專利名稱：沉水植物繁育毯及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于沉水植被恢復(fù)的沉水植物繁育毯及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
受經(jīng)濟社會高速發(fā)展的影響，目前我們江河湖泊水體污染日趨惡化，湖泊富營養(yǎng)化嚴重，水生生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重。隨著水體污染與治理研究的進一步深入，目前實驗室規(guī)模的研究普遍認為，與物化技術(shù)相比，通過生態(tài)修復(fù)與重建的方法恢復(fù)水體中的水生植被群落來治理水體污染和湖泊富營養(yǎng)化是一種比較理想的污染治理技術(shù)途徑。在水生植物的生態(tài)類群中，沉水植物因為其根莖葉完全浸沒在水中與水的關(guān)系最為密切，并占據(jù)著水生生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵界面，對于維持水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡、改善水體水質(zhì) 和富營養(yǎng)化狀況都具有舉足輕重的作用，對水體生產(chǎn)力及生物地球化學(xué)循環(huán)都具有非常重要的影響。沉水植物的恢復(fù)是水生態(tài)修復(fù)成功的重要標(biāo)志。在實際工程中，由于光照、水質(zhì)、底質(zhì)等的影響，沉水植被著床困難，恢復(fù)難度極大，是河湖水生植被恢復(fù)的重點和難點。在自然條件下，大多數(shù)沉水植物種群的更新與發(fā)展大都依賴種子或營養(yǎng)繁殖體進行繁殖，并以營養(yǎng)繁殖較為普遍。但是在污染水體治理中，由于透明度低，繁殖體萌發(fā)期間的水底光照嚴重不足，種苗不能進行必須的光合作用，水生植被的恢復(fù)非常困難。因此，在污染嚴重的水體中依靠植物的自然恢復(fù)是不現(xiàn)實的。利用芽苞等異化的營養(yǎng)繁殖體進行繁殖又受到季節(jié)和環(huán)境因素的嚴格限制，成活率極低。采用傳統(tǒng)的人工移栽方式費時又費力，種植成活率低。為此，在生態(tài)修復(fù)的過程中，探尋適合沉水植物大面積繁殖與栽培的技術(shù)方法是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于水體生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的沉水植物快速移栽的繁育毯技術(shù)。本發(fā)明針對目前生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中面臨的沉水植被著床困難、恢復(fù)難度大、成本高的難題，采用環(huán)保無毒的植物纖維材料，利用其天然多孔隙、斷面易于富集根際微生物、能保持原生的小生境特性，結(jié)合富含沉水植物物種基因的底泥，制作沉水植物繁育毯作為沉水植物繁育載體，可實現(xiàn)沉水植物快速移栽和群落構(gòu)建。本發(fā)明技術(shù)的具體內(nèi)容包括繁育毯設(shè)計、種苗繁育胚體制作、種苗培養(yǎng)和植被快速移栽等四部分內(nèi)容。本發(fā)明首先公開了一種沉水植物繁育毯，自下而上分別由載體層、基質(zhì)層和附著層三層構(gòu)成，其中載體層由植物纖維(如棕櫚纖維、竹木纖維等)構(gòu)成，基質(zhì)層由適宜沉水植物生長的生長基質(zhì)構(gòu)成，附著層由植物纖維網(wǎng)構(gòu)成。所述載體層的厚度為I. 5-2. 5cm,基質(zhì)層的厚度為2_4cm,附著層的厚度為Icm以下(大于O)。
所述植物纖維網(wǎng)孔徑為2. 7-3. 3cm。所述植物纖維網(wǎng)可以是由棕櫚纖維、竹木纖維、藤葦纖維、干草纖維中的一種或多種編織而成。較佳的，所述適宜沉水植物生長的生長基質(zhì)含有腐殖土、淤泥和緩釋固化劑，以重量百分比計，腐殖土為35-50%，淤泥為25-40%，緩釋固化劑為10-30 %。所述緩釋固化劑選自聚乙烯、脲甲醛、脲異丁醛、脲己醛、草酰胺中的一種或多種，或者由多種水溶性緩釋酸按照一定的配方比例組成。所述繁育毯寬度以不超過IOOcm為宜。載體層與附著層可通過機械設(shè)備每隔50cm寬度用魚線縫合起來，將基質(zhì)層包圍在繁育毯中間。本發(fā)明的繁育毯可用于沉水植物的繁育及快速移植。本發(fā)明還公開了一種沉水植物種苗繁育胚體，為將沉水植物的繁殖體種植在前述繁育毯的基質(zhì)層，上面覆蓋所述繁育毯的附著層后獲得。 所述沉水植物的繁殖體，可以選自沉水植物的種子、孢芽、冬芽、分株或營養(yǎng)體。進一步的，根據(jù)不同沉水植物的繁殖特性分兩種情況采取不同的制作方式對于可以收集種子、孢芽和冬芽等繁殖體的苦草、黑藻、菹草等沉水植物物種，進行繁育時先將種子、孢芽和冬芽等繁殖體在水體中浸泡12小時以上，然后拌合細沙撒播在基質(zhì)層表面，上面覆蓋植物纖維網(wǎng)(約0. 5cm厚)作為附著層，此時視為種苗繁育胚體制作完成。對于可以采用的分株或者營養(yǎng)體扦插繁殖的伊樂藻、黑藻等沉水植物物種，可以將植株高度約為15 30cm時的新鮮植株莖切割成5cm以上的莖段，按照覆蓋度80%均勻鋪設(shè)在基質(zhì)層上，上面覆蓋植物纖維網(wǎng)(約0. 5cm厚)作為附著層，此時視為種苗繁育胚體制作完成。本發(fā)明還進一步公開了一種沉水植物種苗培育的方法，為將前述沉水植物種苗繁育胚體置于育苗池中培育。進一步的，所述育苗池蓄滿水后透明度應(yīng)不小于30cm，可蓄水深度80 IOOcm左右為宜。沉水植物種苗繁育胚體培育時，育苗池中的水位以漫過繁育胚體不超過5cm為宜。繁育胚體出苗后，育苗池中的水位以控制在超過種苗高度5 20cm的范圍內(nèi)為宜。水位升幅不宜過大，以免引起水草死亡和腐爛。本發(fā)明還公開了一種沉水植被快速移栽方法，為將前述沉水植物種苗繁育胚體培育出苗或培育至適應(yīng)生態(tài)修復(fù)區(qū)域透明度和光照條件的高度后，將繁育毯連同生長在繁育毯上的沉水植物按條塊分割后收獲出池，將繁育毯整塊平整鋪設(shè)在生態(tài)修復(fù)區(qū)域的水體底部。移栽時，根據(jù)不同修復(fù)區(qū)域的狀況分兩種情況采取不同的制作方式對于可調(diào)控水位的修復(fù)區(qū)域在繁殖胚體出苗后即可進行植被移栽。將繁育毯連同上面生長的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，采用人工方法將繁育毯整塊的平整鋪設(shè)在規(guī)定的生態(tài)修復(fù)區(qū)域水體底部。移栽時先降低生態(tài)修復(fù)區(qū)水位，進行水位調(diào)節(jié)，初始時通過低水位運行滿足植物光合作用的正常進行，后期隨著水草的生長逐步提高水位。水位升幅不宜過大，以免引起水草死亡和腐爛。不同種類的沉水植物種植比例按照設(shè)計的群落構(gòu)建方法配置。對于無法調(diào)控水位的開敞水域的生態(tài)修復(fù)區(qū)，應(yīng)對修復(fù)區(qū)的水流、風(fēng)浪、光照、透明度等環(huán)境條件進行監(jiān)測評估，采取一定工程措施控制工程區(qū)域滿足水體深度小于水體光補償深度、水體流速小于I. Om/s、風(fēng)浪較小的環(huán)境條件并將種苗培育至可適應(yīng)生態(tài)修復(fù)區(qū)透明度和光照條件的高度再進行移栽。移栽時將繁育毯連同上面生長的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，然后采用人工方法將繁育毯整塊的鋪設(shè)在水底。不同種類的沉水植物種植比例按照設(shè)計的群落構(gòu)建方法配置。本發(fā)明的沉水植被快速移栽方法可用于沉水植被種植或恢復(fù)。本發(fā)明首先設(shè)計了由一種具有載體層、基質(zhì)層、附著層三層結(jié)構(gòu)的繁育毯，通過將沉水植物的種、芽、莖、枝和分株等繁殖體種植在繁育毯上形成種苗繁育胚體，然后將種苗繁育胚體放入育苗池，通過水位調(diào)控和管理進行種苗培育。在進行移栽時，通過將生長在繁育毯上的沉水植物按條塊分割后收獲出池，將繁育毯整塊的平整鋪設(shè)在生態(tài)修復(fù)區(qū)底部。本發(fā)明克服了目前生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域中面臨的沉水植被著床困難、恢復(fù)難度大、成本高的難題，提供了一種簡單快速有效且成本低廉的沉水植被種植與恢復(fù)的技術(shù)。相比與傳統(tǒng)的沉水植物移栽技術(shù)方法，本技術(shù)具有移栽成本低、移栽速度快、成活率高、技術(shù)簡便、技 術(shù)可操作性強、移栽后群落形成速度快、繁育速率快、群落穩(wěn)定性好等優(yōu)點，可實現(xiàn)沉水植物的快速移栽、群落構(gòu)建及配置，特別適用于風(fēng)浪大、水流速度快、沉水植被完全破壞的裸地等惡劣條件下生態(tài)修復(fù)工程的先鋒沉水群落移栽。


圖I為繁育毯設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖I:載體層2:基質(zhì)層3:沉水植物繁殖體4:附著層
具體實施例方式以下列舉具體實施例以進一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實例并非用于限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I(I)繁育毯的制作如圖I所示繁育毯，自下而上分別由載體層、基質(zhì)層和附著層三層構(gòu)成，位于最底部的載體層由厚度約2cm的植物纖維構(gòu)成，位于中間的基質(zhì)層由腐殖土、淤泥和緩釋固化劑混合配置成厚度約3cm的基質(zhì)構(gòu)成,基質(zhì)選自以下配方之任一腐殖土占40%、游泥占30%、緩釋固化劑占30% ;腐殖土占50%、淤泥占25%、釋固化劑占25% ;腐殖土占35%、淤泥占40%、緩釋固化劑占25% ;腐殖土占50%、淤泥占40%、緩釋固化劑占10%。緩釋固化劑選用聚乙烯、脲甲醛、脲異丁醛、脲己醛、或草酰胺中的任一種，位于表層的附著層由網(wǎng)目為3*3cm的植物纖維網(wǎng)(棕櫚纖維、竹木纖維、藤葦纖維、干草纖維中的一種或多種編制而成)構(gòu)成。單塊繁育毯寬度以不超過IOOcm為宜。載體層與附著層通過機械設(shè)備每隔50cm寬度用魚線縫合起來，將基質(zhì)層包圍在繁育毯中間。(2)種苗繁育胚體制作將苦草、黑藻及菹草的種子、孢芽或冬芽分別在水體中浸泡12小時以上，然后拌合細沙，分別撒播在不同繁育毯的基質(zhì)層表面，上面覆蓋0. 5cm厚的植物纖維網(wǎng)作為附著層，分別制成苦草、黑藻及菹草的種苗繁育胚體。
將植株高度約為15 30cm時的新鮮黑藻及伊樂藻植株莖分別切割成5cm以上的莖段，按照蓋度80%分別均勻鋪設(shè)在不同繁育毯的基質(zhì)層上，上面覆蓋O. 5cm厚的植物纖維網(wǎng)作為附著層，分別制成黑藻及伊樂藻的種苗繁育胚體。(3)種苗培育種苗培育前首先應(yīng)準備好供培養(yǎng)種苗用的育苗池。育苗池蓄滿水后透明度應(yīng)不小于30cm，可蓄水深度80 IOOcm左右為宜。種苗繁育胚體制作完成后即可放入育苗池中，此時育苗池中的水位以漫過繁育胚體不超過5cm為宜。繁育胚體出苗后，初始時盡量低水位運行以滿足植物光合作用的需求，隨著沉水植物的生長可逐步提高水位，但整個培育過程中，育苗池中的水位以控制在超過種苗高度5 20cm的范圍內(nèi)為宜。水位升幅不宜過大，以免引起水草死亡和腐爛。(4)植被快速移栽

對于可調(diào)控水位的修復(fù)區(qū)域在繁殖胚體出苗后即可進行植被移栽。將繁育毯連同上面生長的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，采用人工方法將繁育毯整塊的平整鋪設(shè)在規(guī)定的生態(tài)修復(fù)區(qū)域水體底部。移栽時先降低生態(tài)修復(fù)區(qū)水位，進行水位調(diào)節(jié)，初始時通過低水位運行滿足植物光合作用的正常進行，后期隨著水草的生長逐步提高水位。水位升幅不宜過大，以免引起水草死亡和腐爛。不同種類的沉水植物種植比例按照設(shè)計的群落構(gòu)建方法配置。對于無法調(diào)控水位的開敞水域的生態(tài)修復(fù)區(qū)，應(yīng)對修復(fù)區(qū)的水流、風(fēng)浪、光照、透明適應(yīng)生態(tài)修復(fù)區(qū)透明度和光照條件的高度再進行移栽。移栽時將繁育毯連同上面生長度等環(huán)境條件進行監(jiān)測評估，采取一定工程措施控制工程區(qū)域滿足水體深度小于水體光補償深度、水體流速小于I. Om/s、風(fēng)浪較小的環(huán)境條件，并將種苗培育至可的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，然后采用人工方法將繁育毯整塊的鋪設(shè)在水底。不同種類的沉水植物種植比例按照設(shè)計的群落構(gòu)建方法配置。實施案例一(可調(diào)控水位區(qū)域):項目實施地點位于浙江省市嘉興市新塍塘，工程河段長度I. Okm,平均寬度10m。由于工程所在河道寬度較小，底泥淤積嚴重，過水能力較差。在進行河道拓浚后，保留河道兩端的施工圍堰，開展沉水植物恢復(fù)工作。初始時，利用施工圍堰控制工程河段內(nèi)的水深20cm。2010年3月20 22日，將從種苗基地培育好的平均苗高IOcm左右的繁育毯通過汽車運輸至工程區(qū)域，人工鋪設(shè)在河道底部。工程共鋪設(shè)繁育毯2500m2，其中苦草、伊樂藻和輪葉黑藻三種沉水植物523的比例搭配種植進行沉水植物群落構(gòu)建。繁育毯種植完成后，利用施工圍堰進行水位調(diào)節(jié)和控制。4月20日，調(diào)節(jié)工程河段水位至水深40cm，5月15日，調(diào)節(jié)河道水位水深至70cm，6月30日調(diào)節(jié)水深至I. Om。7月15日后正式拆除兩端圍堰。2010年10月22日，對工程河段的生態(tài)修復(fù)效果進行了生態(tài)調(diào)查監(jiān)測。調(diào)查結(jié)果表明，經(jīng)過7個月的運行管理，生態(tài)修復(fù)區(qū)內(nèi)通過群落鑲嵌技術(shù)構(gòu)建的沉水植物群落系統(tǒng)穩(wěn)定，水體透明度恢復(fù)至1.0m以上，區(qū)域生物多樣性明顯提高，沉水植物覆蓋率提高至100%,達到了預(yù)期設(shè)定的恢復(fù)目標(biāo)。實施案例二(不可調(diào)控水位的開敞水域):項目實施地點位于江蘇省蘇州市太湖貢湖沿岸的某河流入湖口，生態(tài)修復(fù)區(qū)面積20畝,工程區(qū)域平均水深I(lǐng). 50m，受風(fēng)浪擾動影響水體透明度較低，僅為30 40cm，，現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境較差，直接移栽沉水植物無法成活。由于工程區(qū)域是太湖開敞水域的一部分，不具備水位調(diào)控的條件，因此需根據(jù)生態(tài)修復(fù)區(qū)域的環(huán)境特征分析考慮采用適當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)措施對生態(tài)修復(fù)區(qū)進行環(huán)境調(diào)控。2009年2月工程首先在工程水域四周布設(shè)了兩道軟圍隔，將修復(fù)區(qū)水體與貢湖大水體隔開，有效了降低了工程區(qū)域的風(fēng)浪擾動造成的泥沙再懸浮，較好的改善了水體的透明度，同時對生態(tài)修復(fù)區(qū)岸邊的陸域進行截污控源。經(jīng)過I個月的環(huán)境調(diào)控過程，生態(tài)修復(fù)區(qū)的透明度提高至70 80cm。此時，將從種苗基地培育好的平均苗高50cm左右的繁育毯通過汽車運輸至工程區(qū)域，人工鋪設(shè)在修復(fù)區(qū)底部。工程共鋪設(shè)繁育毯4500m2，其中苦草、馬來眼子菜、狐尾藻、伊樂藻、輪葉黑藻三種沉水植物2:3:2:2: I的比例搭配種植進行沉水植物群落構(gòu)建。2009年9月24日，修復(fù)區(qū)內(nèi)構(gòu)建的沉水植物群落基本達到穩(wěn)定，此時拆除軟圍隔。2009年10月29日和2010年7月3日，分別對工程區(qū)域的生態(tài)修復(fù)效果進行了生態(tài)調(diào)查監(jiān)測。調(diào)查結(jié)果表明，生態(tài)修復(fù)區(qū)內(nèi)通過群落鑲嵌技術(shù)構(gòu)建的沉水植物群落系統(tǒng)穩(wěn)定，沉水植物覆蓋率分別達到75%和68%，區(qū)域生物多樣性明顯提高，達到了預(yù)期設(shè)定的 恢復(fù)目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種沉水植物繁育毯，其特征在于，所述沉水植物繁育毯自下而上分別由載體層、基質(zhì)層和附著層三層構(gòu)成，其中載體層由植物纖維構(gòu)成，基質(zhì)層由適宜沉水植物生長的生長基質(zhì)構(gòu)成，附著層由植物纖維網(wǎng)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求I所述沉水植物繁育毯，其特征在于，所述載體層的厚度為I.5-2. 5cm,基質(zhì)層的厚度為2-4cm,附著層的厚度為Icm以下。
3.如權(quán)利要求I所述沉水植物繁育毯，其特征在于，所述植物纖維網(wǎng)孔徑為2.7-3. 3cm0
4.如權(quán)利要求I所述沉水植物繁育毯，其特征在于，所述適宜沉水植物生長的生長基質(zhì)含有腐殖土、淤泥和緩釋固化劑，以重量百分比計，腐殖土為35-50%，淤泥為25-40%，緩釋固化劑為10-30%。
5.如權(quán)利要求4所述沉水植物繁育毯，其特征在于，所述緩釋固化劑選自聚こ烯、脲甲醛、脲異丁醛、脲己醛、草酰胺和水溶性緩釋酸。
6.—種沉水植物種苗繁育胚體,為將沉水植物的繁埴體種植在權(quán)利要求1-5任ー權(quán)利要求所述沉水植物繁育毯的基質(zhì)層上，上面覆蓋所述沉水植物繁育毯的附著層后獲得。
7.如權(quán)利要求6所述沉水植物種苗繁育胚體，其特征在于，所述沉水植物的繁殖體選自沉水植物的種子、孢芽、冬芽、分株和營養(yǎng)體。
8.—種沉水植物種苗培育方法，為將權(quán)利要求6或7所述沉水植物種苗繁育胚體置于育苗池中培育。
9.如權(quán)利要求8所述沉水植物種苗培育方法，其特征在于所述育苗池蓄滿水后透明度應(yīng)不小于30cm，可蓄水深度SO-IOOcm ;沉水植物種苗繁育胚體培育時，育苗池中的水位漫過繁育胚體不超過5cm ;繁育胚體出苗后，育苗池中的水位控制在超過種苗高度5-20cm。
10.ー種沉水植被快速移栽方法，為將權(quán)利要求6或7所述沉水植物種苗繁育胚體在育苗池中培育出苗或培育至適應(yīng)生態(tài)修復(fù)區(qū)域透明度和光照條件的高度后，將繁育毯連同生長在繁育毯上的沉水植物按條塊分割后收獲出池，將繁育毯整塊平整鋪設(shè)在生態(tài)修復(fù)區(qū)域的水體底部。
11.如權(quán)利要求10所述沉水植被快速移栽方法，其特征在于，移栽時，根據(jù)不同修復(fù)區(qū)域的狀況分兩種情況采取不同的制作方式 a.對于可調(diào)控水位的修復(fù)區(qū)域，在繁殖胚體出苗后即進行植被移栽，將繁育毯連同上面生長的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，采用人工方法將繁育毯整塊的平整鋪設(shè)在生態(tài)修復(fù)區(qū)域水體底部，移栽時先降低生態(tài)修復(fù)區(qū)水位，進行水位調(diào)節(jié)，初始時通過低水位運行滿足植物光合作用的正常進行，后期隨著水草的生長逐步提高水位； b.對于無法調(diào)控水位的開敞水域的生態(tài)修復(fù)區(qū)，對修復(fù)區(qū)的環(huán)境條件監(jiān)測評估后，控制區(qū)域的環(huán)境條件，并將種苗培育至可適應(yīng)生態(tài)修復(fù)區(qū)透明度和光照條件的高度后再進行移栽，移栽時將繁育毯連同上面生長的水生植物按照條塊分割后收獲出池、運輸至工程區(qū)域，然后采用人工方法將繁育毯整塊的鋪設(shè)在水底。
12.如權(quán)利要求10或11所述的沉水植被快速移栽方法用于沉水植被種植或恢復(fù)的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沉水植物繁育毯及其應(yīng)用。本發(fā)明的沉水植物繁育毯自下而上分別由載體層、基質(zhì)層和附著層三層構(gòu)成，其中載體層由棕櫚、竹木植物纖維構(gòu)成，基質(zhì)層由適宜沉水植物生長的生長基質(zhì)構(gòu)成，附著層由植物纖維網(wǎng)構(gòu)成。本發(fā)明還進一步提供了一種沉水植被移植技術(shù)，為將采用繁育毯制備的沉水植物種苗繁育胚體經(jīng)種苗培育后移植至生態(tài)修復(fù)區(qū)水底，用于生態(tài)修復(fù)區(qū)沉水植被的種植與恢復(fù)。本發(fā)明相比與傳統(tǒng)的沉水植物移栽技術(shù)方法，移栽成本低、速度快、成活率高、技術(shù)簡便、技術(shù)可操作性強、移栽后群落形成速度快、繁育速率快、群落穩(wěn)定性好等優(yōu)點，可實現(xiàn)沉水植物的快速移栽、群落構(gòu)建及配置。
文檔編號B32B9/02GK102668831SQ2011100631
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者史云鵬, 程南寧, 胡偉 申請人:上海勘測設(shè)計研究院