植被恢复系统及利用该系统进行植被恢复的方法

摘要

本发明提供了一种植被恢复系统，该系统包括具有一定坡度的裸露山坡或水平沙荒地、设置于山坡高位处或高于沙荒地水平位处的水窖、沿低于水窖的山坡坡面或沙荒地铺设的植被种植单元、主流管和支流管，植被种植单元包括方形塑料框架、位于塑料框架中心且顶面设有开口的十字型四通管和位于四通管顶面开口处并向塑料框架侧边延伸的棉纱，各相邻植被种植单元中心的四通管通过支流管相互连接，主流管一端与水窖底部的出水口连接、另一端与任一植被种植单元中的支流管连接。本发明的植被恢复系统，采用具有特殊结构的植被种植单元，施工方便、无需人工喷洒浇水，养护费用低，且植物成活率高，植物生长后，根部可深入岩石或地表中，能起到很好的保水固土作用。本发明还提供了一种利用上述植被恢复系统对裸露岩石的山坡或荒沙地进行植被恢复的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生态修复系统，尤其涉及一种植被恢复的系统，更具体是涉及一种针对因修建公路、风电场等造成的裸露岩石山坡或因人为不合理利用土地造成的荒沙地进行植被恢复的系统。本发明还涉及一种利用上述植被恢复系统对裸露岩石的山坡或沙荒地进行植被恢复的方法，达到防沙、治沙，维护生态平衡的目的。

背景技术

近年来，随着我国经济和社会发展的加快，高速公路、风电场等的建设日益增多，伴随着各种填挖、爆破施工而产生的裸露边坡数量不断增加；沙荒地是干旱、半干旱地区在干旱多风少雨和疏松沙质地表条件下，由于人为的不合理超强度利用土地等因素，破坏脆弱的生态平衡，使原来非沙漠的地区出现了以风沙活动、沙丘起伏为主要特征的现象。裸露的边坡和沙荒地失去了植物赖以生长的土壤基质，因而稳定性差，水土流失十分严重。水土的流失容易导致滑坡、塌方、泥石流等灾害事件的发生，因此，必须对裸露的山坡和沙荒地进行治理。现有对裸露岩石的山坡进行治理的常用方法是：将裸露的坡面划为多个方草格，用水泥修筑方草格的边框，再将植物种子和适合于植物种子生长的泥土混合后装于塑料袋，将塑料袋敞开口放进方草格内，依靠定时向方草格内的土壤洒水或雨淋，让种子发芽生长。这种方法虽能让裸露的山坡很快得到绿化，但存在的问题是：1、采用水泥来修筑方草格的边框，工程大，成本高；2、在干旱的季节，需要经常采用喷洒的方式浇水，费时又费力，保养费用非常高；3、适合种子成长的泥土放在塑料袋里，喷洒的水或雨水往往会沿塑料袋的表面流走，难于深入泥土中，种子的成活率较低；4、泥土和山坡岩层隔着一层塑料膜，植物生长后，根部无法深入岩石中，在台风到来之时，植物很易被连根拨起，不能起到很好的保水固土作用； 5、由于泥土需要从他处运来，而该方法的泥土层厚度一般是10-20cm，施工成本非常高，导致无法普及使用。 

发明内容

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种无需喷洒浇水、且保养费用低的植被恢复系统。

本发明的另一目的是提供一种利用上述植被恢复系统对裸露岩石的山坡或沙荒地进行植被恢复的方法。

为实现以上目的，本发明的植被恢复系统，包括具有一定坡度的裸露岩石的山坡或水平沙荒地，其特征在于：所述系统还包括设置于山坡高位处或高于沙荒地水平位处的水窖、沿低于水窖的山坡坡面或沙荒地铺设的植被种植单元和供水管；水窖底部设有出水口，出水口处设有开关；植被种植单元包括方形塑料框架、位于塑料框架中心且顶面设有开口的十字型四通管和位于四通管顶面开口处的棉纱，塑料框架的侧边截面呈L形，其横向边开设有可将塑料框架固定于山坡岩石上或沙荒地深处的定位孔、竖向边开设有接管孔，棉线是由多根棉线构成，各棉线的一端聚集固定于四通管顶面的开口处、另一端为自由端、分散延伸至塑料框架的各侧边；供水管包括主流管和纵横交错的支流管；各相邻植被种植单元中心的四通管通过穿越植被种植单元竖向边接管孔的支流管相互连接，主流管一端与水窖底部的出水口连接、另一端与任一植被种植单元中的支流管连接。

为了节约水源，上述靠近山坡或沙荒地边缘的植被种植单元，其外侧的接管孔设有活动封口。

为了让棉纱更好引流、同时便于棉纱的缠绕，上述四通管顶面的开口设有竖向凸沿，凸沿上套接有一套筒，套筒的上开口比下开口小，棉纱的自由端从套筒的顶部穿出再分散延伸至塑料框架的各侧边。 

由于山坡的坡度对土壤层的稳定性影响较大，对于坡面与水平面夹角小于30°的山坡或沙荒地，上述植被种植单元优选边长为100－150cm的塑料框架，对于坡面与水平面夹角大于30°的山坡，上述植被种植单元优选边长为50－100cm的塑料框架。

为了能给土壤提供足够的水分，同时又能节约成本，上述支流管优选壁厚为0.15－0.3mm、内径为10－20mm的塑料波纹管。

为了避免干旱季节水窖的水源不足，上述水窖上部设有可与自动供水装置连接的进水口，水窖内还设有液位开关。

为了使从水窖出来的水流灌输更加顺畅，上述主流管与位于山坡最上端或最靠近水窖处的植被种植单元中的支流管连接。

本发明的植被恢复系统，与现有相比具有如下的优点：

1、采用可一次成型的塑料框架来形成植被单元，成本低且易于铺设。

2、在各植被单元内设置顶面开口且相互连接的四通管，并在四通管开口处设置棉纱，利用棉纱的吸水、引流作用，在晴天或干旱的季节，棉纱可将吸收的水分逐步释放，使各植被单元内的水流分布均匀、土壤保持长时间的润湿。

3、在山坡高位处或高于沙荒地处设置水窖，可在雨季时收集山坡或地面的水、在干旱季节利用压力差源源不断向各植被单元输送植物生长所需的水分，实现雨水收集再利用和自动灌溉的功能；另外，还可在水窖中加入合适的肥料，以促进植物更快生长。

4、本发明的植被恢复系统，无需人工喷洒浇水，养护费用低，且植物成活率高，植物生长后，根部可深入岩石或地面中，能起到很好的保水固土作用，特别适合于因修建公路、风电场等造成裸露岩石的山坡或因人为不合理利用土地造成的荒沙地进行植被恢复。

本发明还提供一种利用上述植被恢复系统对裸露岩石的山坡或沙荒地进行植被恢复的方法，该方法包括如下步骤：

（1）在裸露岩石的山坡的高位处或高于沙荒地水平位处设置一水窖，水窖底部设有出水口，出水口设有开关；

（2）在略低于水窖的山坡坡面或沙荒地上铺设上述植被恢复系统的植被种植单元，并用铆钉或钢条将各植被种植单元固定于山坡的岩石上或沙荒地的深层处； 

（3）通过纵横交错的支流管将各植被种植单元中心的四通管连接起来，使所有植被种植单元连成一片；

（4）在水窖出水口和任一植被种植单元的支流管之间采用主流管将两者连接起来；

（5）在植被种植单元内铺上一层含有草籽的土壤，利用雨水或水窖的水对各植被单元内的土壤进行浇灌，使草籽发芽生长。

由于土壤与山坡的岩层直接接触，上述含有草籽的土壤厚度优选3－5cm。

由于山坡具有一定的陡度，为了保证塑料框架侧边具有较好的受力，上述方法中，步骤（2）在裸露岩石的山坡上铺设植被种植单元时，各植被种植单元以塑料框架侧边与坡面的水平线成45°角的方式铺设。

本发明的植被恢复方法，由于利用具有特殊结构的植被种植单元，施工方便、位于植被种植单元内的土壤润湿度好，草籽成活率高，而在山坡高位处或高于沙荒地水平位处设置水窖，可免去人工喷洒浇水的辛苦，也大大节省养护的费用；裸露的山坡或沙荒地在草丛成长后，草丛的根部还能从山坡的岩层或地表中吸收水分，有利于其他植物的种植。本发明的植被恢复方法，当植物生长到一定的程度，还可将植被种植单元和支流管从土壤中挖出，移到其他裸露的山坡或沙荒地、配合新修的水窖进行植被恢复，大大节约山坡或沙荒地绿化的成本，达到更好防沙、治沙，维护生态平衡的目的。

附图说明

图1是本发明山坡植被恢复系统的结构示意图。

图2是植被种植单元连成一片的结构示意图。

图3是单个植被种植单元的结构示意图。

图4是图2中一个植被种植单元沿A-A线的剖面图。

具体实施例

本实施例以具有一定坡度的山坡作为例子，如图1、2所示，本发明的山坡植被恢复系统，包括具有一定坡度的裸露岩石的山坡1、水窖2、植被种植单元3和供水管；山坡的坡度原则上只要坡面与水平面的夹角小于90°则可，但太陡的坡面不利于土壤层的固定，太平的坡面不利于水流的自动灌溉，一般是坡面与水平面的夹角为10°-80°较好；水窖设置于山坡高位处，其底部设有出水口21，水窖的上部还设有可与供水装置连接的进水口23及用于液位控制的浮球控制装置（图中无显示）；植被种植单元包括方形塑料框架31、位于塑料框架中心且顶面设有开口的十字型四通管32和位于四通管顶面开口处的棉纱33，塑料框架的侧边截面呈L形，其横向边开设有可将塑料框架固定于岩石上的铆钉孔311、竖向边开设有接管孔312，四通管顶面的开口设有竖向凸沿321，凸沿上套设有套筒34，该套筒下开口的内径略大于凸沿的外径，以形成紧密的套接，套筒上开口的内径小于下开口的内径，棉线是由多根棉线构成，各棉线的一端聚集固定于四通管顶面的开口处，棉线的另一端为自由端，从套筒的顶部穿出再分散延伸至塑料框架的各侧边，如图3、4所示，植被种植单元沿低于水窖的山坡坡面铺设，铺设时，将各植被种植单元以塑料框架侧边与水平线成45°角的方式铺设，在靠近山坡边缘处的植被种植单元，其外侧的接管孔用堵头313封闭；供水管包括主流管41和纵横交错的支流管42，为了在干旱季节，水窖能为整个山坡植被提供充足的用水量，主流管的内径与需要植被的山坡面积有关，如果在山坡面积不是特别大的情况下，主流管选择内径为25-50mm的金属管、橡胶管或塑料管就好，支流管选用壁厚为0.15－0.3、内径为10－20mm的塑料波纹管，各相邻植被种植单元中心的四通管通过支流管相互连接，各支流管穿越植被种植单元竖向边接管孔，主流管一端与水窖底部的出水口连接、另一端与位于山坡最上端的植被种植单元中的支流管连接，主流管与水窖出水口连接处设有开关411、与支流管连接处设有二通阀412。

本发明的山坡植被恢复系统，使用时，将各植被种植单元沿裸露岩石的山坡的坡面铺设后，将主流管、支流管连接好，在各植被种植单元内铺上一层含有草籽的土壤，土壤层的厚度为3－5cm。下雨的时候，利用雨水对土壤层进行直接浇灌，同时棉纱吸收大量雨水，水窖也蓄水，天晴时，当土壤的水分不饱和，棉纱可将吸收的水分逐步释放，使各植被单元内的水流分布均匀、土壤保持长时间的润湿；在长时间晴天或干旱的季节，利用主流管和分流管将水窖的水引向各植被种植单元的四通管顶面的开口，让棉纱将水吸收后逐步释放，以保持土壤的润湿，让植物成长壮大。如遇到特别干旱的季节，水窖的水源不足时，还可以通过供水车直接往水窖加水或通过自动供水装置向水窖上部的进水口补充水源。

上述仅以山坡作为例子，本发明的植被恢复系统，同样可以适用于沙荒地，在沙荒地上铺设植被种植单元时，需要用比较长的钢条将塑料框架固定于沙地上，由于植被种植单元中泥土的粘性能使沙不被风吹走，而种植单元中的棉纱又能使水充分被植物吸收、不被流进深不见底的沙浪费，本发明的植被恢复方法也是治沙的一种好方法。