1.本发明涉及环境保护和生态恢复技术领域,具体涉及一种退化高原泥炭地恢复方法。
背景技术:
2.挖沟排水和自然侵蚀沟渠的网络化趋势,导致退化高原泥炭地沼泽积水减少、地下水位下降,尤其沼泽化草甸地区,排水沟渠两侧水位下降明显,湿生植被减少,不断向沟渠两侧扩展,存在草甸化、荒漠化发展趋势。高原生态系统具有海拔高、寒冷、生长季短、生态脆弱等特征,现有修复以“堵”为主,但坝体阻挡水流通过,在有常流水的沟渠或遭遇暴雨径流易导致水流水蚀增加,或使得水流改变方向,绕过坝体水蚀,造成沟渠进一步拓宽;或是水流向坝体底部侵蚀,造成沟渠进一步加深。
技术实现要素:
3.本发明的目的在于提供一种退化高原泥炭地恢复方法,以能够不断调整修复工程从而尽快实现修复目标,同时能够有效促进湿地生态系统健康。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
5.本发明提供一种退化高原泥炭地恢复方法,所述退化高原泥炭地恢复方法包括:
6.s1:获取退化高原泥炭地基础资料;
7.s2:根据所述基础资料对所述退化高原泥炭地进行可修复性诊断,得到诊断结果;
8.s3:根据所述诊断结果确定典型修复试验区;
9.s4:对所述典型修复试验区进行初始修复工程,得到初始修复结果;
10.s5:根据所述当前修复结果对当前修复工程进行评估,得到评估结果;
11.s6:判断所述评估结果是否达到目标,若是,进入s9;否则,进入s7;
12.s7;利用所述评估结果对所述典型修复试验区进行再次修复工程,得到再次修复结果;
13.s8:将所述再次修复结果作为当前修复结果并返回s5中;
14.s9:将所述评估结果作为最终修复结果。
15.可选择地,所述基础资料包括地形地貌数据、土地利用数据、水文数据、土壤数据、植被数据和生物数据;
16.所述s2中,所述可修复性诊断包括退化现状特征、退化原因、主要干扰因子、恢复的可行性以及恢复措施可能带来的问题。
17.可选择地,所述s4中,所述初始修复工程和/或再次修复工程包括环境修复,所述环境修复包括水文修复,所述水文修复的重点是高原泥炭地的再湿润,包括通过提升地下水位来提高泥炭中的水分含量,减少包括地表径流、地下径流、蒸散发等造成的水损失,水文修复的关键是满足湿地的生态需水条件,尤其在干季中有足够的水分满足需水阈值,措施包括:
18.抬升水位、减少地表的蒸散发和水质提升。
19.可选择地,所述抬升水位包括:
20.减少排水、降低流速、筑坝截水、填埋疏水、微地形滞水、生态补水、地表渗水和水池蓄水;
21.所述降低流速包括:引入自然障碍物,减缓流速,形成静水区,以及根据水源和集水区的现场条件,采取分阶段淹没和水位逐步提升的方式,结合流速降低,促进植被的自然覆盖和泥炭积累;
22.所述筑坝截水包括:优先使用自然材料,在陡峭或自然材料不能满足需求的地方,选择性使用人造材料,以对自然环境造成的损害最小为基本原则;坝体形式设计充分考虑坝体的稳固性,防止溃坝现象发生;考虑暴雨条件对汇水区影响,选择合适工程点;根据以往的经验性总结,坝体形式以低坝、透水坝为主,水流较大的区段透水坝体考虑宾格石笼形式;根据区位条件和交通运输可达性,考虑构筑成本,确定筑坝的建造时间,材料入场以冬季为主,减小对场地的生态影响;
23.所述填埋疏水包括:利用高度降解的泥炭填埋缓坡上较浅、较窄的沟渠;
24.所述微地形滞水包括:通过植入体营造微地形,对倾斜泥炭地采用“梯田”模式,进行梯级蓄水拦截,创造地表滞水条件,其中,所述植入体包括挡水板和/或泥炭梗;
25.所述生态补水包括:对由于湿地退化导致的荒漠化趋势的地区,采用饮水灌溉恢复植被,引水水源以就近的自然河曲为主,在恢复期的干季对沼泽化草甸退化区生态补水,遏制植被退化演替趋势;
26.所述地表渗水包括:对于泥炭降解造成的重度退化地区,去除压实的泥炭层,或打孔穿透不透水的泥炭表层,以促进地表径流和雨水的向下渗透;
27.所述水池蓄水包括:在地下水位高的负地形区域,通过草皮移植手段,挖掘表层草炭层降低地表高程,形成“蓄水池”,在雨季进行蓄水,所述“蓄水池”的面积不超过30m2,深度小于地下前水位40cm。
28.可选择地,所述减少地表的蒸散发包括:低耗水植物种植、小气候营造和地表覆盖;
29.所述低耗水植物种植包括:筛选低耗水草种,通过繁殖体嵌入、穴盘苗移栽或种子播撒方式种植;
30.所述小气候营造包括:在迎风面的阶地沼泽,增加生物风障,减少风蚀危害;
31.所述地表覆盖包括:在合理规划牧道基础上,对裸露或低密度植被覆盖区,尤其是上坡区位和牧道两侧的范围,通过引水措施进行植被恢复,增加地表覆盖。
32.可选择地,所述水质提升包括:
33.减少过牧和控制载畜量,减少地表水的富营养化;靠近交通干道区域建立缓冲区,增加植被覆盖,减少放牧,利用植被对污染物进行截流;靠近人类聚居区的区域通过水处理设施后达标排放,严禁污染直排带来的水体污染。
34.可选择地,所述s5中,对所述当前修复结果进行评估包括:
35.评估当前修复工程对地下水、植被与土壤理化性质的影响;
36.评估当前修复工程对湿地微生物多样性的影响;以及
37.对当前修复工程的水蚀防控效果进行模拟与评价。
38.本发明具有以下有益效果:
39.本发明基于以往修复工作的限制性,能够不断调整修复工程以尽快实现修复目标,此外,本发明所提出的水文修复,能够根据不同沟段的地形坡度和水体流速,修筑不同的缓冲坝体,结合透水堰体的设置,有效减缓水体流速抬高沟床,保障了水文连通,并具有低维护的特点,且能够促进淤积,提高植被覆盖率,促进高原泥炭地生态系统健康。
附图说明
40.图1为本发明退化高原泥炭地恢复方法的流程图。
具体实施方式
41.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
42.本发明提供一种退化高原泥炭地恢复方法,参考图1所示,所述退化高原泥炭地恢复方法包括:
43.s1:获取退化高原泥炭地基础资料;
44.除了气象、社会经济统计资料外,应结合无人机uav等遥感技术手段所述获取退化高原泥炭地基础资料,基础资料包括地形地貌数据、土地利用数据、水文数据、土壤数据、植被数据和生物数据。
45.s2:根据所述基础资料对所述退化高原泥炭地进行可修复性诊断,得到诊断结果;
46.所述可修复性诊断包括退化现状特征、退化原因、主要干扰因子、恢复的可行性以及恢复措施可能带来的问题。
47.s3:根据所述诊断结果确定典型修复试验区;
48.s4:对所述典型修复试验区进行初始修复工程,得到初始修复结果;
49.所述初始修复工程和/或再次修复工程包括环境修复,所述环境修复包括水文修复,所述水文修复的重点是高原泥炭地的再湿润,包括通过提升地下水位来提高泥炭中的水分含量,减少包括地表径流、地下径流、蒸散发等造成的水损失,水文修复的关键是满足湿地的生态需水条件,尤其在干季中有足够的水分满足需水阈值,措施包括:
50.抬升水位、减少地表的蒸散发和水质提升。
51.可选择地,所述抬升水位包括:
52.减少排水、降低流速、筑坝截水、填埋疏水、微地形滞水、生态补水、地表渗水和水池蓄水;
53.从减少排水上讲,一方面,恢复人工排水区的水文过程,包括对在20世纪60、70年代基于提升草地生产、扩大牧场而大量开挖的沟渠,以及90年代初期挖掘的沟渠进行水文条件的恢复,尤其在谷地沼泽地带,结合现状水文条件,采用工程措施进行恢复;另一方面,治理自然侵蚀沟,防止其网络化事态发展。应基于无人机遥感技术,识别侵蚀沟威胁地区,进行跟踪监测,尤其关注暴雨径流作用带来的破坏性影响。做到尽早止损、及时发现、及时处理。
54.所述降低流速包括:引入自然障碍物,减缓流速,形成静水区,以及根据水源和集水区的现场条件,采取分阶段淹没和水位逐步提升的方式,结合流速降低,促进植被的自然
覆盖和泥炭积累;这里的自然障碍物通常为木板、草皮、石块等。
55.所述筑坝截水包括:优先使用自然材料,在陡峭或自然材料不能满足需求的地方,选择性使用人造材料,以对自然环境造成的损害最小为基本原则;坝体形式设计充分考虑坝体的稳固性,防止溃坝现象发生;考虑暴雨条件对汇水区影响,选择合适工程点;根据以往的经验性总结,坝体形式以低坝、透水坝为主,水流较大的区段透水坝体考虑宾格石笼形式;根据区位条件和交通运输可达性,考虑构筑成本,确定筑坝的建造时间,材料入场以冬季为主,减小对场地的生态影响。
56.所述填埋疏水包括:利用高度降解的泥炭填埋缓坡上较浅、较窄的沟渠;高度降解泥炭具有密封功能,且可以促进植被稳定性。
57.由于地下水位下降,冻融丘密度减少,高度和范围缩小,地形趋于平缓,草丘之间形成的微地形垅坎等由封闭变成开放,加速了地表径流。因此,所述微地形滞水包括:通过植入体营造微地形,对倾斜泥炭地采用“梯田”模式,进行梯级蓄水拦截,创造地表滞水条件,其中,所述植入体包括挡水板和/或泥炭梗。
58.所述生态补水包括:对由于湿地退化导致的荒漠化趋势的地区,采用饮水灌溉恢复植被,引水水源以就近的自然河曲为主,在恢复期的干季对沼泽化草甸退化区生态补水,遏制植被退化演替趋势。
59.退化湿地区由于自然紧实度增加,容重增加,地表渗透变弱,泥炭分解可能造成疏水作用,水分不能下渗和吸收。因此,所述地表渗水包括:对于泥炭降解造成的重度退化地区,去除压实的泥炭层,或打孔穿透不透水的泥炭表层,以促进地表径流和雨水的向下渗透。
60.所述水池蓄水包括:在地下水位高的负地形区域,通过草皮移植手段,挖掘表层草炭层(小于20cm)降低地表高程,形成“蓄水池”,在雨季进行蓄水,所述“蓄水池”的面积不超过30m2,深度小于地下前水位40cm。
61.可选择地,所述减少地表的蒸散发包括:低耗水植物种植、小气候营造和地表覆盖;
62.所述低耗水植物种植包括:筛选低耗水草种,通过繁殖体嵌入、穴盘苗移栽或种子播撒方式种植;
63.所述小气候营造包括:在迎风面的阶地沼泽,增加生物风障,减少风蚀危害;
64.所述地表覆盖包括:在合理规划牧道基础上,对裸露或低密度植被覆盖区,尤其是上坡区位和牧道两侧的范围,通过引水措施进行植被恢复,增加地表覆盖。
65.可选择地,所述水质提升包括:
66.减少过牧和控制载畜量,减少地表水的富营养化;靠近交通干道区域建立缓冲区,增加植被覆盖,减少放牧,利用植被对污染物进行截流;靠近人类聚居区的区域通过水处理设施后达标排放,严禁污染直排带来的水体污染。s5:根据所述当前修复结果对当前修复工程进行评估,得到评估结果;
67.对所述当前修复结果进行评估包括:
68.评估当前修复工程对地下水、植被与土壤理化性质的影响;
69.评估当前修复工程对湿地微生物多样性的影响;以及
70.对当前修复工程的水蚀防控效果进行模拟与评价。
71.其中,评估当前修复工程对地下水、植被与土壤理化性质的影响包括地下水位、植物群落和土壤理化性性质。
72.在评估当前修复工程对湿地微生物多样性的影响中,只关注顶部(0-10cm)的泥炭层,因为这是生物活性最强的层,同时也是受地下水位下降影响最大的层。
73.除此之外,还包括评估微生物的多样性、微生物群落组成的变化与植被和环境变量之间的关系、不同沟段水文、植物群落组成和土壤理化性质的差异、不同排水状态下湿地微生物群落的比较以及微生物群落、植被特征与土壤环境因子的关系。
74.对当前修复工程的水蚀防控效果进行模拟与评价包括:模拟背景及区域、模型设置和沟渠形态特性变化。
75.s6:判断所述评估结果是否达到目标,若是,进入s9;否则,进入s7;
76.这里,目标可以根据实际需求进行设置,本发明不做具体限制。
77.s7;利用所述评估结果对所述典型修复试验区进行再次修复工程,得到再次修复结果;
78.s8:将所述再次修复结果作为当前修复结果并返回s5中;
79.s9:将所述评估结果作为最终修复结果。
80.以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。