[發明專利]一種加速石漠化區巖石風化的水土保持結構及其構建方法

在審

• 申請號: 201711439814.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107905208A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 趙曉紅;樊蓓莉;夏博
• 申請（專利權）人: 北京東方園林環境股份有限公司
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司11544
• 代理人: 孫巍

技術領域

本發明涉及石漠化區生態修復領域，具體涉及一種加速石漠化區巖石風化的水土保持結構及其構建方法，適合輕中度石漠化地區的生態修復。

背景技術

我國是石漠化面積最大、分布最廣的國家，面積超過124萬km²。石漠化被環境學家稱為“地球癌癥”，是喀斯特地區脆弱生態系統經人類不合理的社會經濟活動而形成的林草植被稀少，水土流失嚴重，基巖大面積裸露于地表而具有類似荒漠化景觀的土地退化過程。石漠化會導致糧食減產，系統調蓄水源能力減弱、旱澇災害頻發，是區域貧困的主要根源。傳統的石漠化治理常偏重于水利水保工程、水土流失防治及造林樹種的選擇和應用，無法體現石漠化生態系統恢復的真正內涵。

石漠化區的根本生態問題是水土流失嚴重造成的土層薄、巖石裸露，這是該地區植被恢復的難題。石漠化的工程治理是指應用工程技術手段防治水土流失的技術，生物修復技術則是通過植物、微生物等途徑恢復石漠化的技術手段。目前常將工程治理技術和生物技術相結合后對石漠化進行治理，但只是這兩種技術的單純疊加，并沒有從根本上解決土層薄、巖石裸露等問題，并且存在植被成活率低、成本高、工程量大等缺陷。因此，如何利用新技術與新理論客觀而有效的推進石漠化地區土壤和植被恢復，是當前石漠化生態系統恢復的關注熱點。

發明內容

本發明的目的是針對石漠化區生態系統恢復的上述問題，提出一種加速石漠化區巖石風化的水土保持結構及其構建方法。

為實現減輕石漠化區水土流失、增加石漠化區土層厚度的生態恢復目的，可利用高效的碳酸鹽風化菌群結合水土防治技術對石漠化進行治理，而提升碳酸鹽風化菌的風化效果需要為其構建潮濕、微酸的生長、繁殖環境，針對這一問題，本發明通過構建一種加速石漠化區巖石風化的水土保持結構及其構建方法來達到為碳酸鹽風化菌提供潮濕、微酸環境并兼顧防治水土流失的目的，所述水土保持結構的構建將大大提升石漠化區巖石風化的速度，增加土層厚度，且可以有效緩解石漠化區極度干旱的現狀，屬于一種便捷、環保、長效的石漠化區生態治理措施。

為實現上述目的，本發明提供了一種加速石漠化區巖石風化的水土保持結構，包括設置在凸起巖石內圍的凹陷區域的防治水土流失單元以及設置在所述凸起巖石上的加速巖石風化單元，所述防治水土流失單元包括設置在所述凹陷區域底部的半滲透機構、設置在所述凹陷區域巖石內圍的儲水提水機構、設置在所述凹陷區域內的植生灌草機構，所述加速巖石風化單元包括設置在巖石上的巖石風化菌群基質層、設置在所述巖石風化菌群基質層上的吸水石網袋層、設置在所述吸水石網袋層上的草皮。

優選地，所述半滲透機構包括自下而上依次設置的碎石層、細沙層、半滲透層，其中，碎石層包括設置在下層的小粒徑碎石層和設置在上層的大粒徑碎石層，所述半滲透層包括位于中心的膨潤土及邊緣的普通粘土。

優選地，所述碎石層的厚度為5～10cm，其中，所述小粒徑碎石層的厚度為2～3cm，所述大粒徑碎石層的厚度為3～7cm，所述小粒徑碎石層中的碎石粒徑大小為0.5～1cm，所述大粒徑碎石層的碎石粒徑大小為1.5～3cm；所述細沙層的厚度為1～3cm，所述半滲透層的厚度為0.6～5cm。

優選地，所述儲水提水機構包括呈U型狀設置在凹陷區域巖石內圍的吸水提水模塊、呈漏斗狀設置在U型狀的吸水提水模塊上方缺口處的水收集模塊、由吸水提水模塊與水收集模塊之間的空間形成的儲水模塊以及橫向設置在所述儲水模塊內的支撐網板。

優選地，所述吸水提水模塊為U型石籠結構，所述U型石籠結構以石籠高度的1/2為界，下半部填充粒徑1～3cm的硬質吸水石(如砂積巖類吸水石)，上半部填充粒徑2～3cm的軟質吸水石(如麥管石、蘆管石)，軟質吸水石的吸水性要優于硬質吸水石，U型石籠上半部放置吸水性能更強的軟質吸水石可以保證水由下端被提升至U型石籠的頂端形成連續的吸水體系。

優選地，所述水收集模塊為漏斗網狀結構，且所述水收集模塊與吸水提水模塊為一體結構，其高為3～7cm，網孔面積0.2～0.5cm²，所述水收集模塊包括設置在下層的第一碎石層和設置在上層的第二碎石層，所述第一碎石層中碎石粒徑為2～2.5cm，所述第二碎石層中碎石粒徑為0.5～0.8cm，所述第一碎石層的厚度為3～4.5cm，所述第二碎石層的厚度為1.5～3cm。

優選地，所述植生灌草機構包括填充在所述儲水提水機構內側的原土層、種植在所述原土層內的灌木、種植在所述灌木周圍的草皮。