半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法技术

本发明专利技术涉及一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，包括：根据在坡面上欲种植的植被的种植密度，在所述坡面上布若干包括一个拱形弯曲板的整地构件；所述整地构件中拱形弯曲板的开口沿水平方向朝向所述坡面，且所述拱形弯曲板露出地表；在每一整地构件的拦蓄范围内种植植被。由于本发明专利技术利用整地构件对坡面进行植被恢复，整地过程中开挖动土工程量小，对坡面的扰动小，不具有形成的土质台型或坑状局部地形结构不稳等问题。因此利用本发明专利技术提供的恢复方法可以在有效拦蓄降雨径流的基础上，能大幅减少传统整地对土壤的扰动，减少整地当年水土流失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种整地集雨造林技术，尤其是涉及一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法。
技术介绍
西北半干旱山丘区主要为黄土高原地区，是我国生态环境脆弱、水土流失严重、贫困人口集中的地区，尤其黄土丘陵沟壑区现存植被覆盖率不足20％。一旦遭遇暴雨，水土流失剧烈，导致土地损毁、生产力下降，成为当地社会经济可持续发展的严重制约，并引发一系列生态与环境问题。水是维持植被生长的基础，在黄土高原地区，降雨是植被的主要甚至唯一水分补给来源，但区内多数地方的年均降雨不足400mm，水分成为当地植被恢复的根本限制性因子。长期生态建设的实践证实，黄土高原地区全年降雨多以少数场次的大雨或暴雨形式发生，雨水主要以超渗产流形式流失，不易被植被持续利用。实践证明，通过在坡面上进行适当整地，拦蓄坡面汇流、增加径流入渗，可大幅提高降雨、径流利用率，已成为该区十分重要的人工植被恢复方法。因此，开展西北半干旱山丘区整地集雨植被恢复技术研究和应用，对促进增加该区植被覆盖、减少水土流失、改善生态环境具有重要意义。目前，西北半干旱山丘区针对人工植被恢复的整地集雨方式主要有水平阶整地和鱼鳞坑两种，基本原理均是通过工程措施，形成能缩短汇流长度、拦蓄上坡径流的台型或坑状局部地形，以增加土壤入渗、减少径流损失，进而增加可利用水量，促进植被恢复。然而，这两种整地方式都存在开挖动土工程量大，坡面扰动强，且形成的土质台型或坑状局部地形结构不稳等问题，因此会导致整地当 年因扰动新增大量松散土质，遭遇强降雨水土流失较整地前大幅增加；整地多年因局部地形结构不稳，遭受长期径流冲蚀而损坏严重等问题。除此以外，由于需要较大规模的人工开挖堆填，这两种整地方式在规划设计和实际操作时均较为粗放，对坡面水分的植被承载能力考虑不够精细，导致后期植被成活率与保存率不高，形成许多退化低效人工林，水土保持效益低下。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术提供一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，可以在有效拦蓄降雨径流的基础上，大幅减少传统整地对土壤的扰动，减少整地当年水土流失。本专利技术提供的半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法包括：根据在坡面上欲种植的植被的种植密度，在所述坡面上布若干包括一个拱形弯曲板的整地构件；所述整地构件中拱形弯曲板的开口沿水平方向朝向所述坡面，且所述拱形弯曲板露出地表；在每一整地构件的拦蓄范围内种植植被。可选的，所述植被的种植密度的确定方法包括：根据在坡面上欲种植的植被的类型，确定所述植被的株距；根据所述坡面的水量收支平衡条件，确定所述植被的行距；根据所述植被的株距和行距，确定所述植被的种植密度。可选的，所述水量收支平衡条件包括：Q+N≥Wf+E0+ET其中，Q为所述整地构件拦蓄范围内的地表径流量，N为所述整地构件拦蓄范围内的降雨净补给量，Wf为所述整地构件拦蓄范围内的无效水填充量，E0为所述整地构件拦蓄范围内的蒸发量，ET为所述整地构件内植被的蒸腾量。可选的，采用下式计算所述地表径流量：Q＝(α×P×A)/A1其中，α为所述植被在成熟期在单位面积坡地的年均产流系数，P为年均降雨量，A为所述整地构件的有效汇水面积，A1为所述整地构件的拦蓄面积。可选的，采用下式计算所述降雨净补给量：N＝[α×P×(1-i)×A']/A1其中，α为所述植被在成熟期在单位面积坡地的年均产流系数，P为年均降雨量，i为所述植被在成熟期的平均林冠降雨截留率，A'为所述整地构件内植被的林冠遮蔽面积，A1为所述整地构件的拦蓄面积。可选的，采用下式计算所述无效水填充量：其中，θi为土壤有效水与无效水分界值，θ0为年均的土壤最低土壤含水量，L为所述植被在成熟期的平均根系层深度。可选的，在种植植被之前，所述方法还包括：在植被的种子或根部施用保水剂。可选的，所述整地构件还包括两个矩形平板；所述的两个矩形平板中，一个矩形平板与所述拱形弯曲板的第一侧边缘平滑连接，另一个矩形平板与所述拱形弯曲板的第二侧边缘平滑连接；所述第一侧边缘为所述拱形弯曲板上的与拱形延伸方向垂直的两个侧边边缘中的一个侧边边缘，所述第二侧边缘为所述拱形弯曲板上的与拱形延伸方向垂直的两个侧边边缘中的另一个侧边边缘。可选的，每一矩形平板上开设有排水通孔。可选的，所述整地构件还包括连接件，所述连接件包括一体设置的第一卡接部和第二卡接部；相应的，每一个矩形平板的一个侧边缘上开设有第一卡槽，所述拱形弯曲板的两个侧边缘上均开设有有第二 卡槽；所述第一卡接部与所述第一卡槽的卡接及所述第二卡接部与所述第二卡槽的卡接，使所述矩形平板与所述拱形弯曲板连接。本专利技术提供的半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，由于整地构件的开口沿水平方向朝向坡面，且整地构件露出地表，因此可以实现对水的拦截。又由于在整地构件的拦蓄范围内种植植被，因此可以使拦截的水供给植被，从而提高植被成活率，提高植被恢复率。由于利用整地构件对坡面进行植被恢复，整地过程中开挖动土工程量小，对坡面的扰动小，不具有形成的土质台型或坑状局部地形结构不稳等问题。因此利用本专利技术提供的恢复方法可以在有效拦蓄降雨径流的基础上，能大幅减少传统整地对土壤的扰动，减少整地当年水土流失。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1示出了根据本专利技术半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法一实施例的流程示意图；图2示出了根据本专利技术半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法一实施例中采用的整地构件的结构示意图；图3示出了图2中整地构件中一种连接件的结构示意图；图4示出了图2中整地构件的一种布设方式图；1-拱形弯曲板；11-拱形弯曲板的第一侧边缘；12-拱形弯曲板的第二侧边缘；21-一个矩形平板；22-另一个矩形平板；3-排水通孔；4-连接件；41-连接件的第一卡接部；42-连接件的第二卡接部；10-整地构件；20-植被种植位置；30-降雨产流汇水区；40-冠幅投影边界；50-林冠截留降雨补给区；a-整地构件拦蓄上部汇流宽度；b-整地构件 拦蓄上部汇流长度；Z-株距；W-行距；R-林木成熟期平均冠幅；r-横截面为圆弧结构的拱形弯曲板的圆弧半径；l-矩形平板横向宽度；A1-整地构件的拦蓄面积；A2-整地构件上部林冠遮蔽降雨补给区面积；B1-整地构件内林冠遮蔽降雨补给区的扇形面积；B2-整地构件内林冠遮蔽降雨补给区的三角形面积。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提供一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，该方法适用于西北半干旱山丘区中裸露或撂荒陡坡人工乔、灌植被营造工作中，如图1、2所示，该方法具体包括：S1、根据在坡面上欲种植的植被的种植密度，在所述坡面上布若干包括一个拱形弯曲板1和两个矩形平板的整地构件；所述整地构件的开口沿水平方向朝向所述坡面，且所述整地构件露出地表；S2、在每一整地构件的拦蓄范围内种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，其特征在于，包括：根据在坡面上欲种植的植被的种植密度，在所述坡面上布若干包括一个拱形弯曲板的整地构件；所述整地构件中拱形弯曲板的开口沿水平方向朝向所述坡面，且所述拱形弯曲板露出地表；在每一整地构件的拦蓄范围内种植植被。

【技术特征摘要】
1.一种半干旱山丘区低扰动整地集雨植被恢复方法，其特征在于，包括：根据在坡面上欲种植的植被的种植密度，在所述坡面上布若干包括一个拱形弯曲板的整地构件；所述整地构件中拱形弯曲板的开口沿水平方向朝向所述坡面，且所述拱形弯曲板露出地表；在每一整地构件的拦蓄范围内种植植被。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植被的种植密度的确定方法包括：根据在坡面上欲种植的植被的类型，确定所述植被的株距；根据所述坡面的水量收支平衡条件，确定所述植被的行距；根据所述植被的株距和行距，确定所述植被的种植密度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水量收支平衡条件包括：Q+N≥Wf+E0+ET其中，Q为所述整地构件拦蓄范围内的地表径流量，N为所述整地构件拦蓄范围内的降雨净补给量，Wf为所述整地构件拦蓄范围内的无效水填充量，E0为所述整地构件拦蓄范围内的蒸发量，ET为所述整地构件内植被的蒸腾量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用下式计算所述地表径流量：Q＝(α×P×A)/A1其中，α为所述植被在成熟期在单位面积坡地的年均产流系数，P为年均降雨量，A为所述整地构件的有效汇水面积，A1为所述整地构件的拦蓄面积。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用下式计算所述降雨净补给量：N＝[α×P×(1-i)×A']/A1其中，α为所述植被在成熟期在单位面积坡地的年均产流系数，P为年均降雨量，i为所述植被在成熟期的平均林冠降雨截留率，A'为所述整地构件内植被的林冠遮蔽面积，A1为所述整地构件的拦蓄面积。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用下式计算所述无效水填充量： W f = ( θ i - θ 0 ) × L ...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，殷哲，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11