本發(fā)明屬于生態(tài)修復(fù)，涉及基于河道動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的生境修復(fù)方法

背景技術(shù)：

1、河道生態(tài)修復(fù)通過(guò)恢復(fù)和保護(hù)河道的生態(tài)系統(tǒng)，可以促進(jìn)水質(zhì)改善、保護(hù)生物多樣性、維護(hù)生態(tài)平衡，以及提供可持續(xù)的生態(tài)服務(wù)，而復(fù)雜多樣的河道生境條件是物種多樣性恢復(fù)的基礎(chǔ)之一。

2、河道生境修復(fù)的現(xiàn)有技術(shù)包括河道清淤、河岸防護(hù)、濕地構(gòu)建、水生植物引種等，這些技術(shù)手段在一定程度上可以有效地修復(fù)和保護(hù)河道生境，同時(shí)也存在各自明顯的缺點(diǎn)。例如，以公開(kāi)號(hào)為cn?115710879?a的中國(guó)專利所代表的仿自然河道及河漫灘濕地的構(gòu)建方法可以構(gòu)建出蜿蜒河道形式和河漫灘濕地，但這些技術(shù)手段通常是一次性的工程項(xiàng)目，無(wú)法適應(yīng)河道生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化；以公開(kāi)號(hào)為cn?219136551?u的中國(guó)專利所代表的修復(fù)裝置無(wú)法構(gòu)建復(fù)雜的河道生境，只能解決部分問(wèn)題，難以全面提升生態(tài)系統(tǒng)的健康水平。以公開(kāi)號(hào)為cn?113565064a的中國(guó)專利所代表的河岸帶構(gòu)造及其修復(fù)方法需要投入較多的資金和人力資源，維持修復(fù)后效果需要較高的運(yùn)維成本，在河道的動(dòng)態(tài)演變、自然侵蝕和淤積作用下，難以保證修復(fù)效果的穩(wěn)定性和持久性。因此，客觀上需要研發(fā)一種促進(jìn)河道生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)和自我調(diào)節(jié)能力，投入低、效益高、長(zhǎng)期可持續(xù)的生境修復(fù)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提出一種基于河道動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的生境修復(fù)方法。

2、為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于河道動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的生境修復(fù)方法，該方法并非直接創(chuàng)建一個(gè)理想的河道形態(tài)，而是給予河道一種啟動(dòng)形態(tài)，利用水動(dòng)力“促進(jìn)”河道動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的發(fā)生，再結(jié)合生物的生長(zhǎng)繁衍鞏固河道演變的形態(tài)，讓河道通過(guò)物理過(guò)程和生物過(guò)程相互作用，自行營(yíng)造復(fù)雜的生境，創(chuàng)建一個(gè)可自行運(yùn)轉(zhuǎn)的河道生態(tài)系統(tǒng)。

4、一種基于河道動(dòng)態(tài)演變過(guò)程的生境修復(fù)方法，包括構(gòu)造生境啟動(dòng)形態(tài)、水動(dòng)力促進(jìn)生境演變和營(yíng)造生物群落鞏固生境形態(tài)。

5、所述構(gòu)造生境啟動(dòng)形態(tài)是指：通過(guò)機(jī)械挖掘形成菱形島嶼，為水流侵蝕和泥沙淤積“搭建場(chǎng)地”，為河流自行設(shè)計(jì)形態(tài)提供前提條件。

6、所述水動(dòng)力促進(jìn)生境演變是指：河道形態(tài)的演變依賴于水動(dòng)力及菱形島嶼的成分，利用致密的黏土、大塊礫石、鵝卵石、天然砂及大型木質(zhì)殘?bào)w置換部分單一的淤泥基質(zhì)，來(lái)引導(dǎo)河道侵蝕和淤積作用的發(fā)生，加速生境演變過(guò)程。

7、所述營(yíng)造生物群落鞏固生境形態(tài)是指：包括生態(tài)籬網(wǎng)種植技術(shù)及分段植物群落配置。生態(tài)籬網(wǎng)種植技術(shù)可穩(wěn)定護(hù)坡土壤，再結(jié)合引進(jìn)的沉水植物、浮葉植物、挺水植物、草本植物，利用植物群落減緩水流阻力以穩(wěn)固河漫灘形態(tài)，利用植物的根系固定河岸及基質(zhì)。此外植被的枯枝落葉斷木可成為河道生態(tài)系統(tǒng)重要的外部能源，鞏固生境的復(fù)雜性和多樣性。

8、進(jìn)一步，本技術(shù)可以采用以下技術(shù)方案：

9、步驟一、將生境修復(fù)段河道進(jìn)行封閉、排水，平整河床，將河床上表層淤積物、廢棄物等一并清除；

10、步驟二、采用機(jī)械堆砌方式在河道內(nèi)塑造菱形人工島嶼，島嶼平面形狀為等邊菱形排布成的網(wǎng)格圖案,菱形邊長(zhǎng)5-8m，邊壁修成一定的傾斜坡，坡度范圍是1﹕2～1﹕3；兩排島嶼間采用交錯(cuò)排布，底邊間隔3-5m。

11、步驟三、土方采用步驟一中挖掘的部分黏土，所述黏土中去除淤泥質(zhì)土，再與大塊礫石、鵝卵石、天然砂及大型木質(zhì)殘?bào)w進(jìn)行混合，采用機(jī)械對(duì)島嶼及島嶼間河床進(jìn)行塑造及回填，通過(guò)島嶼的布局和河床的形狀設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)水流速度和方向，以促進(jìn)生境的自然演變。其中：所述大塊礫石的單塊重量不超過(guò)30kg；所述鵝卵石的粒徑范圍為10～100mm，呈級(jí)配分布；所述天然砂的平均粒徑為30目左右；所述大型木質(zhì)殘?bào)w是直徑超過(guò)200mm的圓木殘?bào)w，長(zhǎng)度不限。

12、步驟四、對(duì)河道岸坡采取生態(tài)籬網(wǎng)護(hù)岸構(gòu)造，通過(guò)機(jī)械挖深20-30cm，優(yōu)選15cm，鋪設(shè)枯枝形成枯枝籬網(wǎng)，再回填15-25cm、優(yōu)選20cm黏土或種植土，再用耐水淹的柳枝條編織成鮮枝籬網(wǎng)，再其上覆種植土5-10cm、優(yōu)選10cm。

13、步驟五、根據(jù)種植區(qū)域水位，引種植物群落。

14、步驟六、恢復(fù)河道通水，引導(dǎo)水流對(duì)菱形島嶼及邊坡進(jìn)行沖刷，直至河道地形逐步穩(wěn)定形成。

15、優(yōu)選地，步驟一中，挖掘深度為現(xiàn)狀河床標(biāo)高向下1m。

16、可選地，構(gòu)造生境啟動(dòng)形態(tài)通過(guò)機(jī)械挖掘形成菱形島嶼，平面形狀為等邊菱形排布成的網(wǎng)格圖案。菱形長(zhǎng)軸應(yīng)沿河道長(zhǎng)度方向，短軸沿河道寬度方向，且短軸端點(diǎn)距岸線2m。菱形邊長(zhǎng)為5-8m，邊長(zhǎng)間垂直距離為3-5m。

17、可選地，構(gòu)造生境啟動(dòng)形態(tài)構(gòu)造首先通過(guò)機(jī)械挖掘平整河道底部。菱形島嶼邊坡坡比為1:1～1:1.5。

18、可選地，采用挖掘的部分原狀黏土(去除淤泥質(zhì)土)，再與大塊礫石、鵝卵石、天然砂及大型木質(zhì)殘?bào)w進(jìn)行混合，采用機(jī)械對(duì)島嶼及島嶼間河床進(jìn)行塑造及回填。以體積計(jì)，黏土、大塊礫石、鵝卵石、天然砂及大型木質(zhì)殘?bào)w的比例優(yōu)選為1:1:1:1:1。

19、對(duì)大塊礫石形狀不作要求，但強(qiáng)度需滿足使用要求，可選地，單塊重量不超過(guò)30kg。

20、可選地，鵝卵石粒徑范圍為10～100mm，呈級(jí)配分布。

21、可選地，所述天然砂的平均粒徑為25～35目，優(yōu)選為30目。

22、對(duì)大型木質(zhì)殘?bào)w材料不作要求，可選地，采用直徑超過(guò)200mm的圓木殘?bào)w，長(zhǎng)度不限。

23、可選地，混合基質(zhì)要求大塊礫石和大型木質(zhì)殘?bào)w均勻分布，鵝卵石和天然砂均勻分布于大塊礫石的縫隙間和表面。木質(zhì)殘?bào)w部分壓在礫石下部并用土工網(wǎng)與石塊綁牢。

24、可選地，營(yíng)造生物群落鞏固生境形態(tài)包括生態(tài)籬網(wǎng)種植技術(shù)及分段植物群落配置。

25、優(yōu)選地，生態(tài)籬網(wǎng)種植技術(shù)可穩(wěn)定岸坡土壤，通過(guò)機(jī)械挖深15cm，鋪設(shè)枯枝形成枯枝籬網(wǎng)，再回填20cm素土，再用耐水淹的柳枝條編織成鮮枝籬網(wǎng)，再其上覆土10cm?？葜h網(wǎng)與鮮枝籬網(wǎng)能夠與種植在其中的植物根系交互盤結(jié)，增加土壤透氣和保水性的同時(shí)，形成的致密立體生態(tài)骨架可有效增強(qiáng)岸坡的抗沖刷能力。

26、可選地，引進(jìn)對(duì)復(fù)雜水文條件具有良好適應(yīng)能力的植物品種，在空間格局上構(gòu)建相互嵌套、分段配置的植物群落，可固定河岸及基質(zhì)，減緩水流對(duì)阻力以穩(wěn)固河漫灘形態(tài)。

27、優(yōu)選地，在低于河道近2-5年內(nèi)平均水深1m及以上區(qū)域，種植沉水植物群落。引進(jìn)的沉水植物為苦草、刺苦草、狐尾藻、輪葉黑藻、竹葉眼子菜、金魚藻和菹草。每種植物等比例種植，種植密度為10叢/m2,5芽/叢。

28、優(yōu)選地，在低于河道近2-5年內(nèi)平均水位0.2m至0.5m區(qū)域內(nèi)，引進(jìn)蘆葦、蒲葦、睡蓮、水罌粟、香菇草等品種進(jìn)行混種。

29、優(yōu)選地，在高于河道近2-5年內(nèi)平均水位0.2m及低于河道近2-5年內(nèi)平均水位0.2m的區(qū)域中，引進(jìn)千屈菜、鳶尾等耐受干旱的挺水植物及狗牙根等耐水淹的草本植物進(jìn)行混種。隨機(jī)性型分布種植蒲葦、細(xì)葉芒等地下莖發(fā)達(dá)的禾草科植物群落，可為水生生物、昆蟲和鳥類提供復(fù)雜多樣的棲息地。

30、優(yōu)選地，在高于河道近2-5年內(nèi)平均水位0.2m及岸坡頂點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，引進(jìn)黑心菊、墨西哥鼠尾草、細(xì)葉芒等蓋度較大且葉序高度各異的草本植物，形成層次豐富的植物群落，增強(qiáng)對(duì)降雨及徑流的攔截能力。隨機(jī)性型分布種植蒲葦、細(xì)葉芒、營(yíng)草等根系較深的物種加固護(hù)坡土壤，可利用土壤深層水分應(yīng)對(duì)夏季高溫干旱。集群型分布種植藍(lán)花鼠尾草、柳葉馬鞭草、毛地黃、松果菊和鳶尾等花序明顯、蜜粉源豐富且能覆蓋不同開(kāi)花期的闊葉草本植物，為城市傳粉昆蟲提供生境走廊。通過(guò)對(duì)蜜蜂、蝴蝶等傳粉昆蟲和小型鳥類的生態(tài)保育，實(shí)現(xiàn)授粉及植物繁殖體傳播，從而保障植物群落的多樣性與自我維持功能。

31、通過(guò)生態(tài)種植的植物群落能夠適應(yīng)高強(qiáng)度的雜草競(jìng)爭(zhēng)脅迫，所選植物形成優(yōu)勢(shì)種群，生長(zhǎng)迅速并逐漸占據(jù)大量群落生存空間，逐步向穩(wěn)定和合理分布的格局發(fā)展，鞏固河道生境形態(tài)。

32、與現(xiàn)有的構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)方法相比，本發(fā)明并非人為創(chuàng)造出復(fù)雜的河道形態(tài)，而是通過(guò)設(shè)置可動(dòng)態(tài)演變的生境啟動(dòng)形態(tài)，利用動(dòng)力和植被生長(zhǎng)促進(jìn)河道生境自然修復(fù)，最終演變成復(fù)雜的生境形式，節(jié)約了能源、材料和人工投入，實(shí)現(xiàn)最高的修復(fù)成本效益。