一种滨海盐沼湿地植被的修复方法

技术领域

本发明涉及生态修复技术领域，尤其涉及一种滨海盐沼湿地植被的修复方法。

背景技术

滨海盐沼湿地处于海洋和陆地两大生态系统的咸淡水交汇区，此区域由于被规则或不规则的海洋潮汐和陆地淡水径流交互影响，形成了具有巨大天然物理环境胁迫梯度和明显植被分带的典型的湿地生态系统。目前，由于水文连通受阻、本地物种的生境连通性降低、种子流的连通性减弱、土壤水盐不均衡导致了本地物种生境质量下降和退化，针对滨海盐沼湿地退化的本地物种植被修复技术成为一项重要且极具挑战性的科学难题。

目前，采用土壤改良加植物种植方法对滨海区域退化湿地进行修复时，首先添加生物炭、微生物制剂、化学改良剂等土壤改良剂，改善营养环境、土壤物理质地，进而人工撒种或种植幼苗，此方法可以有效改善滨海土壤质地条件，但是水盐条件依然无法改善，种子萌发和幼苗定植成功率不佳，修复成功率低。

采用工程类方法，通过机械施工，进行围堰造坝，引水补种等措施，实现本地物种在此安全屏障区的再定植和恢复，此方法虽然见效快，修复成功率好，但为实现对某一物种的恢复而对生态进行大规模改造，对生态产生不良影响，且修复成本高，不适合大范围推广。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种滨海盐沼湿地植被的修复方法，本发明提供的方法仅进行微地形改造，对生态影响小，修复效果好且操作简单，成本低廉。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种滨海盐沼湿地植被的修复方法，包括以下步骤：

在拟修复滨海盐沼湿地的表层填埋秸秆；

且在所述拟修复滨海盐沼湿地表面塑造微地形；所述微地形包括垄坎与沟壑相间的地形形态。

优选的，所述微地形包括垄坎与沟壑方向平行于潮汐的平均流向的地形形态、垄坎与沟壑方向垂直于潮汐的平均流向的地形形态和垄坎与沟壑方向平行及垂直于潮汐的平均流向纵横交叉联用的地形形态中的一种或多种。

优选的，所述拟修复滨海盐沼湿地为淤泥质的盐沼湿地。

优选的，所述滨海盐沼泥滩湿地包括低潮滩区域、中潮滩区域和高潮滩区域；

在低潮滩区域，所述垄坎的垄高为10～30cm，单个垄坎和单个沟壑的总宽度为50～80cm，所述沟壑的沟深为10～30cm；

在中潮滩区域，所述垄坎的垄高为10～35cm，单个垄坎和单个沟壑的总宽度为50～80cm，所述沟壑的沟深为10～35cm；

在高潮滩区域，所述垄坎的垄高为20～40cm，单个垄坎和单个沟壑的总宽度为50～80cm，所述沟壑的沟深为10～40cm。

优选的，所述植物秸秆的填埋量为100～2000g/m

优选的，所述植物秸秆的长度为5～40cm，所述植物秸秆的茎粗为1～10mm。

优选的，所述修复方法在11月～12月进行。

优选的，所述植物秸秆为湿地植物秸秆。

优选的，所述植物秸秆包括芦苇秸秆、荻草秸秆、互花米草秸秆、海三棱藨草秸秆、假苇拂子茅秸秆和碱蓬秸秆中的一种或多种。

优选的，所述滨海盐沼湿地植被包括盐地碱蓬、盐角草、海三棱藨草、短叶茳芏和红树林中的一种或多种。

本发明提供一种滨海盐沼湿地植被的修复方法，包括以下步骤：在拟修复滨海盐沼湿地的表层填埋秸秆；且在所述拟修复滨海盐沼湿地表面塑造微地形；所述微地形包括垄坎与沟壑相间的地形形态。本发明提供的修复方法，采用植物秸秆添加和“垄-沟-垄”的伏垄塑沟的微地形改造形式相嵌套的修复模式；将植物秸秆再次生态利用，加入到“垄-沟-垄”的微地形当中；其中“垄-沟-垄”的微地形结构能够增强滨海盐沼湿地的水文连通强度，促进种子流和营养物质的输送，使得种子可以有效的拦截在垄-沟地形表面，增加种子库含量，同时在垄-沟的地形中保留海水，改善微环境的水盐环境条件，降低植物生长区域的盐度胁迫，为种子萌发提供水分和减弱植物萌发、定植期的高盐胁迫；植物秸秆的添加可以有效的提高修复区土壤表层粗糙度，增加拦截潮汐中的种子流，增大修复区的土壤种子库，并且稍弱潮汐对土壤的侵蚀作用；同时，植物秸秆后期的分解能够有效改善土壤的物理质地条件，防止土壤板结，增加土壤透气性，增加修复区土壤的营养供给，为定植的植被物种提供氮磷等营养物质。本发明提供的方法能够极大降低潮汐侵蚀强度，有效改善水文连通条件，水盐条件、种子库丰度和营养条件。本发明提供的修复方法适合于南北方滩涂湿地中有性繁殖方式的本地物种恢复实践，普适性强，机械操作简单，成本低廉，适合大面积退化区的修复工程开展。

附图说明

图1为本发明实施例1修复效果实物图。

具体实施方式

本发明提供了一种滨海盐沼湿地植被的修复方法，包括以下步骤：

在拟修复滨海盐沼湿地的表层填埋秸秆；

且在所述拟修复滨海盐沼湿地表面塑造微地形；所述微地形包括垄坎与沟壑相间的地形形态。

在本发明中，若无特殊说明，所用原料和农用机械均为本领域技术人员熟知的市售产品。

本发明在拟修复滨海盐沼湿地的表层填埋秸秆。

在本发明中，所述拟修复滨海盐沼湿地优选为滨海盐沼泥滩湿地。

在本发明的具体实施例中，所述拟修复区滨海盐沼湿地具体优选为滨海盐沼泥滩湿地中水文连通受阻的盐沼种群退化区域或高盐胁迫导致的裸斑区域。

本发明提供的滨海盐沼湿地植被的修复方法适合中国南北方滨海及河口的泥滩湿地类型，不适合岩滩湿地和沙滩湿地。

在本发明中，所述滨海盐沼湿地植被优选包括盐地碱蓬、盐角草、海三棱藨草、短叶茳芏和红树林中的一种或多种。

在本发明中，所述植物秸秆优选为湿地植物秸秆。

在本发明的具体实施例中，所述植物秸秆优选包括芦苇秸秆、荻草秸秆、互花米草秸秆、海三棱藨草秸秆、假苇拂子茅秸秆和碱蓬秸秆中的一种或多种。

在本发明的具体实施例中，所述植物秸秆优选拟修复区的本地湿地物种和/或优势物种的地上茎叶部分。

本发明所述植物秸秆优选拟修复区的本地湿地物种和/或优势物种的地上茎叶部分，便于使用和节约运输成本。

在本发明中，所述植物秸秆优选为绿色新鲜植物秸秆和/或往年收割存储的枯萎植物茎秆。

在本发明中，所述植物秸的采收方法优选为：在植物成熟期和凋零期阶段，每年的8月至12月份，利用人工或机械将植物的地上部分进行收割，收集，运输，存储；收集后的植物秸秆通过机械割段或简单打碎。

在本发明中，所述植物秸秆的长度优选为5～40cm，更优选为10～30cm。

在本发明中，所述植物秸秆的茎粗优选为1～10mm，更优选为2～8mm。

在本发明中，所述植物秸秆的填埋量优选为100～2000g/m

在本本发明中，所述植物秸秆的添加能够有效增加拟修复区的土壤表层地形粗糙度，提升土壤物理复杂度，能够有效拦截潮汐中的种子流；植物秸秆后期的分解可以有效改善土壤的物理质地条件，防止土壤板结，增加土壤透气性，增加营养供应。

在本发明中，所述填埋的深度优选大于所述微地形中的沟壑的沟深。

在本发明中，所述填埋的具体实施方式优选为：将所述植物秸秆铺设于所述拟修复区滨海盐沼湿地的表面，采用田间作业机械打入土壤表层。

在本发明中，所述修复方法优选为11～12月份。在本发明中，所述填埋的时间优选为拟修复区植物的成熟期及后期，此时期，拟修复物种种子成熟结实并将要落地和落地不久，由于此时的本地盐沼物种种子刚刚成熟，挂在植株体上的种子在风力、潮汐的干扰下会落到地面，并随潮汐往陆源方向移动，其中一部分的种子被中途的植物茎秆或凹凸地形所拦截，大量种子被推往滩涂湿地的高潮带边界，一般在末次大潮的水文边界处土壤界面堆积，导致大量种子库的无效损失而浪费。本发明提供的滨海盐沼湿地植被的修复方法在此时期填埋植物秸秆，能够利用天然的潮汐输送作用在微地形和植物秸秆的拦截下成功落地，增加拟修复区的土壤种子库容。本发明尽量避免在种子萌芽阶段和幼苗阶段进行此本发明提供的修复方法，以避免对种子库造成破坏，达不到修复的目的。

且本发明在所述拟修复滨海盐沼湿地表面塑造微地形；所述微地形包括垄坎与沟壑相间的地形形态。

在本发明中，所述微地形优选包括垄坎与沟壑方向平行于潮汐的平均流向的地形形态、垄坎与沟壑方向垂直于潮汐的平均流向的地形形态和垄坎与沟壑方向平行及垂直于潮汐的平均流向纵横交叉联用的地形形态中的一种或多种。

在本发明中，所述微地形优选包括垄坎与沟壑方向平行于潮汐的平均流向的地形形态和/或垄坎与沟壑方向垂直于潮汐的平均流向的地形形态。

在本发明中，垄坎与沟壑方向平行于潮汐的平均流向的地形形态能够加强海水的水文连通强度，促进种子流和海水在此方向的连通。

在本发明中，垄坎与沟壑方向垂直于潮汐的平均流向的地形形态能够有效减弱海源的种子流和海水的连通强度，有利于拦截陆源种子流及营养物质。

在本发明中，垄坎与沟壑方向平行和垂直于潮汐的平均流向纵横交叉联用的地形形态能够有效增加土壤表层地貌的复杂度和粗糙度，有效拦截陆源和海源两个方向的种子流，并拦截海水存留。

在本发明中，上述三种微地形形态均能够加强潮汐水文连通的强度，利于种子流在垄沟地形中的捕获；并且垄沟的凹凸地形会减弱潮汐动力，削弱侵蚀强度，保留部分海水于地形凹处，缓解水盐胁迫，给种子萌发和幼苗定植提供水分。本发明选择上述三种微地形形态时，优选结合拟修复的特定水文条件、距离种子源的距离、种子源是来源于海源方向还是陆源方向而定。

在本发明中，所述拟修复滨海盐沼湿地包括低潮滩区域、中潮滩区域和高潮滩区域。

在本发明中，所述低潮滩区域具体优选为每天潮汐皆能淹没的区域。

在本发明中，所述中潮滩区域具体优选为每月中等潮水能淹没的区域。

在本发明中，所述高潮滩区域具体优选为每年大潮达到的边界区。

在本发明中，在低潮滩区域，所述垄坎的垄高优选为10～30cm，更优选为15～25cm；单个垄坎和单个沟壑的总宽度优选为50～80cm，更优选为55～75cm；所述沟壑的沟深为10～30cm，更优选为15～25cm。

在本发明中，在中潮滩区域，所述垄坎的垄高优选优选为为10～35cm，更优选为15～30cm；单个垄坎和单个沟壑的总宽度优选为50～80cm，更优选为55～75cm；所述沟壑的沟深优选为10～35cm，更优选为15～30cm。

在本发明中，在高潮滩区域，所述垄坎的垄高优选为20～40cm，更优选为25～35cm；单个垄坎和单个沟壑的总宽度优选为50～80cm，更优选为55～75cm；所述沟壑的沟深优选为10～40cm，更优选为15～35cm。

在本部发明的具体实施例中，本发明优选根据修复区所在区域的海拔高度、潮汐日均淹水高度、拟修复区植物的耐淹水高度为权衡，设定微地形中垄高、沟深和垄-沟宽度。

在本发明中，所述微地形的垄坎的土壤表层中设置植物秸秆，沟壑的土壤表层中设置植物秸秆。

在本发明中，所述塑造优选采用大型田间作业机械，具体优选为：起垄机、犁地机。

在本发明中，所述塑造优选为将土壤表面塑造成规律性的垄坎与沟壑相间的地形形态。

本发明优选填埋植物秸秆和塑造微地形同步进行，具体为：一台机械施工一遍实现填埋植物秸秆和塑造微地形，使植物秸秆返土和垄沟地形塑造同步完成，本发明通过同步进行上述两个步骤，能够更好的保留较大土壤团块，有利于应对潮汐的侵蚀而不造成土壤损失；同时，一次性施工能够减少对土壤底栖动物和微生物的破坏干扰。

本发明提供的基于植物秸秆添加与微地形塑造嵌套的滨海盐沼湿地植被的修复方法，工程修复时间所需的机械普遍易得，便于大面积推广，且成本低，生态环保，无其他次生危害或污染；不需要大面积撒种和人工种植，依据基于自然的修复方法，施以简单的为人辅助干扰措施，充分利用自然潮汐的运动规律，将天然种子均匀的拦截到微地形垄-沟中；并且垄-沟的凹凸地形利于存水，可以有效缓解微环境中的水盐胁迫，促进种子萌发和幼苗定植，从而实现大面积的退化区恢复效果。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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

选择黄河三角洲国家级自然保护区三万亩(地名)北部高潮滩盐地碱蓬退化区为拟修复区；此修复区盐地碱蓬的原始密度低于1棵/m

工程实施的时间为2018年12月份；

首先将修复区边界进行划定和标识固定，修复前利用无人机将退化区的面貌进行采集，并采集土壤、植物种群和个体样品。

收集黄河三角洲湿地的芦苇秸秆，并利用粗打碎机将芦苇秸秆打断成5～40cm的秸秆段，运输至拟修复区域；人工施撒于拟修复区的样方中，样方大小为15m×15m，样方数量为4个，芦苇秸秆施加量为1.85kg/m

使用履带式犁耕机对地潮滩进行植物秸秆填埋，同步沿着平行于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造，垄坎高度为30cm、垄-沟宽度为80cm，沟深为15cm，芦苇秸秆的埋深为15～20cm。

于2020年5月、7月、9月进行监测修复区盐地碱蓬的恢复效果，并记录盐地碱蓬种群密度、个体株高、生物量等数据。

实施例2

与实施例1的修复方法基本相同，不同之处在于：沿着垂直于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造。

实施例3

选择黄河三角洲国家级自然保护区三万亩(地名)北部中潮滩盐地碱蓬退化区为拟修复区；此修复区盐地碱蓬的原始密度低于2棵/m

工程实施的时间为2018年12月份；

首先将修复区边界进行划定和标识固定，修复前利用无人机将退化区的面貌进行采集，并采集土壤、植物种群和个体样品。

收集黄河三角洲湿地的芦苇秸秆，并利用粗打碎机将芦苇秸秆打断成5～40cm的秸秆段，运输至拟修复区域；人工施撒于拟修复区的样方中，样方大小为15m×15m，样方数量4个，芦苇秸秆施加量为1.85kg/m

使用履带式犁耕机对地潮滩进行植物秸秆填埋，同步沿着平行于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造，垄坎高度为25cm、垄-沟宽度为80cm，沟深为10cm，芦苇秸秆的埋深为15cm。

2020年5月、7月、9月进行监测修复区盐地碱蓬的恢复效果，并记录盐地碱蓬种群密度、个体株高、生物量等数据。

实施例4

与实施例3的修复方法基本相同，不同之处在于：沿着垂直于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造。

实施例5

选择黄河三角洲国家级自然保护区三万亩(地名)北部低潮滩盐地碱蓬退化区为拟修复区；此修复区盐地碱蓬的原始密度低于2棵/m

工程实施的时间为2018年12月份；

首先将修复区边界进行划定和标识固定，修复前利用无人机将退化区的面貌进行采集，并采集土壤、植物种群和个体样品。

收集黄河三角洲湿地的芦苇秸秆，并利用粗打碎机将芦苇秸秆打断成5～40cm的秸秆段，运输至拟修复区域；人工施撒于拟修复区的样方中，样方大小为15m×15m，样方数量4个，芦苇秸秆施加量为1.85kg/m

使用履带式犁耕机对地潮滩进行植物秸秆填埋，同步沿着平行于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造，垄坎高度为20cm、垄-沟宽度为80cm，沟深为8-10cm，芦苇秸秆的埋深为15cm。

2020年5月、7月、9月进行监测修复区盐地碱蓬的恢复效果，并记录盐地碱蓬种群密度、个体株高、生物量等数据。

实施例6

与实施例5的修复方法基本相同，不同之处在于：沿着垂直于潮汐方向进行机械伏垄和塑沟改造。

修复实验例的结果：高潮滩盐地碱蓬修复区平行于潮汐方向地形塑造组(实施例1)的盐地碱蓬的密度为7～13棵/m

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。