《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》是中國科學院南京地理與湖泊研究所於2016年1月6日申請的專利，該專利的公布號為CN105461076A，授權公布日為2016年4月6日，發明人是陳開寧、古小治、孫淑雲、黃蔚、劉淼。
《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》提供了一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，製作複合沉水植物草皮，再將草皮轉移、植入待修復的河湖等生態系統中。利用植物纖維毯在淺水池塘培育沉水植物幼苗，利用沉水植物種子、冬芽、斷枝等繁殖體快速培育幼苗，每塊草皮培育兩種沉水植物，共培育伊樂藻+菹草、苦草+輪葉黑藻、微齒眼子菜+輪葉黑藻3種類型草皮，移栽時將培育的幼苗連同植物纖維毯從池塘中成塊取出，形成草皮，捲成圓柱狀運輸至目標水域，再將草皮一塊一塊放置於要水底，用T型固定簽固定。該發明具有以下特點：淺水池塘有利於控制光照和水深及營養條件，沉水植物草皮方便運輸和現場栽種，節約現場植物種植時間。
2020年7月14日，《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法
- 申請人：中國科學院南京地理與湖泊研究所
- 申請日：2016年1月6日
- 申請號：201610011210X
- 公布號：CN105461076A
- 公布日：2016年4月6日
- 發明人：陳開寧、古小治、孫淑雲、黃蔚、劉淼
- 地址：江蘇省南京市玄武區北京東路73號
- Int. Cl.：C02F3/32(2006.01)I、A01G31/00(2006.01)I
- 代理機構：江蘇致邦律師事務所
- 代理人：徐蓓
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
沉水植物多樣性高，生物量大，具有強淨水能力，沉水植物的生長在水質淨化中起著關鍵性的作用：沉水植物能吸收營養鹽，與藻類競爭營養物質；能形成天然的攔截網路，促進沉降；可以為微生物提供介質環境，利於微生物的生產；可以為浮遊動物提供避難所、產卵地，減少浮遊動物被魚類捕食的危險，從而提高對藻類的捕食壓力；可以釋放硫化物、聚乙炔、多元酚、含氧脂肪酸化感物質限制藻類生長。
沉水植物是水生生態系統的重要組成部分，在水質淨化中起著關鍵性的作用。近年來水體污染、富營養化問題加劇，水體營養鹽增加、透明度降低，浮游植物成為優勢種，使水生態環境受損，沉水植物逐漸消失。沉水植物群落恢復是河湖生態系統恢復的重要標誌。然而，污染嚴重的水體長期沒有沉水植物而缺少繁殖體和種子，因而需要人工引入沉水植物，促進沉水植被快速恢復。
沉水植物生長在水下環境，截至2016年，一般採用人工種植的方式，但人工扦插種植效率較低對人力、物力消耗較大；利用土壤種子庫客土恢復工程量大，運輸不便。單一草皮種植雖能提高種植效率，但不能滿足群落恢復要求，不易保持生物多樣性，也不利於群落穩定。複合式草皮在同一塊草皮中種植有多種植物，並有不同物種組合草皮，再依據實際要求，套用不同組合，移植目標水底，方便運輸，易操作，植物存活率高，組建的沉水植被物種多樣性高，群落穩定。
發明內容
專利目的
《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》的目的是提供一種運輸方便、植物存活率高、減少作業時間、提高沉水植物群落恢復效率的方法。該方法避免了以往由於輸運導致的沉水植物種苗雜亂地纏繞在一起的現象，以及運輸和栽種造成植物苗損傷，節約了栽種現場梳理植物和扦插與栽種所花費的大量時間。該發明主要用於水深在2米以內的水體沉水植被修復工程。對水體水質的要求是：透明度>1/2水深，氨氮（NH4-N）濃度<5毫克/升。
技術方案
《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》包括沉水植物的種植、草皮轉移、移入後的種植。包括以下步驟：
1）準備植物纖維毯；
2）選擇淺水池塘或水田，將沉水植物的繁殖體種植於植物纖維毯上，進行育苗；
3）待沉水植物苗育成後，將苗種連同植物纖維毯一塊一塊取出，捲成圓柱狀進行運輸移栽；
4）在沉水植物群落待恢復的目標水域將草皮一塊一塊展開，用T型固定簽將草皮固定在目標水體底部。
所述植物纖維毯從市場直接購置，或向廠家訂製，方便利用；種植的草皮每塊大小為長2.0米、寬1.5米，便於種苗培育、打卷與運輸、修復水體種植。植物纖維毯厚度1.5-3厘米。池塘培養土要求營養較好的種植土，pH值6.5-8.5，氮2-4克/千克，磷0.3-0.6克/千克，有機質3-8克/千克；培養水中氮1.5-10毫克/升，磷0.1-0.4毫克/升，氨氮0.2-2.0毫克/升；水深20-50厘米。植物纖維毯孔徑1-3毫米。
每年3月份收購伊樂藻種苗、微齒眼子菜種苗、菹草石芽、苦草種子和球莖、輪葉黑藻冬芽和斷枝，將收購來的各種沉水植物繁殖體分別栽種於植物纖維毯中。收購的伊樂藻、微齒眼子菜種苗要求帶根帶泥，成叢狀，每叢10-25芽。輪葉黑藻可以是斷枝，可以是帶根帶泥成叢狀，每叢10-25芽。菹草石芽、苦草球莖、輪葉黑藻冬芽可以是當年3月份採收的，也可以是前一年收穫的，購置後用盆帶水4℃冷藏，每周更換一次水，待翌年種植。苦草種子一般購置的是長長的果實，用水侵泡1-2小時，用手捻措擠壓，破壞果皮，取出種子，再將種子均勻撒在植物纖維毯上。
栽種沉水植物時，將一塊植物纖維毯展開在潛水池塘中，然後將伊樂藻栽種在植物纖維毯的一半面積中，另一半面積栽種菹草；伊樂藻栽種密度5叢/平方米，菹草利用石芽栽種，栽種密度25個/平方米。再取一塊植物纖維毯種植苦草和輪葉黑藻，苦草利用其球莖栽種，密度25個/平方米；輪葉黑藻利用冬芽栽種，密度50個/平方米。再取一塊植物纖維毯種植微齒眼子菜和輪葉黑藻，微齒眼子菜栽種密度5叢/平方米；輪葉黑藻利用斷枝或帶泥成叢幼苗栽種，密度5叢/平方米。培育植物幼苗時將各種繁殖體按上述要求放置於植物纖維毯上，斷枝扦插於植物纖維毯縫隙中。反覆上述方法，將淺水池塘全部種植上述沉水植物。
移栽時，抽掉池塘水至植物毯深度，將草皮一塊一塊卷好，裝車轉運，裝車時防治堆壓太多而損壞植物苗種，堆放一般不超過2層，灑水保濕，防治長期暴曬。運輸至目標水體後展開草皮，用事先準備好的T型固定簽，固定簽高度30厘米，寬度10厘米，將草皮根據實際情況，按一定間距（一般50厘米）、不同組合，固定在目標水體底部。整個轉運、種植時間宜在當天完成。種植水體水深不應超過透明度的2倍。
育苗季節為3-5月份，最佳季節3-4月份；移栽適宜時間4-6月份。伊樂藻+菹草草皮也可以在秋季10月下旬至11月上旬移栽；苦草+輪葉黑藻草皮、微齒眼子菜+輪葉黑藻草皮可以4-10月移栽，但其中高溫的8月份移栽存活率相對較低。
有益效果
《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》的有益效果在於：淺水池塘有利於控制光照和水深及營養條件，提高種子、冬芽、斷枝等繁殖體繁殖成功率，更有效培育多種植物。該發明製備的複合式草皮在同一塊草皮中種植有多種植物，並有不同物種組合草皮，沉水植物草皮移入水體時，方便運輸和現場栽種，並減少運輸給沉水植物苗帶來的損傷，植物存活率高，節約現場植物種植時間，組建的沉水植被物種多樣性高，群落穩定。
附圖說明
圖1為嘉興南湖區農村某小支浜河道採用《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》方法一年後沉水植物群落恢復情況，包括沉水植物群落蓋度、沉水植物群落生物量密度和香農多樣性指數變化情況。
圖1
技術領域
《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》屬於水環境治理、生態環境修復技術領域，涉及水生生態系統中的沉水植物群落恢復、植被草皮種植技術和水質改善技術。
權利要求
1.《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》包括沉水植物的種植、草皮轉移、移入後的種植，其特徵在於，包括以下步驟：
1）準備植物纖維毯；
2）選擇淺水池塘或水田，將沉水植物的繁殖體種植於植物纖維毯上，進行育苗；
3）待沉水植物苗育成後，將苗種連同植物纖維毯一塊一塊取出，捲成圓柱狀進行運輸移栽；
4）在沉水植物群落待恢復的目標水域將草皮一塊一塊展開，用T型固定簽將草皮固定在目標水體底部。
2.根據權利要求1所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於：步驟1）所述植物纖維毯規格為1.5米×2.0米，孔徑1-3毫米。
3.根據權利要求1所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於，步驟2）所述沉水植物的繁殖體包括伊樂藻種苗、微齒眼子菜種苗、菹草石芽、苦草種子和球莖、輪葉黑藻冬芽和斷枝。
4.根據權利要求3所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於，所述的伊樂藻種苗、微齒眼子菜種苗帶根帶泥，成叢狀，每叢10-25芽；所述菹草石芽、苦草球莖、輪葉黑藻冬芽為當年3月份採收，或者是前一年採收，採收後用盆帶水4℃冷藏，每周更換一次水，採收的苦草種子用水侵泡1-2小時，用手捻措擠壓，破壞果皮，取出種子，再將種子均勻撒在植物纖維毯上。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於：栽種沉水植物時，將一塊植物纖維毯展開在淺水池塘中，然後將伊樂藻栽種在植物纖維毯的一半面積中，另一半面積栽種菹草；伊樂藻栽種密度5叢/平方米，菹草利用石芽栽種，栽種密度25個/平方米；再取一塊植物纖維毯種植苦草和輪葉黑藻，苦草利用其球莖栽種，密度25個/平方米；輪葉黑藻利用冬芽栽種，密度50個/平方米；再取一塊植物纖維毯種植微齒眼子菜和輪葉黑藻，微齒眼子菜栽種密度5叢/平方米；輪葉黑藻利用斷枝或帶泥成叢幼苗栽種，密度5叢/平方米；反覆上述方法，將淺水池塘全部種植上述沉水植物。
6.根據權利要求1所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於：將沉水植物繁殖體種植於植物纖維毯上，初期保持水深15厘米，隨植物幼苗長高逐步抬高水位，進行育苗，待植株高度至30-50厘米後進行移栽。
7.根據權利要求1所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於：移栽時，抽掉淺水池塘或水田中的水，將草皮一塊一塊捲起，裝車轉運，裝車時防止堆壓太多而損壞植物苗種，堆放不超過2層，灑水保濕，運輸至目標水體後展開草皮，用T型固定簽，將草皮固定在目標水體底部，種植水體水深不超過透明度的2倍。
8.根據權利要求1至5中任一項所述的利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法，其特徵在於：育苗季節為3-5月份，最佳季節3-4月份；移栽時間4-6月份；或者伊樂藻+菹草草皮在秋季10月下旬至11月上旬移栽，苦草+輪葉黑藻草皮、微齒眼子菜+輪葉黑藻草皮在4-10月移栽。
實施方式
首先，選擇、租用一定面積淺水池塘或水田，要求水深滿足0.5米，備用。池塘培養土要求營養較好的種植土，pH值6.5-8.5，氮2-4克/千克，磷0.3-0.6克/千克，有機質3-8克/千克；培養水中氮1.5-10毫克/升，磷0.1-0.4毫克/升，氨氮0.2-2.0毫克/升。
其次，從市場購置無草籽的植物纖維毯，或向廠家訂製，尺寸大小為寬1.5米×長2.0米，厚度厚度1.5-3厘米，孔徑1-3毫米；植物纖維毯材質以稻麥秸稈為宜，放置於目標水體後可以抑制藻類生長。
每年3月份，從市場收購伊樂藻種苗、微齒眼子菜種苗、菹草石芽、苦草種子和球莖、輪葉黑藻冬芽和斷枝等繁殖體。收購的伊樂藻、微齒眼子菜種苗要求帶根帶泥，成叢狀，每叢10-25芽。輪葉黑藻可以是斷枝，可以是帶根帶泥成叢狀，每叢10-25芽。菹草石芽、苦草球莖、輪葉黑藻冬芽可以是當年3月份採收的，也可以是前一年收穫的，購置後用盆帶水4℃冷藏，每周更換一次水，待翌年種植。苦草種子一般購置前一年收穫的，種子最長儲存時間不宜超過3年，否則影響發芽。
沉水植物育苗時間一般為3-5月份，最佳季節3-4月份；將沉水植物的上述繁殖體種植於植物纖維毯上，進行育苗，共培育伊樂藻+菹草、苦草+輪葉黑藻、微齒眼子菜+輪葉黑藻3種類型草皮。育苗時，將一塊植物纖維毯展開在潛水池塘中，然後將伊樂藻栽種在植物纖維毯的一半面積中，另一半面積栽種菹草；伊樂藻栽種密度5叢/平方米，菹草利用石芽栽種，栽種密度25個/平方米。再取一塊植物纖維毯種植苦草和輪葉黑藻，苦草利用其球莖栽種，密度25個/平方米；輪葉黑藻利用冬芽栽種，密度50個/平方米。再取一塊植物纖維毯種植微齒眼子菜和輪葉黑藻，微齒眼子菜栽種密度5叢/平方米；輪葉黑藻利用斷枝或帶泥成叢幼苗栽種，密度5叢/平方米。培育植物幼苗時將各種繁殖體按上述要求放置於植物纖維毯上，斷枝扦插於植物纖維毯縫隙中。反覆上述方法，將淺水池塘全部種植上述沉水植物。苦草種子育苗時將果實用水侵泡1-2小時，用手捻措擠壓，破壞果皮，取出種子，再將種子均勻撒在植物纖維毯上。
待沉水植物苗生長高度至20-50厘米，適宜高度20-30厘米，降低池塘或水田水位，將苗種和植物纖維毯一塊一塊捲成圓柱狀，取出，裝車運輸移栽。移栽適宜時間4-6月份。裝車時防治堆壓太多而損壞植物苗種，堆放一般不超過2層，灑水保濕，防治長期暴曬。
在運輸至沉水植被恢復的目標水體後將草皮一塊一塊展開，用事先準備好的T型固定簽固定草皮，固定簽高度30厘米，寬度10厘米，將草皮根據實際情況，按一定間距（一般50厘米）、不同組合，固定在目標水體底部。整個轉運、種植時間宜在當天完成。種植水體水深不應超過透明度的2倍。
此外，伊樂藻+菹草草皮也可以在秋季10月下旬至11月上旬移栽；苦草+輪葉黑藻草皮、微齒眼子菜+輪葉黑藻草皮可以4-10月移栽，但其中高溫的8月份移栽存活率相對較低。
圖1為嘉興南湖區農村某小支浜河道一年後沉水植物群落恢復情況，包括沉水植物群落蓋度、沉水植物群落生物量密度和香農多樣性指數的變化情況。從圖1可知，採用該方法組建的沉水植被物種多樣性高，群落穩定，效果良好，具有廣闊的套用前景。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種利用沉水植被草皮恢復沉水植物群落的方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
