一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法与流程

1.本发明涉及水体生态修复技术领域，具体为一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法。


背景技术：

2.近年来，随着生态环境逐渐被重视，以及一系列有效举措的实施，河道治理的重心已从消除黑臭转变为改善水质、水体断面达标，河道水质的持续改善最长效和环保的方式是依靠水体的自净能力，而恢复水体自净能力的前提就是构建完善的水体生态系统。
3.完善的水生态系统包含分解者、生产者和消费者，沉水植物群落作为水生态系统中的生产者，是在系统构建中需要首先完善的生态要素，沉水植物可吸收水体中的氮磷等元素用于自身生长，为多种可降解污染物的微生物提供附着的空间，也为水生动物提供食物来源。
4.然而，我国的城市河道大多兼具防洪排涝功能，为提升河道安全性，较多的城市河道驳岸和河底呈现硬质化，沉水植物无法种植，即使种植了沉水植物，汛期河道流速较大，根系固着不牢固的沉水植物也极易被冲走，这为沉水植物群落的恢复和水体生态系统的构建增加了极大难度。
5.目前，有关硬质河道沉水植物种植的专利多集中在沉水植物种植床、生物沉床等，该类装置结构复杂，制作成本较高，不利于大面积应用；另外，这类装置的很多材料是无法降解的，应用到河道内会影响沉水植物后续的生长，限制沉水植物根系的扩繁，同时也会增加管理维护成本，徒增后续处理的麻烦。
6.公告号为cn203708875u，名称为一种沉水植物毯的实用新型专利中公开了从底到上依次包括载体层、基质层和植物纤维网，基质层的上部设有凹坑，在基质层的内部种植沉水植物幼苗，载体层是由椰纤维构成，基质层是由土壤、缓释剂、保水剂、植物草纤维、矿粉、粘胶、蛭石、珍珠岩和水泥混合而成，在基质层的凹坑中放入螺蛳、鱼的幼苗和微生物。该方案采用植物纤维网，安全无毒，不会对水体造成二次污染，在沉水植物毯里面增加螺蛳、鱼的幼苗和微生物，可以提高沉水植物群落的稳定性，实现生物群落的快速构建，减少工程成本，减少维护成本，但是该方案下，沉水植物生长缓慢，特别是早期根部不易固着牢固，不能有效防止被冲走，很可能导致水体的治理工作事倍功半。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，以解决现有技术没有更好地关注沉水植物生长固着的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，包括以下具体步骤：
9.1)制作种植毯：包括外层的植物纤维网兜，其内从下至上依次铺设有第一层植物纤维层、第一层基质土壤、干枯植物茎叶、第二层基质土壤、第二层植物纤维层、砾石，其中
第一层基质土壤中混合有植物有益共生菌，第二层基质土壤的底部铺洒控释肥颗粒；
10.2)沉水植物定植：在呈倒锥形的锥形框架中放置无纺布育苗袋构成定植器，袋内盛装基质土壤，其底部有植物有益共生菌，上部种植沉水植物；种植毯的第二层基质土壤中栽入有多个种有沉水植物的定植器；
11.3)种植毯移植：待沉水植物在种植毯上生长一段时间根系固着后，将种植毯转移到河道的底部。
12.优选的，定植器的锥形框架由若干个下端相连、上端等间隔分散的支杆构成，各支杆朝向锥形框架外侧设有一体连接的折弯段，无纺布育苗袋的形状和大小与锥形框架相匹配，其上端设有与支杆数相对应的延长段，延长段的端部设置有挂孔；各延长段的挂孔按相同的顺时针或逆时针方向挂设在相邻支杆的折弯段处。
13.优选的，种植毯内的多个定植器种植的沉水植物选自金鱼藻、狐尾藻、马来眼子菜、苦草、黑藻等的至少两种。
14.优选的，植物纤维网兜、锥形框架、无纺布育苗袋均采用可降解材料制成。
15.优选的，干枯植物茎叶为自然枯萎或新鲜的挺水植物经过阳光暴晒至干枯，单个干枯的茎叶长度为2～5cm。
16.优选的，砾石铺设在沉水植物的周围处，其铺设面积为植物纤维网兜上端面积的一半，砾石的粒径为1～3cm。
17.优选的，植物纤维网兜的网孔直径为1～3cm。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、该高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，利用定植器和特制结构的植物毯，加强沉水植物的定植，能够利用控释肥和干枯植物茎叶持续缓慢地对种植的沉水植物释放养料，通过有益植物共生菌促进其根系活力，有利于沉水植物的生长，尤其是种植初期能加快根系固着植物毯，特别适用于沉水植物种植困难的高流速硬质河道，以及沉水植物种植后成活率较低的含污染底泥的河道。
20.2、该高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，可以均使用天然可降解材料，结合不会迅速释放的肥料，不会对水体造成二次污染，不影响水生环境。
21.3、该高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，由于特别关注了沉水植物的生长和根系固着，可显著提升沉水植物断茎扦插或带根种植的成活率，增强沉水植物对河底环境的适应性，有利于其后续生长。
附图说明
22.图1为本发明的主视结构示意图；
23.图2为本发明的立体结构示意图；
24.图3为本发明的定植器的主视结构示意图；
25.图4为本发明的定植器的俯视结构示意图。
26.图中：1、砾石；2、植物纤维层；3、基质土壤；4、干枯植物茎叶；5、控释肥颗粒；6、植物有益共生菌；7、植物纤维网兜；8、沉水植物；9、定植器；9-1、锥形框架；9-2、无纺布育苗袋。
具体实施方式
27.一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，包括以下具体步骤：
28.1)制作种植毯：参阅图1和图2，包括外层的植物纤维网兜7，其内从下至上依次铺设有第一层植物纤维层2、第一层基质土壤3、干枯植物茎叶4、第二层基质土壤3、第二层植物纤维层2、砾石1，其中第一层基质土壤3中混合有植物有益共生菌6，第二层基质土壤3的底部铺洒控释肥颗粒5；上述种植毯各层的厚度可参考如下：砾石1的厚度为0.5cm、第二层植物纤维层2的厚度为1cm、第二层基质土壤3的厚度为3cm、干枯植物茎叶4的厚度为1cm、第一层基质土壤3的厚度为2cm、第一层植物纤维层2的厚度为1cm；
29.上述的干枯植物茎叶4和控释肥颗粒5均用于给沉水植物提供生长所需营养，控释肥颗粒5是市面常见的肥料类型，是一种聚合物包衣的肥料，膜上的微孔通常只有几百纳米，水只能以分子形态通过，因此可以极大地减缓肥料释放速度，可为沉水植物8前期的生长提供易吸收的营养成分，此外，干枯植物茎叶4还可以起到一定的支撑作用，并且由于干枯植物茎叶4中的营养元素不是迅速释放，而是需要经过微生物降解缓慢持续释放，更加不容易迅速随水流失，能够满足更长时间的生长周期需要；干枯植物茎叶4下方的第一层基质土壤3中均匀混合设置有植物有益共生菌6，用于促进沉水植物8根系生长，例如em菌，植物有益共生菌6的存在可持续增强沉水植物根系活力，提升根系固着植物毯的能力，使沉水植物毯结构更稳固；上述方案由于提供了能持续给与营养以及促进根系的结构，对提升沉水植物8的种植后成活率也有很大帮助。
30.2)沉水植物定植：参阅图3，在呈倒锥形的锥形框架9-1中放置无纺布育苗袋9-2构成定植器9，袋内盛装基质土壤3，其底部有植物有益共生菌6，上部种植沉水植物8；种植毯的第二层基质土壤3中栽入有多个种有沉水植物8的定植器9(可以在铺设第二层植物纤维层2和砾石1前栽入，也可利用定植器9下端的锥形尖头后期栽入，因此步骤1和2也可颠倒或同时进行)，较优的，种植毯内的多个定植器9种植的沉水植物8最好种植有至少两种，可以选自金鱼藻、狐尾藻、马来眼子菜、苦草、黑藻等；在一种较优的实施方式中，定植器9的锥形框架9-1由若干个下端相连、上端等间隔分散的支杆构成，各支杆朝向锥形框架9-1外侧设有一体连接的折弯段，无纺布育苗袋9-2的形状和大小与锥形框架9-1相匹配，另外，参阅图4，无纺布育苗袋9-2的上端设有与支杆数相对应的延长段，延长段的端部设置有挂孔；各延长段的挂孔按相同的顺时针或逆时针方向挂设在相邻支杆的折弯段处，此种设计可保证植物、无纺布袋与支杆结合更牢固；
31.3)种植毯移植：待沉水植物8在种植毯上生长一段时间根系固着后，将种植毯转移到河道的底部，具体的，可借助合适的工程手段勾起种植毯的植物纤维网兜7的四角，将其放置于河道的底部，可集中连片放置，也可分散铺设；
32.为了减少后续维护处理的麻烦，植物纤维网兜7、锥形框架9-1、无纺布育苗袋9-2均采用可降解材料制成，可以实现一次投入，后续无需维护。
33.可参考的，干枯植物茎叶4为自然枯萎或新鲜的挺水植物经过阳光暴晒至干枯，例如芦苇、狭叶香蒲等，单个干枯的茎叶长度宜设置为2～5cm，干枯植物茎叶4的使用实现了植物资源再利用，同时也减轻了岸边干枯植物处理的负担。
34.在一种可选的实施方式中，砾石1仅铺设在沉水植物8的周围处，其铺设面积宜为植物纤维网兜7上端面积的一半左右；进一步的，砾石1的粒径可以为1～3cm。
35.此外，植物纤维网兜7的网孔直径可设置为1～3cm，其四周的高度应高于砾石1上端。
36.植物纤维层2可选择椰丝、稻壳、麦秸等植物杆茎，将其压实成1cm厚的毯形，或小于1cm的毯多层铺设叠加至1cm左右。
37.基质土壤3可以采用常见土壤，也可以采用河道岸坡土壤，基质土壤3的主要作用是给沉水植物8提供生长基质，因此只要是适合其生长的土壤均可；更进一步的，可以在其中混入园土和沙子，园土中含有多种微生物，利于干枯植物茎叶4的降解，有利于沉水植物8生长，沙子可以使基质土壤3更利于沉水植物8的根系发展，有利于提升根系固着植物毯的能力，使沉水植物毯结构更稳固，在一种可选的实施方式中，按照质量比例，河道岸坡土壤:园土:沙子＝4:2:1，具体也可根据实际需要进行调整。
38.以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
39.本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于，包括以下具体步骤：1)制作种植毯：包括外层的植物纤维网兜(7)，其内从下至上依次铺设有第一层植物纤维层(2)、第一层基质土壤(3)、干枯植物茎叶(4)、第二层基质土壤(3)、第二层植物纤维层(2)、砾石(1)，其中第一层基质土壤(3)中混合有植物有益共生菌(6)，第二层基质土壤(3)的底部铺洒控释肥颗粒(5)；2)沉水植物定植：在呈倒锥形的锥形框架(9-1)中放置无纺布育苗袋(9-2)构成定植器(9)，袋内盛装基质土壤(3)，其底部有植物有益共生菌(6)，上部种植沉水植物(8)；在种植毯的第二层基质土壤(3)中栽入有多个种有沉水植物(8)的定植器(9)；3)种植毯移植：待沉水植物(8)在种植毯上生长一段时间根系固着后，将种植毯转移到河道的底部。2.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述定植器(9)的锥形框架(9-1)由若干个下端相连、上端等间隔分散的支杆构成，各支杆朝向锥形框架(9-1)外侧设有一体连接的折弯段，无纺布育苗袋(9-2)的形状和大小与锥形框架(9-1)相匹配，其上端设有与支杆数相对应的延长段，延长段的端部设置有挂孔；各延长段的挂孔按相同的顺时针或逆时针方向挂设在相邻支杆的折弯段处。3.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述种植毯内的多个定植器(9)种植的沉水植物(8)选自金鱼藻、狐尾藻、马来眼子菜、苦草、黑藻中的至少两种。4.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述植物纤维网兜(7)、锥形框架(9-1)、无纺布育苗袋(9-2)均采用可降解材料制成。5.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述干枯植物茎叶(4)为自然枯萎或新鲜的挺水植物经过阳光暴晒至干枯，单个干枯的茎叶长度为2～5cm。6.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述砾石(1)铺设在沉水植物(8)的周围处，其铺设面积为植物纤维网兜(7)上端面积的一半，砾石(1)的粒径为1～3cm。7.根据权利要求1所述的一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，其特征在于：所述植物纤维网兜(7)的网孔直径为1～3cm。

技术总结
本发明公开了一种高流速硬质河道沉水植物群落的构建方法，涉及水体生态修复技术领域；本发明包括制作种植毯：植物纤维网兜内从下至上依次铺设有第一层植物纤维层、第一层基质土壤、干枯植物茎叶、第二层基质土壤、第二层植物纤维层、砾石，第一层基质土壤中混合植物有益共生菌，第二层基质土壤底部铺洒控释肥颗粒；在锥形框架中放置无纺布育苗袋构成定植器，袋内盛装基质土壤，底部有植物有益共生菌，上部种植沉水植物；第二层基质土壤中栽有多个定植器；沉水植物根系固着后，将种植毯转移到河道底部；本发明在沉水植物种植初期能加快根系固着植物毯，特别适用于沉水植物种植困难的高流速硬质河道，及种植后成活率较低的含污染底泥河道。底泥河道。底泥河道。


技术研发人员：王雯雯 李梦凡 费晓昕
受保护的技术使用者：中冶华天工程技术有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/15