消落带草被构建方法技术

感潮河段、水库消落带，由于水位变幅大，岸坡间歇性处于全水淹、干旱交替状态，一般草难以存活，消落带是生态脆弱带，岸坡水蚀、滑塌等灾害时有发生。经过两年筛选试验研究，麦冬（Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎ　　ｊａｐｏｎｉｃｕｓ）具有耐干旱、超耐水淹的水陆两栖特征，四季长青，能够适应消落带的生境特征。可用于构建消落带岸坡草被，防治岸坡侵蚀、滑塌。这项技术，以生物措施解决感潮河段、水库消落带的生态修复与重建的关键问题。麦冬在消落带主要适应性特征：在全淹一个月状况下，植物生理状态正常。在全淹３个月状况下，植物可以正常恢复；具有超耐水淹、耐干旱的特征；具有比较强的水体营养盐的去除能力，总氮（ＴＮ）（每１０日）去除率９６％，总磷（ＴＰ）（每１０日）去除率９７％；这种植物四季可以生长，冬季具有很好景观效果。

【技术实现步骤摘要】

本项技术属于工程生态学研究领域技术背景 本项是国家高技术研究发展计划(863)项目“镇江水环境质量改善与生态修复技术研究及示范”五分项“通内江河道生态修复与面源控制技术研究及示范工程”的研究成果之一。 研究区是与长江相通的古运河的感潮河段，随大潮、小潮河道水位周期性变化，同时河道水位夏秋季与冬春季季节性变化。潮涨潮落水位差2～3米。夏秋季高水位与冬春季节低水位相差3米以上，最大洪水位相差6米。夏季洪水位以及涨潮时，消落带的草类处于较长时间全水淹状态和间歇性水淹状态，在潮间低水位期和冬春季节，消落带较长时间处于脱离水面的干旱状态。这样的生境，对草被提出的要求是必须具备耐干旱、超耐水淹的两个基本特征。筛选具有耐干旱、超耐水淹特征的两栖性植物，是构建消落带草被的关键问题。
技术实现思路
1专利技术的技术目标根据消落带的生境特征，寻找既能正常生长在3米-6米以下水深的间歇性水淹以及全水淹状态下，又能在水位下落后连续不降雨的干旱情形下正常生长的草，是消落带生态河岸建设的关键问题。即筛选具有耐干旱、超耐水淹特征的水陆两栖性能的草，是专利技术的技术目标。 2筛选试验研究及结论1)试验装置为了进行筛选试验，设计一套试验装置，进行模拟试验，试验装置见附图说明1(筛选实验装置)。如附图1所示，试验装置由供水装置、实验装置、进出水管组成。实验装置采用玻璃材料，可观察植物在全淹状态的水下生长状况。 2)筛选试验结论正常情形下，麦冬(Ophiopogon japonicus特征须根，长5厘米。叶片线形，长35厘米，宽3.5毫米，顶端钝。总状花序，种子球形。)适合生长在干旱贫瘠的土壤，是陆生草本植物。 经过两年的大量植物筛选、比较、模拟实验表明，麦冬不但具有耐干旱的特性，而且具有超耐水淹的特性，是水陆两栖的草本植物。适合在消落带生境下生长。 3)筛选试验过程2004年8月1日-9月4日，在所设计的试验装置，盆栽麦冬，全水淹35天，在水胁迫环境下观察实验水箱中麦冬生长状态。在试验期间麦冬在水下生长正常，并且发出新芽、新根。全水淹35天后，水箱排干水，所试验的麦冬生长正常。 2005年5月1日-8月5日，在所设计的试验装置，又一次将所选麦冬盆栽，全水淹3个月，水箱排干水后，麦冬生长恢复正常。 2004年8月，同期在另外一个实验玻璃箱，装40厘米厚、砾径0.3-0.5厘米的砾石，栽上麦冬，形成基质不保水的仅仅靠天然降水的干旱环境，在太阳暴晒下，观察植物生长状况。观测表明，在干旱环境下，麦冬生长正常。这种生长状况，从2004年8月保持到2005年8月。经过一年耐干旱试验，表明这种植物在干旱环境下生长正常。麦冬在干旱环境下生长状况如附图说明2(麦冬耐干旱特性试验)。 4)水胁迫环境下植物生理特征测试结果利用透射电子显微镜、便挟式光合作用仪，对麦冬经过全淹一个月后的生理特征进行了测试，与正常生境下的麦冬生理特征进行了比较。 2004年8月全水淹一个月的麦冬，与非胁迫正常生长环境下的麦冬，根、叶，透射电子显微镜下超薄切片照相，相片对比如附图说明3(全水淹35天后麦冬根叶切片照相)、附图4(无水淹麦冬根叶切片照相)。 附图3是全淹一个月后，麦冬的根、叶切片照相。附图4是麦冬在无水淹正常生长状况下根、叶切片照相。 相片对比表明，在全淹状态的胁迫环境，麦冬的根细胞、叶细胞，与非胁迫环境下麦冬的根细胞、叶细胞相比较，细胞超微结构基本无变化，保存了很多活性细胞。表明在胁迫环境下能生长利用LI-6400便挟式光合作用仪，对全水淹、未受水淹的麦冬光合作用特征进行测试。附图说明5(无水淹生境麦冬光合作用特征曲线)是在无水淹正常生长状况下麦冬光合作用特征曲线，附图说明6(全水淹生境麦冬光合作用特征曲线)是全淹一个月后麦冬光合作用特征曲线。对比表明，麦冬在胁迫和非胁迫情形下，光合速率(Pn)、叶温(TL)、光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(C)、细胞间隙CO2浓度(Ci)变化曲线特征基本相似。 植物生理特征测试结论麦冬在全淹的水胁迫下，与在陆地正常生长情况下，植物根叶切片的透射电子显微镜照相、光合作用曲线测定结果对比，表明麦冬具有耐干旱、超耐水淹水陆两栖的生长特性。 3水质净化效果试验研究及结论麦冬是常绿植物，一年四季均正常生长，具有景观效果。特别是在冬季，当其它植物枯萎后，麦冬对河道岸坡景观美化很有意义。 对麦冬在冬季水质净化效果进行了研究。利用所设计的装置(附图说明1)，用砾径0.3-0.5厘米的砾石布置人工滤床，滤床栽植麦冬，从住宅区排入河道的污水排口取污水，利用麦冬人工滤床去除污水中总氮、总磷。从2004年10月22日到2005年2月10日，进行总氮(TN)总磷(TP)去除效果试验。试验结果如附图说明7(麦冬滤床TN去除效果)、附图8(麦冬滤床TP去除效果)所示。 附图7是麦冬滤床冬季TN去除效果曲线图。附图8是麦冬滤床冬季TP去除效果曲线图。 从图7、图8可知，麦冬在冬季净化效果(每10日)，可以达到总氮(TN)去除率96％；总磷(TP)去除率97％。总氮、总磷日平均去除率10％。 利用麦冬在消落带构建草被，对河水中的氮、磷有比较好的去除效果，对于改善河道水质有一定效果，特别是在河道污水排口附近。 4现场实际试验为了验证麦冬具有耐干旱、超耐水淹的水陆两栖的特征，在镇江迎江桥古运河的北岸的消落带，栽种99米长5米宽麦冬，进行现场实际试验。 2005年8月6日，“麦莎”台风影响到江苏省，现场试验区位于镇江古运河迎江桥，台风所形成暴雨，使现场实际试验区古运河的水位达到历史最高水位，最高水位由8月6日零点开始持续到8月7日19点，共持续19个小时。现场实际试验区所栽植的麦冬，在全水淹状态持续19个小时。潮水退后，麦冬生长正常。 “麦莎”台风暴雨现场水淹状况如附图说明9(麦莎台风雨麦冬草被全淹状态)所示。 水位下落后麦冬生长状况如附图说明10(水位下落后麦冬草未被淹状态)所示。 5应用价值感潮河口段、水库的水位变幅形成的消落带，是生态脆弱带，由于干旱与水淹的交替进行，很难有草类正常生长，形成植被裸露带。由于水位变化形成的水进、水退，对岸坡的稳定性和坡面的侵蚀影响很大。特别是象长江三峡库区，落差近80米的消落带，生态环境问题尤为突出。 一般的草不能适应这种环境，难以存活。选用的麦冬具有水陆两栖特征，利用它们在消落带构建草被，进行固坡、护坡，有比较好效果。感潮河段、水库消落带生态系统构建，是生态河道、生态水库应该解决的重大问题。该技术在感潮河段、水库消落带的生态修复与重建方面，具有比较大的生产应用价值。该技术方法适应于感潮河段、水库消落带的生态修复。 6创新点感潮河段、水库消落带的生态修复，是急待解决的重要问题，是水生态修复研究领域关注的热点问题。寻找耐干旱、超耐水淹的草类，是消落带生态修复的关键。麦冬本身是适合干旱、贫瘠的陆生植物。筛选试验研究发现麦冬具有耐干旱、超耐水淹的两栖特征；对水中氮、磷具有很好去除效果；四季长绿，冬季具有比较好的景观效果。 在大量模拟试验、现场试验的基础上，筛选一种适合消落带生境特征的草，构建草被，防护岸坡，提出一条以两栖草本植物进行消落带生态修复与重建的新途本文档来自技高网...

【技术保护点】
经过长期筛选、模拟实验、实际验证，筛选出耐干旱、超耐水淹，具有水陆两栖特性的植物麦冬（Ｏｐｈｉｏｐｏｇｏｎｊａｐｏｎｉｃｕｓ），适合生长在感潮河段、水库消落带。在水位变幅大、岸坡处于周期性全水淹、干旱交替状态的消落带，利用它们构建草被，进行消落带生态修复、重建，防治坡面侵蚀、岸坡滑塌。利用四季长绿的生长特征，进行景观建设。利用麦冬构建的草被，在３－６米水下全淹一个月，退水后在不降雨的干旱环境下正常生长，在水下全淹三个月，退水后恢复正常生长。以耐干旱、超耐水淹的麦冬构建草被，解决感潮河段以及水库消落带的生态修复与重建的关键问题。

【技术特征摘要】
经过长期筛选、模拟实验、实际验证，筛选出耐干旱、超耐水淹，具有水陆两栖特性的植物麦冬(Ophiopogon japonicus)，适合生长在感潮河段、水库消落带。在水位变幅大、岸坡处于周期性全水淹、干旱交替状态的消落带，利用它们构建草被，进行消落带生态修复、重建，防...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡孟春，
申请(专利权)人：胡孟春，唐晓燕，
类型：发明
国别省市：84[]