【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风沙治理领域，特别是涉及一种防风固沙结构。
技术介绍
1、现有的防风固沙技术可大致分为机械固沙、化学固沙和生物固沙三类。机械固沙主要是通过固、阻、输、导等方式在沙面上设置沙障或覆盖沙面，以达到减轻或消除风沙危害目的的一种治沙措施，常见的手段有设置沙障、建立立体栅栏、铺设纤维网等。机械固沙虽然成效显著，但其造价较高，人工资源消耗大，防护年限有限，只能作为暂时性的防沙措施在沙化严重区域应用。化学固沙是指利用化学材料与工艺，在地表建造一层能够防止风力吹扬又具有保持水分和改良沙地性质的固结层，以达到控制和改善沙害环境。最初的化学固沙剂主要是沥青乳液，随着科技的发展又出现了各种高分子聚合物，但这些无机材料普遍存在植生性能差的特点，因此，更多的研究开始专注于有机类化学固沙剂的研发和改良上。生物固沙是最有效的固沙手段，通过封育和栽种植物达到防治沙漠，稳定绿洲，提高沙区环境质量和生产潜力。但固沙植物种类有限、生长周期长，对土壤条件要求较高，直接种植固沙植物往往无法成活，造成资源的浪费。
2、近年来，国内外研究人员对微生物土体改性开展了大量研究。目前，微生物运用于沙化土壤修复的主要的方法是利用由细菌、真菌、藻类、苔藓等孢子植物类群与土壤形成的生物结皮来稳定土壤，从而减少风蚀和灰尘颗粒产量，也可以影响土壤温度，促进土壤碳和氮向生态系统的输入，并为植物的发芽和定植提供良好的条件。
3、但由于大多数沙化地区紫外线强，降水量少，蒸发量大，导致土壤中的盐度含量过高，生物活性受到严格限制，功能比较完善的生物结皮的形成据估
技术实现思路
1、本专利技术为解决风沙地区的固沙难题，提出一种集物理-化学-生物固沙为一体的综合固沙结构，该结构首先对沙地进行改造，增加保水结构，防止水分下渗，同时添加保水成分和ph缓冲剂来提高有机质含量、提升沙化土壤涵养水分的能力、维持植物生长环境的酸碱平衡。其次，设置可替换的倾斜式多功能板，为初期的植物收集水分，遮挡阳光，降低紫外线损伤，减少水分蒸发，同时起到固沙作用，防止流沙掩埋。最后分藻类植物、浅根植物、深根植物三个阶段喷洒植生性固沙剂，逐步改善土壤条件，实现植物固沙的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种防风固沙结构，包括铺设在地面上的保水层以及倾斜扦插在所述保水层内的多功能板，所述保水层包括自下而上依次设置的可降解地膜、复合保水层、植生层，所述复合保水层包括自下而上依次设置在地下20～30cm深的深层、在地下0～20cm深的浅层、和地面以上的表层，所述浅层中部铺设有吸水网，所述吸水网为网格大小为25cm*25cm的saf纤维吸水棉铺设而成，所述植生层选择具鞘微鞘藻和齿肋赤藓作为初期固沙植物，所述多功能板由pps板、过水孔、遮光板、不锈钢管及支撑板构成，所述pps板中部为连续的凹槽且两侧为底部比中部长的中空管，所述凹槽上交错开具有过水孔，所述支撑板与不锈钢管上部垂直焊接，所述中空管下端插入不锈钢管内，所述不锈钢管底端填充saf纤维吸水棉，所述吸水网两端通过绳状的saf纤维吸水棉与所述不锈钢管底部的saf纤维吸水棉相连，所述遮光板设置在pps板的过水孔后侧下方，所述pps板凹槽侧与支撑板反向安装，凹槽面朝南设置，所述多功能板向北倾斜插入沙地与地面形成40°～60°夹角。
3、优选地，所述可降解地膜为在地面以下30cm处铺设的聚乳酸膜。
4、优选地，所述复合保水层为生物炭、有机-无机复合保水剂与沙土按比例混合后分层回填形成，所述生物炭由生物炭基料与ph缓冲液以5：1的比例混合制成。
5、优选地，所述浅层中生物炭、有机-无机复合保水剂占沙土的质量比分别为1％、0.4％，所述浅层中生物炭、有机-无机复合保水剂占沙土的质量比分别为1％、0.6％，所述表层为在沙土表面喷洒的有机－无机复合保水剂层，用量为30～60kg/hm2。
6、优选地，所述生物炭基料由园林废弃物烧制而成；所述ph缓冲液选用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液，有效ph范围为6.8～8.2；所述有机-无机复合保水剂为腐殖酸-丙烯酸-凹凸棒土的保水剂，ph范围为6～8。
7、优选地，所述植生层种植步骤包括：
8、将具鞘微鞘藻和齿肋赤藓配子体分别用bg11培养基和ct培养基扩培；
9、将苔藓的配子体与具鞘微鞘藻按照干重为1:8的比例进行混合；
10、用机械制浆法将园林废弃物制成木浆，每吨木浆中添加入0.3～1.0mg/l的6-ba植物生长调节剂，再与藻-藓培养液混合，喷洒到复合保水层以上，使得干燥后涂层的厚度为3mm～5mm，其中具鞘微鞘藻和齿肋赤藓的接种量为1000mg·dw/m2；
11、在生物结皮完全形成后选择当地优势草本植物的种子与木浆混合，喷洒于表层，结皮后在初期喷水促进种子萌发。
12、优选地，所述pps板长1m，高1.1m，厚1～1.5cm；所述过水孔每列2～3个，孔高3cm～5cm；所述不锈钢管高50cm，下端制成尖角形状。
13、优选地，所述多功能板自东向西联排铺设，所述多功能板与底面的夹角选择尽量与当地夏至日太阳高度角垂直
14、优选地，在南北方向每排多功能板的间隔为1m，所述遮光板的宽度为1.5倍过水孔的孔高。
15、优选地，当所述植生层中生物结皮覆盖度>90％，结皮生物量>2.0mg/kg，结皮厚度>4mm时，开始接种浅根植物；
16、当具备符合要求的土壤条件后再种植深根植物。
17、基于上述技术方案，本专利技术的优点是：
18、本专利技术的防风固沙结构通过建立保水层、设置倾斜式多功能板以及分步接种植物来实现沙漠地区植被修复的目标，植物的接种大致分为藻类植物、浅根植物、深根植物三个阶段，在不同类型的植物接种及生长过程中通过调整多功能板和保水层结构实现对植物的维护。
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1.一种防风固沙结构，其特征在于：包括铺设在地面上的保水层以及倾斜扦插在所述保水层内的多功能板(9)，所述保水层包括自下而上依次设置的可降解地膜(1)、复合保水层(2)、植生层(3)，所述复合保水层(2)包括自下而上依次设置在地下20～30cm深的深层(4)、在地下0～20cm深的浅层(5)、和地面以上的表层(6)，所述浅层(5)中部铺设有吸水网(7)，所述吸水网(7)为网格大小为25cm*25cm的SAF纤维吸水棉(8)铺设而成，所述植生层(3)选择具鞘微鞘藻和齿肋赤藓作为初期固沙植物，所述多功能板(9)由PPS板(10)、过水孔(11)、遮光板(14)、不锈钢管(12)及支撑板(13)构成，所述PPS板(10)中部为连续的凹槽且两侧为底部比中部长的中空管，所述凹槽上交错开具有过水孔(11)，所述支撑板(13)与不锈钢管(12)上部垂直焊接，所述中空管下端插入不锈钢管(12)内，所述不锈钢管(12)底端填充SAF纤维吸水棉(8)，所述吸水网(7)两端通过绳状的SAF纤维吸水棉(8)与所述不锈钢管(12)底部的SAF纤维吸水棉(8)相连，所述遮光板(14)设置在PPS板(10)的
2.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述可降解地膜(1)为在地面以下30cm处铺设的聚乳酸膜。
3.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述复合保水层(2)为生物炭、有机-无机复合保水剂与沙土按比例混合后分层回填形成，所述生物炭由生物炭基料与pH缓冲液以5：1的比例混合制成。
4.根据权利要求3所述的防风固沙结构，其特征在于：所述浅层(5)中生物炭、有机-无机复合保水剂占沙土的质量比分别为1％、0.4％，所述浅层(5)中生物炭、有机-无机复合保水剂占沙土的质量比分别为1％、0.6％，所述表层(6)为喷洒的有机－无机复合保水剂层，用量为30～60kg/hm2。
5.根据权利要求3所述的防风固沙结构，其特征在于：所述生物炭基料由园林废弃物烧制而成；所述pH缓冲液选用4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液，有效pH范围为6.8～8.2；所述有机-无机复合保水剂为腐殖酸-丙烯酸-凹凸棒土的保水剂，pH范围为6～8。
6.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述植生层(3)种植步骤包括：
7.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述PPS板(10)长1m，高1.1m，厚1～1.5cm；所述过水孔(11)每列2～3个，孔高3cm～5cm；所述不锈钢管(12)高50cm，下端制成尖角形状。
8.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述多功能板(9)自东向西联排铺设，所述多功能板(9)与底面的夹角选择与当地夏至日太阳高度角垂直。
9.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：在南北方向每排多功能板(9)的间隔为1m，所述遮光板(14)的宽度为1.5倍过水孔(11)的孔高。
10.根据权利要求6所述的防风固沙结构，其特征在于：当所述植生层(3)中生物结皮覆盖度>90％，结皮生物量>2.0mg/kg，结皮厚度>4mm时，开始接种浅根植物；
...【技术特征摘要】
1.一种防风固沙结构，其特征在于：包括铺设在地面上的保水层以及倾斜扦插在所述保水层内的多功能板(9)，所述保水层包括自下而上依次设置的可降解地膜(1)、复合保水层(2)、植生层(3)，所述复合保水层(2)包括自下而上依次设置在地下20～30cm深的深层(4)、在地下0～20cm深的浅层(5)、和地面以上的表层(6)，所述浅层(5)中部铺设有吸水网(7)，所述吸水网(7)为网格大小为25cm*25cm的saf纤维吸水棉(8)铺设而成，所述植生层(3)选择具鞘微鞘藻和齿肋赤藓作为初期固沙植物，所述多功能板(9)由pps板(10)、过水孔(11)、遮光板(14)、不锈钢管(12)及支撑板(13)构成，所述pps板(10)中部为连续的凹槽且两侧为底部比中部长的中空管，所述凹槽上交错开具有过水孔(11)，所述支撑板(13)与不锈钢管(12)上部垂直焊接，所述中空管下端插入不锈钢管(12)内，所述不锈钢管(12)底端填充saf纤维吸水棉(8)，所述吸水网(7)两端通过绳状的saf纤维吸水棉(8)与所述不锈钢管(12)底部的saf纤维吸水棉(8)相连，所述遮光板(14)设置在pps板(10)的过水孔(11)后侧下方，所述pps板(10)凹槽侧与支撑板(13)反向安装，凹槽面朝南设置，所述多功能板(9)向北倾斜插入沙地与地面形成40°～60°夹角。
2.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述可降解地膜(1)为在地面以下30cm处铺设的聚乳酸膜。
3.根据权利要求1所述的防风固沙结构，其特征在于：所述复合保水层(2)为生物炭、有机-无机复合保水剂与沙土按比例混合后分层回填形成，所述生物炭由生物...
【专利技术属性】
技术研发人员：董天羽，樊蓓莉，魏文君，
申请(专利权)人：北京东方园林环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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