木类植物、灌木类植物和草本类植物，即可以在高湿度的斑块区域内同时种植灌木类植物、乔木类植物和草本类植物；在中湿度的斑块复合种植灌木类植物和乔木类植物，即在中湿度的斑块区域内同时种植灌木类植物和乔木类植物，而不种植草本类植物；在低湿度的斑块区域内种植乔木类植物。这种植物的水平分布充分考虑到了目标区域内的土壤条件，在短期内未下雨的情况下，各个斑块内浅层土壤含水量的不同体现了各个斑块的土壤水分保持能力，针对土壤含水量的不同，分别在不同斑块内选择性的种植植物，无疑更能提高植物的存活率，大大减少人工灌溉的频次。

但须注意的是，在每个斑块内，乔木类植物、灌木类植物和草本类植物的种植间距，也需要按照生长特性合理种植。如生长快且高大的乔木类植物1通常需要更宽敞的间距，如间距为五米，而矮小的乔木类植物1则可以种植的更密一些，如间距在两米到三米。而相邻两个斑块种植的植株也要按照其生长特性设置种植间距，如相邻两个斑块内紧邻的两个乔木类植物1之间的间距也要符合合理的种植间距，如间隔两米至五米。

本发明考虑到植物群落的观赏性，在根据目标区域的自然环境具体筛选种植种类时，其中乔木类植物可以选自梧桐、马尾松、银杏、龙柏、红枫、雪松、圆柏、柳树、毛白杨、香樟、广玉兰、桂花、石楠；而灌木类植物选自栀子花、矮紫杉、含笑花、海桐、珊瑚树、夹竹桃、洋紫荆、叶黄杨、杜鹃、铁海棠、金边黄杨、八角金盘；草本类植物可以选自麦门冬、石菖蒲、肾蕨、金边龙舌兰、吉祥草、沿阶草、万年青、旱伞草、泽泻。以上植物多为常绿植物，可以在四季保持较好的观赏性。

通过上述方式，可根据目标区域的自然条件，更为科学合理的分布植物类型，提高植物的存活率，减少灌溉次数，减少养护成本。

实施例2

如图1和图2所示，在实施例1的基础上，考虑到目标区域内可能出现干旱的情况，此时需要介入人工，进行灌溉，而为了更合理的进行灌溉，减少用水成本，本实施例公开一种拟自然生态景观植物群落系统，包括按照实施例1的方法复合种植的乔木类植物、灌木类植物和草本类植物；在乔木类植物的根部设置有一级灌溉单元，灌木类植物的根部设置有二级灌溉单元，草本类植物的根部设置有三级灌溉单元。其中一级灌溉单元包括一个一级管道7和与一级管道7连通的六个二级管道8，一级管道7与供给管道连接，二级管道8上连通有若干个三级管道9，三级管道9上开设有若干个出水孔。二级灌溉单元包括二级管道8和与二级管道8接通的若干个三级管道9，二级灌溉单元中的二级管道8与一级灌溉单元中的二级管道8连通。三级灌溉单元包括三级管道9，三级灌溉单元中的三级管道9与二级灌溉单元中的三级管道9连通。

由于供给管道所输入的灌溉水依次经过一级灌溉单元、二级灌溉单元和三级灌溉单元，且一级管道7、二级管道8和三级管道9的管径依次减小，同时一级灌溉单元、二级灌溉单元和三级灌溉单元中的三级管道9的总量逐渐减少，因此对乔木类植物、灌木类植物和草本类植物的灌溉水流量是依次减少的。

根据上述系统，本实施例中种植乔木类植物的过程如下：

A1、首先在地表土壤上挖掘一级地坑4，一级地坑4的大小和深度与乔木类植物根部大小匹配，这样才能将乔木类植物的根部完成埋入土中。

A2、然后将一级灌溉单元铺在一级地坑4中。本发明所使用的一级灌溉单元包括一级管道7和二级管道8，如图2所示，一级管道7的直径大于二级管道8，一个一级管道7的端部同时连通有六个二级管道8，而一级管道7远离二级管道8的一端的接头与供给管道连接。同时每个二级管道8上又接有多个三级管道9，三级管道9的侧壁上开设有多个出水孔。二级管道8和一级管道7均具有柔性，为软管，这样在铺设一级灌溉单元时，便能够将二级管道8均匀铺散，然后再将乔木类植物根部放在一级灌溉单元上，让二级管道8形成对乔木类植物根部的包裹，这样在回填土壤以后，二级管道8能够较为均匀的分布在植物根部的周围，当供给管道向一级管道7输送较少的水量时，水也会较为均匀的从出水孔流出，从而让植物的根部各处都能得到水分。

A3、土壤将一级灌溉单元和乔木类植物根部覆盖但会留出一级灌溉单元的接头，以便于供给管道连接。接头为压力补偿式接头，压力补偿式接头为现有技术，具有自动补偿结构，能够借助水流压力改变出水口断面，自动调节流量，以保证出水的水量稳定。这样能够基本保证每个乔木类植物1处都能得到相同的灌溉量。

而在复合种植乔木类植物、灌木类植物和草本类植物时，乔木类植物周围也会存在灌木类植物和草本类植物，由于灌木类植物和草本类植物所需的水分相比大型乔木类植物要少许多，因此灌木类植物在种植时，无需按照乔木类植物种植方法进行，而是采用如下方法。

B1、在地表土壤上挖掘二级地坑5，二级地坑5的大小和深度与灌木类植物根部大小匹配。

B2、然后在二级地坑5中铺设至少一个二级管道8，二级地坑5中的二级管道8上同样也有三级管道9以及在三级管道9上开设的出水孔。将将二级地坑5中的二级管道8与相邻的一级地坑4中的二级管道8通过连接管接通，再将灌木类植物根部放在二级地坑5中的二级管道8上，这样附近乔木类植物的根部被灌溉时，水会从连接管输送到二级地坑5中的二级管道8和三级管道9上，从而对灌木类植物也进行灌溉。

B3、回填土壤，将灌木类植物根部覆盖。

与灌木类植物的种植过程类似，草本类植物的种植过程为：

C1、在地表土壤上挖掘与草本类植物根部大小匹配的三级地坑6；

C2、在三级地坑6中铺设至少一个三级管道9，然后将三级地坑6中的三级管道9与相邻的二级地坑5或一级地坑4中的三级管道9通过连接管接通，再将草本类植物根部放在三级地坑6中的三级管道9上，三级地坑6中的三级管道9同样具有出水孔。

C3、回填土壤，将草本类植物根部覆盖。

需要注意的是，当相邻的灌木类植物植株底部的二级管道8已经与供给水管连通以后，旁边的灌木类植物植株底部的二级管道8也可与其连接，并非只能与乔木类植物植株底部的二级管道8连接。同理，草木类植株底部的三级管道9也可与邻近的草木类植株底部已与供给管道连通的三级管道9连接。

按照上述种植方法，因乔木类植物1、灌木类植物2和草本类植物3的需水量不同，各个乔木类植物1底部的多个二级管道8和三级管道9能够使乔木类植物1得到较多的灌溉，而与其相邻灌木类植物2和草本类植物3得到的水分依次减少，从而避免了以往大水漫灌的过渡灌溉，能够更加合理的分布灌溉用水；乔木类植物1根部的三级管道9分布在根部周围，能够让植物根部更加均匀的补充水分；从土壤下层对植物根部直接灌溉，能够减少水分的蒸发，避免了传统的从地表灌溉对水资源的浪费。

实施例3

在实施例2的基础上，考虑到埋设在土壤下的三级管道9的出水孔可能被土壤堵住，或者被土壤内的生物堵住，为了避免堵塞，在三级管道9的出水孔处设置有防堵组件。

如图3至图8所示，本发明所使用的防堵组件包括塞体12和筒体10，考虑到三级管道9与防堵组件连接的便捷性，筒体10能够直接插入出水孔中，而筒体10位于出水孔外的一端则固定有限位凸边11，只要在筒体10位于出水孔内的一端设置有与限位凸边11配合的锁止结构，即可让锁止结构配合限位凸边11锁紧三级管道9出水孔处的管壁，从而将筒体10固定住。具体地，锁止结构包括开设在筒体10远离限位凸边11一侧的四个导向槽13，导向槽13内设置有呈L形的锁块14，锁块14与筒体10的连接处可形变。而塞体12插在筒体10中。如图4所示，塞体12内开设有空腔且空腔的底部敞口，塞体12外侧固定有与锁块14配合的驱动部15。

初始状态下，如图4所示，锁块14全部位于导向槽13内（因为导向槽13是开设在筒体10上的，此时锁块14不凸出筒体10之外），这样方便将筒体10插入出水孔中。当拉动塞体12顶部的把手19时，如图5所示，塞体12上的驱动部15挤压锁块14，使得锁块14与筒体10的连接处发生形变，进而让锁块14转动并扣在三级管道9的管壁上。此时塞体12的上端与筒体10上端过盈配合，从而维持住锁块14的位置。锁块14与限位凸边11配合，将筒体10固定住。需要说明的是，本发明的防堵组件与出水孔配合，可以由机器预先将防堵组件安装在三级管道9的出水孔上。完成安装后，出水孔即具备防堵功能，因此无需人工在建设植物群落时再手动安装防堵组件。在灌溉时，也无需调整把手19等部件。

如图5、图6和图8所示，塞体12为阶梯状结构，塞体12靠近限位凸边11的一端的侧壁上开设有多个出水槽16，出水槽16与塞体12内的空腔连通，塞体12内设置有堵块17，塞体12内腔顶部和堵块17之间设置有弹簧18，弹簧18的两端可以分别粘接在塞体12和堵块17上。当三级管道9内有水压时，水压推动堵块17，使得堵块17压缩弹簧18并偏离出水槽16，此时灌溉水可以从出水槽16流出；而当三级管道9内无水压时，堵块17在弹簧18作用下下移复位，堵住出水槽16，避免土壤进入塞体12和三级管道9中，从而起到防堵的作用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。