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一种重构土壤种子库的生态修复方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明属于生态修复技术领域,具体涉及一种重构土壤种子库的生态修复方法。

相关背景技术

[0002] 水土保持是生态文明建设的必然要求,是维护人类社会可持续发展的重要保障。电网企业在保障电力安全、经济持续供应的同时,坚持生态环境友好,实施绿色发展已成为必然要求。
[0003] 在国家能源转型的关键时期,作为电网的重要组成部分和能源转型的基础,输电线路工程的大规模建设虽然有效缓解了山西省电力负荷快速增长的压力,增强了山西省电网输电稳定性、可靠性和安全性,但是对周边环境造成的水土流失和生态环境干扰也引起了广泛关注。输电线路工程在建设过程中的土方开挖、植被破坏等不可避免的对当地生态环境造成一定影响。在当前新形势下,环境保护和水土保持的责任主体已经转变,为满足“三同时”制度,输电线路工程建设项目在投运后需在规定时间内完成环境保护和水土保持专项验收,任务重且时间紧。
[0004] 晋西北黄土丘陵区地势较高,坡度平缓,土质疏松且沙性大,气候干燥,植被稀少,水蚀、风蚀交错发生,是山西省内水土流失较为严重的区域,属于生态极脆弱区。该区域植被受到输电工程扰动后自行恢复能力较弱,同时复垦土地因地形的原因导致土壤肥力较低、生态恢复进程缓慢。基于土壤种子库重构技术是晋西北黄土丘陵缓坡风沙区输电线路工程生态修复、有效遏制水土流失的重要途径。

具体实施方式

[0037] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0038] 步骤1)样地布设
[0039] 步骤1.1)首先对研究区输电线路工程迹地及周边不同生境样地选择:本研究对不同生境的划分指标包括:地形(坡面、平地、台地、土壤(类型、质地、植被(植被类型、植物种、盖度和干扰强度(重度、中度、轻度。首先在对研究区输电线路工程迹地及周边地区不同植被群落充分踏查的基础上,按植被和土壤质地划分基本生境,并在此基础上按地形、干扰强度等又细分为不同样地。其中,样地干扰源主要为人为活动,干扰形式包括为人为践踏、车辆碾压等,将干扰强度划分为3个等级,即轻度干扰:人类活动痕迹近乎于无,只有轻微的扰动;中度干扰:有轻微的人为踩踏和车辆行驶的痕迹,偶见少量垃圾,草本层植物被轻微踩伤;重度干扰:人类踩踏和车辆碾压痕迹明显,草本层植被受到严重踩踏。
[0040] 步骤1.2)之后对土壤种子库空间分布进行样地设置:选取研究区输电线路工程周边分布最广的植被群落,设置不同的样地,样地大小为50m×50m,每个样地按照网格法每隔5m设置一个5m×5m样方。生境片段化是指原有的连续生境被一些与其相异的基质分隔成大小不一的不连续斑块。在晋西北黄土丘陵区,由于输电线路工程的实施,原有的自然生境被分隔成大小不一的不连续斑块,造成严重的生境片段化,对隔离生境斑块内的生态系统组成和过程造成极大影响。
[0041] 步骤1.3)之后结合无人机遥感影像和实地调查,对研究区输电线路工程迹地地形、土地利用状况和受干扰情况进行分析,选择多个斑块,斑块的边界为道路(含临时便道或大的冲沟。在研究区输电线路工程迹地斑块内按照距斑块边缘距离梯度设置若干个15m×15m梯度样方,每个梯度样方内随机设置3个5m×5m次级样方进行种子采样。根据样方中心到斑块边缘的距离,将斑块内所选的样方分成3个等级:边缘样方、中部样方和内部样方。其中,边缘样方中心距离斑块边缘<50m,中部样方中心距离斑块边缘50‑100m,内部样方中心距离斑块边缘>150m。为便于后续模型计算和分析,给边缘、中部和内部样方的边缘梯度等级分别赋值为1、2和3,表示样方到边缘的距离逐级增大。统计每个隔离斑块的属性(面积、周长、形状指数等和内部样方数量。
[0042] 步骤2)样地调查、采样与指标测定
[0043] 步骤2.1)样地植被调查:在植被生长的高峰期对各样地的地上植被(Aboveground Vegetation,AGV进行调查。西北黄土丘陵缓坡风沙区输电线路工程样地的地上植被采用“样线‑样方法”,每个样地平行设置3条30m的样线,在每条样线上随机设置5个大小5m×5m的样方。研究区不同斑块样地中,每个样地大小15m×15m,在样地内随机选取3个5m×5m的方,调查样方内植物的种类、数量和盖度。在土壤种子库空间分布样地,对样地网格样地内5m×5m的样方进行植被实地调查,调查包括植物的种类、数量和盖度,同时使用无人机对
10m×10m样地进行航拍,并结合地面实地调查,确定主要灌木和草本斑块的空间坐标和冠幅。
[0044] 步骤2.2)土壤采样与理化性质测定:在研究区不同样地,每个样地分层(0‑5cm、5‑10cm采集3个土壤样品。测定土壤理化性质指标包括:土壤容重、孔隙度、砾石含量、粒径组成、含水率、pH、有机质、全氮、全磷、全钾。土壤容重、孔隙度采用环刀法测定;砾石含量采用筛重法测定;土壤粒径组成采用吸管法‑SEDIMAT4壤粒径分析系统测定;土含水率采用土壤水分速测仪测定,并采样用烘干法进行标定;土壤pH值使用pH计测定;土有机质采用重铬酸钾稀释热法测定;将样催化消煮后使用全自动化学分析仪测定全氮和全磷;全钾采用NaOH熔融‑原子吸收火焰法测定。
[0045] 步骤2.3)土壤种子库采样:根据种子在土壤中存留的时间,可将土壤种子库分为短暂土壤种子库和持壤种子库。研究区每年秋季(10)月是种子散落高峰期,土壤种子库的输入量达到最大,此时间内采集的种子库作为总体土壤种子库;
[0046] 春末夏初(5‑6月)是种子萌发的季节,种子库会因种子萌发而大量输出,存留种子为一年中最少,此时间内采集的种子库作为持久土壤种子库;
[0047] 持久土壤种子库与总体土壤种子库的差值作为短暂土壤种子库。
[0048] 本发明分别于2023年和2023年的6月下旬和10月下旬采集持久土壤种子库和总体土壤种子库,二者差值作为短暂土壤种子库。
[0049] 在不同生境和斑块样地中,分别在每个5m×5m的样方用环刀按“五点法”取样5个,取样深度0‑5cm和5‑10cm,将同一样方同深度的土样混合、装袋。在土壤种子库空间分布样地,采样时间仅在秋季,样本代表总体土壤种子库;分别在5m×5m样方和1m×1m次级样方内,用环刀按“五点法”取样5个,取样深度0‑5cm。

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