专利名称：西北地区植物群落的构建方法
技术领域：
本发明涉及一种人工植被的建植方法，尤其涉及一种西北地区植物群落的构建方法。
背景技术：
西北地区包括内蒙古中西部、新疆大部、宁夏北部、甘肃中西部以及和这些地方接 壤的山西、陕西、河北、辽宁、吉林等省份的边缘地带，总面积为3450000km2。近年来，西北地 区煤矿开采、公路及铁路建设产生大量岩土创面，加之西北地区沙化严重、水土资源短缺、 风蚀与水蚀强烈，区域生态环境十分脆弱，对工程创面或自然退化地进行植被重建与生态 恢复相当困难。目前，常用方法是选用适合的植物种子，然后与基质材料(有机质肥料、土 壤改良剂等)混合后施用，最后按常规方法进行水分和施肥管理。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，将所选基质材料均勻拌后形成 备用基质。主要存在以下缺点一是，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
本发明克服以上缺点，提供一种能促进种子快速、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的西北地区植物群落构建方法。本发明西北地区植物群落的构建方法，包括以下步骤1)选择适宜西北地区物种先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、 建群稳定灌木和建群稳定乔木种子，其中先锋性草本为无芒雀麦；过渡性草本为马蔺；过 渡性灌木为花棒；建群稳定草本为沙打旺、苦豆子中的至少一种；建群稳定灌木为沙棘、紫 穗槐、柠条、白刺花中的至少3种；建群稳定乔木为刺槐。2)对步骤1)中难萌发种子进行处理，其中，无芒雀麦在30 32°C处理6h，然后 在8 10°C下处理18h ；花棒用50°C水浸种48h 72h捞出后沙藏3天；马蔺、沙棘、柠条 用50°C水分别浸种14h 18h、24h 48h、20 24h后自然风干；白刺花用75°C水浸种24h 后自然风干；苦豆子用质量浓度65% H2S04浸种15 20min，水洗除去硫酸后自然风干；紫穗槐、刺槐用浓硫酸浸种10 20min，水洗除去硫酸后自然风干。3)在步骤2)实施后，分别按每平方米先锋性草本200 300粒、过渡性草本40 60粒、过渡性灌木20 40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20 30粒的比例将种子混合均勻，得混合种子。4)按每平方米绿化基材8 12kg、植壤土 140 220kg的比例拌合均勻，得基材 混合物。其中，绿化基材为市售产品、植壤土为农田地表土。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勻，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，并向草本植 物叶层喷洒浓度为20 40mg/L的烯效唑药液。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 (CN101597194A)，肥料稀释倍数为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。本发明西北地区植物群落的构建方法的优点在于(1)将理论原理、方法同实用 工程技术相结合，科学性、可行性及推广性高；(2)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、过渡性 灌木、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；(3)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；(4)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；(5)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；(6)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；(7)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；(8)本发明方法实施方式简单，技术操作性强， 可充分保障西北地区岩土创面及退化地人工植被构建效果。
具体实施例方式实施例1 1)选择适宜西北地区物种先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、 建群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本为无芒雀麦；过渡性草本为马蔺；过渡性 灌木为花棒；建群稳定草本为沙打旺；建群稳定灌木按种子粒数比是沙棘紫穗槐柠条 =1:2:2 ；建群稳定乔木为刺槐。2)将步骤1)中的无芒雀麦先在30 31°C处理6h，然后在8 9°C下处理18h;花棒用50°C水浸种48h捞出后沙藏3天；马蔺、沙棘、柠条用50°C水分别浸种14h、48h、20h 后自然风干；紫穗槐、刺槐用浓硫酸浸种10min、20min，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、过渡性灌 木20粒、建群稳定草本200粒、建群稳定灌木40粒、建群稳定乔木30粒的比例将种子混合 均勻，得混合种子。4)按每平方米绿化基材12kg、植壤土 180kg的比例拌合均勻，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勻，得种子基材混合 物。6)将步骤5)得种子基材混合物喷射到边坡上，喷射厚度为13cm，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15株/m2，控制乔木密度为3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20mg/L的烯效唑药液。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边坡植被建植，与常规方法，比较结果显示无芒雀麦萌发率提 高39%，马蔺萌发率提高33%，花棒萌发率提高42%，沙打旺(种子未作处理)萌发率基本 一致，沙棘萌发率提高41 %，紫穗槐萌发率提高58 %，柠条萌发率提高52 %，刺槐萌发率提 高52% ；草本植物单株根数量平均增加31%，根重平均增加35% ；木本植物单株根数量平 均增加23%，根重平均增加26% ；木本植物幼苗生长势平均提高28%，草本植物生长势平 均降低18% ；草本植物病虫害发生率减少90%，木本植物病虫害发生率减少86% ；第一年 越夏时草本植物成活率提高43%、木本植物成活率提高60% ；第一年越冬时草本植物成活 率提高50 %，木本植物成活率提高61 %。实施例2 1)选择适宜西北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建 群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本为无芒雀麦；过渡性草本为马蔺；过渡性灌 木为花棒；建群稳定草本为苦豆子；建群稳定灌木按种子粒数比是紫穗槐柠条白刺花 =2:2:1 ；建群稳定乔木为刺槐。2)将步骤1)中的无芒雀麦先在31 32°C处理6h，然后在9 10°C下处理18h ； 花棒用50°C水浸种72h捞出后沙藏3天；马蔺、柠条用50°C水分别浸种18h、24h后自然风 干；白刺花用75°C水浸种24h后自然风干；苦豆子用65% H2S04处理15min，水洗除去硫酸 后自然风干；紫穗槐、刺槐分别用浓硫酸浸种10min、15min，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250粒、过渡性草本50粒、过渡性灌 木30粒、建群稳定草本250粒、建群稳定灌木55粒、建群稳定乔木25粒的比例将种子混合 均勻，得混合种子。
4)按每平方米绿化基材8kg、植壤土 140kg拌合均勻，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勻，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沙化地上，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11株/m2，控制乔木密度为4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40mg/L的烯效唑药液。9)在步骤8)实施2周后，向乔木和灌本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沙化地植被建植，与常规方法比较，结果显示无芒雀麦萌发率 提高44 %，马蔺萌发率提高51%，花棒萌发率提高48 %，苦豆子萌发率提高40 %，紫穗槐萌 发率提高57 %，柠条萌发率提高44 %，白刺花萌发率提高56 %，刺槐萌发率提高62 % ；草本 植物单株根数量平均增加25%，根重平均增加27% ；木本植物单株根数量平均增加26%， 根重平均增加31% ；木本植物幼苗生长势平均提高24%，草本植物生长势平均降低23% ； 草本植物病虫害发生率减少90%，木本植物病虫害发生率减少90% ；第一年越夏时草本植 物成活率提高55 %、木本植物成活率提高67 % ；第一年越冬时草本植物成活率提高38 %， 木本植物成活率提高45%。实施例3 1)选择适宜西北地区的先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建 群稳定灌木和建群稳定乔木。其中，先锋性草本为无芒雀麦；过渡性草本为马蔺；过渡性灌 木为花棒；建群稳定草本按种子粒数比是沙打旺苦豆子=1 1 ；建群稳定灌木按种子粒 数比是沙棘紫穗槐柠条白刺花=1:2:2:1 ；建群稳定乔木为刺槐。2)将步骤1)中的无芒雀麦先在30 31°C处理6h，然后在8 9°C下处理18h; 花棒用50°C水浸种60h捞出后沙藏3天；马蔺、沙棘、柠条用50°C水分别浸种16h、36h、22h 后自然风干；白刺花用75°C水浸种24h后自然风干；苦豆子用65% H2S04浸种18min，水洗 除去硫酸后自然风干；紫穗槐、刺槐用浓硫酸分别浸种12min、10min，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300粒、过渡性草本40粒、过渡性灌 木40粒、建群稳定草本150粒、建群稳定灌木70粒、建群稳定乔木20粒混合均勻，得混合 种子。4)按每平方米绿化基材10kg、植壤土 220kg拌合均勻，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勻，得种子基材混合 物。6)将步骤5)得到的种子基材混合物喷射到沙化地上，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8株/m2，控制乔木密度为5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30mg/L的烯效唑药液。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沙化地植被建植，与常规方法比较，结果显示无芒雀麦萌发率 提高39 %，马蔺萌发率提高46 %，花棒萌发率提高33 %，沙打旺与未处理种子萌发率基本 相同，苦豆子萌发率提高46 %，沙棘萌发率提高35 %，紫穗槐萌发率提高58 %，柠条萌发率 提高40%，白刺花萌发率提高44%，刺槐萌发率提高58% ；草本植物单株根数量平均增加 28%，根重平均增加33% ；木本植物单株根数量平均增加23%，根重平均增加26% ；木本植 物幼苗生长势平均提高18%，草本植物生长势平均降低20% ；草本植物病虫害发生率减少 92 %，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45 %、木本植物 成活率提高52 % ；第一年越冬时草本植物成活率提高33 %，木本植物成活率提高40 %。
权利要求
一种西北地区植物群落的构建方法，其特征在于包括以下步骤1)选择适宜西北地区物种先锋性草本、过渡性草本、过渡性灌木、建群稳定草本、建群稳定灌木和建群稳定乔木种子，其中先锋性草本为无芒雀麦；过渡性草本为马蔺；过渡性灌木为花棒；建群稳定草本为沙打旺、苦豆子中的至少一种；建群稳定灌木为沙棘、紫穗槐、柠条、白刺花中的至少3种；建群稳定乔木为刺槐；2)对步骤1)中的难萌发种子进行处理，其中，无芒雀麦在30～32℃处理6h，然后在8～10℃下处理18h；花棒用50℃水浸种48h～72h捞出后沙藏3天；马蔺、沙棘、柠条用50℃水分别浸种14h～18h、24h～48h、20～24h后自然风干；白刺花用75℃水浸种24h后自然风干；苦豆子用质量浓度65％H2SO4浸种15～20min，水洗除去硫酸后自然风干；紫穗槐、刺槐用浓硫酸浸种10～20min，水洗除去硫酸后自然风干；3)在步骤2)实施后，分别按每平方米先锋性草本200～300粒、过渡性草本40～60粒、过渡性灌木20～40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20～30粒的比例将种子混合均匀，得到混合种子；4)按每平方米绿化基材8～12kg、植壤土140～220kg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20～40mg/L的烯效唑药液；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500～800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。
全文摘要
本发明提供一种西北地区植物群落的构建方法，包括以下步骤选择草、灌、乔植物种子，对难萌发种子进行处理，制备混合种子，制备基材混合物，制备种子基材混合物，喷射种子基材混合物至岩土创面及退化地上，控制草本高度及灌木、乔木密度，对草本喷洒烯效唑药液，对乔木喷洒抗逆性高营养叶面肥，进行水分及养分日常管理。种子萌发快速、安全，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，应用于西北地区边坡、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。
文档编号A01G23/00GK101836546SQ20101016216
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者孙海龙, 李绍才, 杨涛, 龙凤 申请人:四川大学