[發(fā)明專利]利用荊條灌叢加快土石山區(qū)次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010054109.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111133861B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹建生;司夢可;翟建文;陽輝;朱春雨;王賀輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所
• 主分類號: A01B79/00
• 分類號: A01B79/00;A01B79/02;A01B77/00;B02C19/22
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 張培元

1.利用荊條灌叢加快土石山區(qū)次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，其特征在于：在土石山區(qū)的生態(tài)修復(fù)進程中，一方面保留或引進荊條灌叢群落，發(fā)揮荊條灌叢群落在地區(qū)生態(tài)修復(fù)過程中的天然效用，另一方面針對荊條灌叢群落在水源涵養(yǎng)功能方面的劣勢，對荊條灌叢進行如下的系統(tǒng)化人工干預(yù)：

A、在每年雨季過后對荊條灌叢進行收割，收集灌叢枝條和地表枯落物進行粉碎；

B、在灌叢收割區(qū)巖土表層進行機械鉆孔，然后將上一步驟經(jīng)過粉碎處理的灌叢枝條、枯落物作為填充基料進行孔內(nèi)回填，并在回填過程中添加水分和組合化的生物菌劑輔料；

C、對填充有生物材料的鉆孔定時添加水分并覆蓋可降解膜，對土壤動物和微生物的局域生態(tài)環(huán)境進行人工干預(yù)優(yōu)化，加速改善土壤理化性質(zhì)和地區(qū)水源涵養(yǎng)能力，加快土石山區(qū)的生態(tài)修復(fù)進程；

步驟A中，每年雨季結(jié)束后對荊條灌叢區(qū)進行人工收割，灌叢收割位置為距離地表10-20cm處，能夠在發(fā)揮灌叢植被在雨季保持水土的功能的同時減低雨季過后對土壤水分的消耗，根系的保存有利于植被來年萌發(fā)生長，在下一年雨季中持續(xù)發(fā)揮荊條灌叢水土保持功能；

步驟A中，對于所收割的灌叢進行粉碎，將收割灌叢與地表枯落物進行分塊收集，利用粉碎設(shè)備提高枝條、枯落物的機械破碎率，為后續(xù)的鉆孔填充提供基料；

步驟B中，依據(jù)如下步驟確定鉆孔密度：①收集單位面積粉碎枝條和枯落物總量并進行稱量；②計算自然填充狀態(tài)下粉碎枝條、枯落物填充密度；③依據(jù)單位面積粉碎枝條總質(zhì)量與填充密度，計算單位面積填充體積；④依據(jù)單個鉆孔體積與單位面積總填充體積計算單位面積內(nèi)鉆孔數(shù)量；

步驟B中，使用機械設(shè)備在坡地進行垂向鉆孔，鉆孔直徑為15-25cm，鉆孔深度為30-50cm；鉆孔分布方式為梅花狀分布，以增加鉆孔分布的均勻性和提高雨季對降雨的攔蓄能力；鉆孔行、列間距均為0.5-1.5m；

步驟B中，將粉碎枝條枯落物回填入鉆孔中的操作步驟包括：①將單個鉆孔內(nèi)粉碎枝條、枯落物均分為兩份，取其中一份進行孔內(nèi)填充；②將組合化的生物菌劑按含水量為65%加水調(diào)和，填充入鉆孔中間層；③將剩余粉碎枝條、枯落物填充入鉆孔上層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用荊條灌叢加快土石山區(qū)次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，其特征在于：步驟B中，所述組合化的生物菌劑的質(zhì)量配比如下：食用菌糠40%，活性炭粉20%，腐生菌混合液15%，豆餅粉2%，石膏1%，碎屑巖余量；其中，所述食用菌糠按質(zhì)量配比包含木屑：玉米芯：麥麩=1：1：1；所述腐生菌混合液包含等體積份的如下腐生菌原液：枯草桿菌、黑曲霉、短小芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用荊條灌叢加快土石山區(qū)次生灌叢群落向喬木頂級群落演替的方法，其特征在于：步驟C中，依據(jù)干濕季節(jié)的差異向鉆孔中定期添加水量，控制添加水分后粉碎枝條、枯落物含水量為45-75%；步驟C中，當(dāng)環(huán)境溫度持續(xù)低于4℃時對填充后的鉆孔覆蓋可降解玉米淀粉膜，并在薄膜上開若干小孔，保證土壤動物和好氧微生物呼吸作用正常進行。

4.權(quán)利要求1所述方法的專用設(shè)備，其特征在于：包括安裝于車體上并伸出車體的架體，于所述架體上樞接有向地面延伸的導(dǎo)軌，于所述導(dǎo)軌與架體之間裝配有角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，于導(dǎo)軌上滑動連接有用于地面掘進和荊條粉碎回填的挖掘回填機構(gòu)；

所述挖掘回填機構(gòu)包括與導(dǎo)軌滑動連接的動力部和與動力部的輸出端連接的執(zhí)行部，所述動力部包括固定于安裝座上的驅(qū)動電機，所述安裝座滑動連接于所述導(dǎo)軌上；于所述導(dǎo)軌與驅(qū)動電機之間裝配有用于控制挖掘回填機構(gòu)升降的升降機構(gòu)；所述執(zhí)行部包括下邊沿上構(gòu)造有若干挖掘齒的旋挖筒，一轉(zhuǎn)軸與動力部的輸出端連接并具有同軸伸入旋挖筒內(nèi)的伸入端，于所述伸入端構(gòu)造有螺旋葉片，于所述轉(zhuǎn)軸與旋挖筒之間構(gòu)造有用于切換轉(zhuǎn)軸和旋挖筒同步轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)軸單獨轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)；所述轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括構(gòu)造于轉(zhuǎn)軸上的安裝盤，于所述安裝盤上沿其周向均勻裝配有若干棘爪，于旋挖筒的上端蓋上與各棘爪相對應(yīng)處分別開有與棘爪配合的齒槽，于旋挖筒的上端蓋上安裝有壓環(huán)，所述壓環(huán)封閉各齒槽的上部開口，且壓環(huán)內(nèi)徑小于安裝盤的外徑；所述旋挖筒包括旋挖齒構(gòu)造于其底端的套筒，所述套筒的頂端通過若干沿其周向間隔設(shè)置的連桿與上端蓋固連；所述旋挖筒包括旋挖齒構(gòu)造于其底端面上的底環(huán)，于底環(huán)與上端蓋之間沿底環(huán)的周向間隔設(shè)有若干固定桿；于所述導(dǎo)軌遠(yuǎn)離架體的一端構(gòu)造有安裝板，于安裝板上安裝有離合機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)軸穿經(jīng)離合機構(gòu)伸入旋挖筒內(nèi)；當(dāng)離合機構(gòu)處于閉合狀態(tài)時，轉(zhuǎn)軸與離合機構(gòu)螺紋連接；所述離合機構(gòu)包括與安裝板固連的固定套，于固定套內(nèi)裝配有兩半內(nèi)螺紋套，兩半內(nèi)螺紋套相互拼接構(gòu)成完整的內(nèi)螺紋套，各半內(nèi)螺紋套靠近旋挖筒的一端為漸縮狀結(jié)構(gòu)，一喇叭狀活塞裝配于漸縮狀結(jié)構(gòu)上，所述喇叭狀活塞具有與固定套內(nèi)壁滑動連接的凸緣，于固定套內(nèi)壁上沿其周向間隔形成有凸條，各凸起沿固定套的軸向延伸，于所述凸緣上相對于各凸條處開有與凸條適配的滑槽，所述喇叭狀活塞與固定套之間形成驅(qū)動腔，于固定套上構(gòu)造有接頭；于兩半內(nèi)螺紋套的外壁上分別形成有半環(huán)形裝配槽，兩半內(nèi)螺紋套相互拼接以使兩半環(huán)形裝配槽構(gòu)成完整的環(huán)形裝配槽，于所述完整的環(huán)形裝配槽內(nèi)裝配有處于被壓縮狀態(tài)的環(huán)形彈簧。