一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法技术

本发明专利技术提供了一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，通过在待修复裸地沿等高线修筑多条截洪沟，将截洪沟以排水沟纵向连通至山坡沟谷处，沿沟谷构筑排水沟，排水沟下方间隔构筑谷坊，并在坡脚建设消力池，在截洪沟出口设置出水堰，底部安装滴灌管网系统；将待修复裸地表层土壤挖出与截洪沟挖出的土壤一起进行多层次筛分，将筛分后的石块与小砾石制作石埂，筛分后的黏粒土壤铺于待修复裸地最下层，将粉粒土壤、砂粒土壤与牦牛粪肥、种子、切割草段拌和，铺于黏粒土壤层之上作为复合层，将粗砂粒铺于复合层之上，完成高寒草地水蚀坡面的生态修复。本发明专利技术通过工程设施与生态保护结合的方法，既减小对生态的干扰，又对水蚀现象有较好的修复作用。

An ecological restoration method for water eroded slope of Alpine Grassland

【技术实现步骤摘要】
一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法
本专利技术属于高寒草地水土保持与生态修复
，具体涉及一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法。
技术介绍
青藏高原面积约260万平方公里，是全球海拔最高、面积最大和独特的地理单元，是中国生态安全的重要屏障。因其孕育的黄河、长江、恒河、湄公河、印度河、萨尔温江和伊洛瓦底江等7条亚洲的重要河流，被称为“亚洲水塔”，其为下游所提供的水源涵养价值与水土保持价值不可估量。然而，在全球气候变暖与人类超载过牧的双重压力下，青藏高原高寒草地退化形势严峻，水土流失加剧，土壤侵蚀已成为重大的生态安全问题。青藏高原的侵蚀方式有冻融侵蚀、风力侵蚀与水力侵蚀，在藏北高寒草甸地区常表现为三种侵蚀相互影响，共同作用。冻融侵蚀与风力侵蚀多发生于植物非生长季时期，青藏高原短暂的夏季雨热同期，是主要的生长季，而水力侵蚀发生多发生于此时。因此，通过减小水力侵蚀保护植被，并通过提高植被盖度进一步减小风力侵蚀与冻融侵蚀的发生，成为减小藏北高寒草甸侵蚀区水土流失的重要途径。现有的针对水力侵蚀的生态防护方案，多是基于黄土高原或云贵喀斯特地貌环境所设计。青藏高原特殊的高寒气候，使种植灌木或乔木的常规方法不可实现，且脆弱的生态环境不宜对已有高寒草地进行台地平整及鱼鳞坑开挖等操作。由于高寒草甸退化，水土流失，表层岩石破碎，土壤砾石含量高，而黏粒与粉粒物质较少，营养元素匮乏，在已退化裸地上重建草地十分困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，本专利技术通过工程设施与生态保护结合的方法，通过拦阻、消力、翻土、筛土、混肥、盖砂、浇水，建立起一套减少高寒草甸水土流失及在已退化水蚀区重建植被的方案，该方案具有系统全面、可行性强的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，该方法包括以下步骤：S1、对高寒草地和退化裸地进行地形、坡度、草地状况、裸地状况的调查与评估，确定有修复潜力的待修复裸地；S2、在高寒草地山坡上方的待修复裸地沿等高线间隔开挖多条截洪沟，截洪沟连通至山坡沟谷处；所述截洪沟的出口设置出水堰，截洪沟的底部安装用于为截洪沟下方的高寒草地灌溉的滴灌管网系统；S3、沿山坡沟谷构筑排水沟，排水沟的下部间隔构筑谷坊，并于坡脚建设消力池；S4、将S1所述待修复裸地表层土壤挖出，与修筑截洪沟时挖出的土壤混合后进行多次筛分，筛得石块、小砾石、粉粒土壤、细砂粒土壤和黏粒土壤；将筛分出的石块和小砾石用于间隔修筑石埂，用于保护高寒草地，通过对坡面降雨的径流降速，减小水头，减弱径流对高寒草地区域的冲蚀能力；将筛分的黏粒土壤铺于S1中所述待修复裸地的最下层作为黏粒土壤层，将粉粒土壤、细砂粒土壤与牦牛粪肥、种子、切割草段拌和，铺于黏粒土壤层之上作为复合层；最后将粗砂粒铺于复合层之上，作为抗蚀层，完成高寒草地水蚀坡面的生态修复的工程设施建设。优选地，S1中所述待修复裸地为高寒草地上部的退化裸地坡面或高寒草地顶部的坡度不大于60°、表土厚度0～20cm中粒径小于1mm的颗粒不少于70％的冲蚀裸地。优选地，S2中所述截洪沟为梯形断面，上底为40cm～60cm，下底为20cm～30cm，高为30cm～50cm，设置于高寒草地上方待修复裸地处，对成片高寒草地区不做开沟处理；截洪沟沿等高线开设，若截洪沟经过小片草地，则整体铲起移植于下方草地裸斑处，高寒草地与待修复裸地的交接边缘使用草帘进行覆盖。优选地，S3中所述谷坊为石质谷坊，间隔距离为10m～20m，高度为0.4m～1.5m，顶宽为1.0m～1.5m，迎水坡的坡度为1:0.5～1:1.5，背水坡的坡度为1:0.3～1:1.0。优选地，S2中所述截洪沟之间的间隔距离为10m～15m，多条截洪沟除排水沟外无纵向连通。优选地，S4中所述待修复裸地表层土壤厚度为10cm～30cm；所述多层次筛分为筛网连续筛分，最终筛分为四部分：选出四种筛下物，一是用1cm孔径筛出石块；二是用2mm孔径筛出粗砂粒的小砾石；三是用0.02mm孔径筛出砂粒土壤与粉粒土壤；剩余归为物理性黏粒土壤。优选地，S4中所述石埂设置为三角形，三角形上边与水平线的夹角为石埂角1记α1，α1的度数为10°≤α1≤30°，三角形斜边与水平线的夹角为石埂角2为α2，α2-β≤15°，β为修筑石埂处的坡度，三角形上边的长度不小于30cm，石埂所用砾石的粒径大于1cm，呈带状布置于草地区，间隔距离为10m～20m。优选地，S4中所述黏粒土壤层的厚度为2cm～5cm；所述复合层的厚度为10cm～18cm；所述抗蚀层的粗砂粒的粒径大于2mm，所述抗蚀层的厚度为0.4cm～0.8cm；所述牦牛粪肥与粉粒土壤和砂粒土壤总和的质量为1:(6～10)，每平方米土壤中加入切割草段和种子的质量分别为1.5kg～2kg、15g～25g，其中切割草段长度为5cm～15cm，所述种子为旱地早熟禾草种、垂穗披碱草草种、紫花针茅草种、异针茅草种、青藏薹草草种和老芒麦草种中的三种以上。优选地，S2中所述出水堰口高度为20cm～30cm，所述滴灌管网系统包括一条或多条间隔设置的输水管和沿输水管长度方向间隔连通设置的多条滴灌管，所述输水管上安装有控制滴灌的水阀，所述输水管与截洪沟的底部连通，其中输水管的长度为8m～12m，管径为50mm～90mm，相邻两条输水管的间距为6m～12m，所述滴灌管的管径为16mm～20mm，相邻两条滴灌管的间距为30cm～40cm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术通过划分高寒草地与待修复裸地，对高寒草地不开沟不增加创面，而在裸地进行开截洪沟与翻地的操作，进行生态重建，最大限度的减小了对已有生态的干扰，保护脆弱的高寒草地。对于减缓坡面径流水蚀，在待修复裸地区使用截洪沟，而在高寒草地使用石埂。2、本专利技术在高寒草地坡面堆积石埂，通过粒径大于1cm的砾石与石块的孔隙使坡面径流入渗消能，降低流速减小水头，呈带状梯次减弱径流对高寒草地区域的冲蚀能力。3、本专利技术通过对待修复裸地及截洪沟土壤进行分级筛分，重新分配，实现了资源优化利用。挖去砾石不但增大了植物根系的舒展空间，降低土壤硬度，减缓水分快速渗流，提高土壤水分的持留能力，有利于植物生长，挖出的石块通过制作石埂，还能降低径流的冲蚀动能。4、本专利技术通过将修复土壤改造成三层结构，改善了植物生长环境，提高了土壤抗蚀能力。在发生土壤侵蚀的地方，粒径>2mm的砂粒抗蚀性强，粒径为1mm～2mm的砂粒抗蚀性弱，而粒径<1mm的砂粒几乎没有抗蚀作用。将粒径最小的物理性黏粒铺于最底层，不但能减小水蚀损失，还能利用黏粒水分下渗慢的特性，增强土壤上部的水分持留。将粒径大于2mm的砂粒铺于最顶层，在不影响种子萌发的厚度下，能增强降雨时土壤表层的耐冲击能力。5、本专利技术通过将砂粒土壤、粉粒土壤与切割草段混合，提高了土壤力学性能，增强了抗蚀性，牦牛粪肥为土壤提供了长期肥效。切割草段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，其特征在于，在该高寒草地水蚀坡面上修建工程设施进行生态修复，修建工程设施的方法包括以下步骤：/nS1、对高寒草地和退化裸地进行地形、坡度、草地状况、裸地状况的调查与评估，确定有修复潜力的待修复裸地；/nS2、在高寒草地山坡上方的待修复裸地沿等高线间隔开挖多条截洪沟，截洪沟连通至山坡沟谷处；所述截洪沟的出口设置出水堰，截洪沟的底部安装用于为截洪沟下方的高寒草地灌溉的滴灌管网系统；/nS3、沿山坡沟谷构筑排水沟，排水沟的下部间隔构筑谷坊，并于坡脚建设消力池；/nS4、将S1所述待修复裸地表层土壤挖出，与修筑截洪沟时挖出的土壤混合后进行多次筛分，筛得石块、小砾石、粉粒土壤、细砂粒土壤和黏粒土壤；将筛分出的石块和小砾石用于间隔修筑石埂，用于保护高寒草地，通过对坡面降雨的径流降速，减小水头，减弱径流对高寒草地区域的冲蚀能力；将筛分的黏粒土壤铺于S1中所述待修复裸地的最下层作为黏粒土壤层，将粉粒土壤、细砂粒土壤与牦牛粪肥、种子、切割草段拌和，铺于黏粒土壤层之上作为复合层，最后将粗砂粒铺于复合层之上，作为抗蚀层，完成高寒草地水蚀坡面的生态修复的工程设施建设。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，其特征在于，在该高寒草地水蚀坡面上修建工程设施进行生态修复，修建工程设施的方法包括以下步骤：
S1、对高寒草地和退化裸地进行地形、坡度、草地状况、裸地状况的调查与评估，确定有修复潜力的待修复裸地；
S2、在高寒草地山坡上方的待修复裸地沿等高线间隔开挖多条截洪沟，截洪沟连通至山坡沟谷处；所述截洪沟的出口设置出水堰，截洪沟的底部安装用于为截洪沟下方的高寒草地灌溉的滴灌管网系统；
S3、沿山坡沟谷构筑排水沟，排水沟的下部间隔构筑谷坊，并于坡脚建设消力池；
S4、将S1所述待修复裸地表层土壤挖出，与修筑截洪沟时挖出的土壤混合后进行多次筛分，筛得石块、小砾石、粉粒土壤、细砂粒土壤和黏粒土壤；将筛分出的石块和小砾石用于间隔修筑石埂，用于保护高寒草地，通过对坡面降雨的径流降速，减小水头，减弱径流对高寒草地区域的冲蚀能力；将筛分的黏粒土壤铺于S1中所述待修复裸地的最下层作为黏粒土壤层，将粉粒土壤、细砂粒土壤与牦牛粪肥、种子、切割草段拌和，铺于黏粒土壤层之上作为复合层，最后将粗砂粒铺于复合层之上，作为抗蚀层，完成高寒草地水蚀坡面的生态修复的工程设施建设。


2.根据权利要求1所述的高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，其特征在于，S1中所述待修复裸地为高寒草地上部的退化裸地坡面或高寒草地顶部的坡度不大于60°、表土厚度0～20cm中粒径小于1mm的颗粒不少于70％的冲蚀裸地。


3.根据权利要求1所述的一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，其特征在于，S2中所述截洪沟为梯形断面，上底为40cm～60cm，下底为20cm～30cm，高为30cm～50cm，设置于高寒草地上方待修复裸地处，对成片高寒草地区不做开沟处理；截洪沟沿等高线开设，若截洪沟经过小片草地，则整体铲起移植于下方草地裸斑处，高寒草地与待修复裸地的交接边缘使用草帘进行覆盖。


4.根据权利要求1所述的一种高寒草地水蚀坡面的生态修复方法，其特征在于，S3中所述谷坊为石质谷坊，间隔距离为10m～20m，高度为0.4m～1.5m，顶宽为1.0m～1.5m，迎水坡的坡度为1:0.5～1:1.5，背水坡的坡度为1:0.3～1:1.0。

【专利技术属性】
技术研发人员：余沛东，高清竹，干珠扎布，胡国铮，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11