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沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草治理技术研究

2024-02-21陈亚芹成海刘长青李洪山陈浩

农业与技术 2024年3期
关键词:互花塑料薄膜生长量

陈亚芹成海刘长青李洪山陈浩

(1.江苏盐城国家级珍禽自然保护区管理处,江苏 盐城 224057;2.盐城工学院,江苏 盐城 224051)

互花米草(Spartina alterniflora)为禾本科米草属多年生草本植物,耐盐、耐淹能力强,在粘土、壤土和粉砂土中均能生长[1]。一般来说,互花米草依赖根状茎的迅速延伸进行局部扩张,通过种子开拓新生境。在沿海入海河道、养殖塘口给排水沟渠以及海水流经区域,常由于水携带的互花米草繁殖体、飘逸的种子发芽定植,在沿海植物生境中出现互花米草单丛,或者几平方米的斑块丛[2]。互花米草具有高度发达的通气组织为根部提供氧气,米草属植物的叶片上均具有泌盐组织,能将组织中的盐分排出植物体。

在近期沿海调研过程中发现互花米草已经普遍存在,这些互花米草斑块发生位置偏僻、发生量少,没有形成明显的危害,常常不引起重视,但在互花米草全面治理的现况下,这些逸生斑块常常会成为新的发生源,而且适应能力更强,潜在危害性大,因此在全面开展互花米草治理过程中,这些逸生斑块必须同时开展治理[3,4]。

互花米草逸生斑块位置分散,分布范围广,单个斑块小,且交通不便,利用大型机械作业清除效率低下,圩堤水淹操作没有可行性,直接利用针对大面积互花米草的治理措施可操作性差,甚至完全不可以套用[5]。基于现实需求,在已经形成的互花米草治理及原位盐地碱蓬群落替换技术研究项目成果的基础上,开展了互花米草逸生斑块治理技术的探讨与示范应用。

1 实施地点

核心区中心路南潮水沟,该潮水沟宽度3~5m,与海水直接联通,东西长度约7km,由东向西(近海水—远离海水生境)的生境中自然形成了海水生境、咸淡水生境以及淡水生境,沟侧植物群落为互花米草群落、互花米草-盐地碱蓬混生、盐地碱蓬-芦苇混生、芦苇群落-其他植物混生等多种类型,互花米草远离海水方向在覆盖度、生长量等方面有明显的梯度特征。与在自然环境中的互花米草逸生斑块特征类似。

2 处理设计与方法

2.1 处理内容

比较试验设置12个处理区和1个未处理对照区,每个处理区面积50m2,不设重复。

处理1:开沟加刮挖加掩埋压实加覆盖土层25cm加种植土著植物(盐地碱蓬);处理2:刮挖加压实加覆盖浅土层5cm加覆塑料薄膜(3丝);处理3:刮挖加压实加覆盖浅土层5cm加覆塑料薄膜(30丝);处理4:刮挖加垄状堆埋加压实加覆黑色塑料薄膜(3丝);处理5:刮挖加垄状堆埋加压实加覆黑色塑料薄膜(30丝);处理6:刮挖加垄状堆埋加压实加覆除草布;处理7:刈割加清表加覆黑色塑料薄膜(3丝);处理8:刈割加清表加覆黑色塑料薄膜(30丝);处理9:刈割加清表加覆盖除草布;处理10:刈割加覆黑色塑料薄膜(3丝);处理11:刈割加覆黑色塑料薄膜(30丝);处理12:刈割加覆盖除草布;处理13:未处理。

2.2 实施方法

处理1,在沟渠青坎上,开挖1m深的沟,宽度依互花米草斑块同等宽度,刮挖沟渠边的互花米草,刮挖深度0.5m以上,将刮挖的互花米草植株与根土一起掩埋开挖的沟中,整平压实后覆土25cm以上,底层10cm压实。上层土壤轻疏后撒种盐地碱蓬种子。

处理2、处理3,机械刮挖沟渠边的互花米草,刮挖深0.5m以上,将刮挖的互花米草植株与根土一起原位压实整平后覆盖5cm以上浅土层,后用不同厚度黑色塑料薄膜覆盖,覆盖外围需要比堆埋互花米草发生区域外扩30~50cm,黑色塑料薄膜(处理2,3丝;处理3,30丝)用土覆盖压实,在薄膜周边用固定扦固定。

式中:yi,j表示新位置的植株,xi,j∈[aj,bj]表示Xi的第j条路径值,aj,bj分别为搜索空间的上边界值与下边界值,α是[0,1]的随机数。将种群按照适应度值优劣分为两类:

处理4、处理5、处理6,机械刮挖沟渠边的互花米草,刮挖深0.5m以上,将刮挖的互花米草植株与根土一起起垄堆积在沟渠堤上,整平压实后用不同厚度黑色塑料薄膜或者除草布覆盖(处理4,3丝;处理5,30丝;处理6,除草布),覆盖外围需要比堆埋互花米草发生区域外扩30~50cm。黑色塑料薄膜或者除草布用土覆盖压实,在周边用固定扦固定。

处理7、处理8、处理9,人工或者机械刈割互花米草,留茬高度不超过5cm,刈割后茎秆清出处理区域,用黑色塑料薄膜或者除草布(处理7,3丝;处理8,30丝;处理9,除草布)直接覆盖,覆盖外围需要比互花米草发生区域外扩30~50cm。在周边壅土压实,或者用扦固定。

处理10、处理11、处理12,人工或者机械刈割互花米草,留茬高度不超过5cm,刈割后茎秆摊铺在处理区域,用黑色塑料薄膜或者除草布(处理10,3丝;处理11,30丝;处理12,除草布)直接覆盖,覆盖外围需要比互花米草发生区域外扩30~50cm。在周边壅土压实,或者用扦固定。

2.3 调查内容与方法

现场查看样地治理效果,每个处理区随机5点取样,每点样方1m2,调查指标为互花米草存活和再生株数量、密度、单株生长量,计算控制效果;比较各种处理用工和材料成本,分析不同处理方法的经济性与可行性。

互花米草控制效果%=(每平方米未处理区互花米草株数-每平方米处理区互花米草株数)/每平方米未处理区互花米草株数×100%

2.4 数据处理与分析

利用Excel 2021绘制表格,运用统计学原理分析不同质控技术的成果及经济可行性。

3 结果与分析

3.1 不同处理方法控制互花米草效果分析

处理1中,互花米草基本不生长,盐地碱蓬生长良好,互花米草控制效果达100%,如表1所示。该结果说明,在开沟加刮挖加掩埋压实加覆盖土层25cm加盐地碱蓬的处理后,盐地碱蓬可以很好地抑制互花米草的生长。

表1 不同处理方法对互花米草生长状况的影响

处理2、处理3中,处理2存活18±4株,再生8±3株,该处理的互花米草密度为1±1株·m-2,单株生长量为21.16±7.37g,控制效果达99.49%。而处理3几乎无互花米草生长,相比而言,处理3较处理2对互花米草生长的抑制效果较好。该结果说明用覆塑料薄膜(30丝)比薄膜(3丝)对互花米草的生长抑制效果更好。

处理4、处理5、处理6中,处理4存活5±1株,再生2±1株,该处理的互花米草密度为1±1株·m-2,单株生长量为15.45±5.46g,控制效果达99.86%;处理6存活9±3株,再生3±2株,该处理的互花米草密度为1±2株·m-2,单株生长量为26.34±7.58g,控制效果达99.75%;而处理5几乎无互花米草生长,处理5较处理4、处理6对互花米草的生长的抑制效果较好。说明使用覆盖薄膜(3丝或30丝)对互花米草生长的抑制效果较好。

处理7、处理8、处理9中,处理7存活10±2株,再生4±2株,该处理的互花米草密度为1±2株·m-2,单株生长量为19.28±3.67g,控制效果达99.72%;处理9存活12±4株,再生6±2株,该处理的互花米草密度为1±2株·m-2,单株生长量为24.37±4.68g,控制效果达99.66%;而处理8几乎无互花米草生长,处理8较处理7、处理9对互花米草生长的抑制效果较好。该结果说明覆盖黑色塑料薄膜(30丝)比覆盖黑色塑料薄膜(3丝)、覆盖除草布对互花米草的生长抑制效果好。

处理10、处理11、处理12中,处理10存活25±6株,再生12±2株,该处理的互花米草密度为2±1株·m-2,单株生长量为28.57±3.61g,控制效果达99.29%;处理12存活32±9株,再生20±4株,该处理的互花米草密度为2±2株·m-2,单株生长量为31.41±1.56g,控制效果达99.09%;而处理11几乎无互花米草生长,处理11较处理10、处理12对互花米草生长的抑制效果较好。该结果说明覆盖黑色塑料薄膜(30丝)比覆盖黑色塑料薄膜(3丝)、覆盖除草布对互花米草的抑制效果更好。

3.2 不同处理方法投入成本比较

通过对不同处理方法的成本进行统计,发现控制效果达100%的处理分别是处理1、处理3、处理5、处理8、处理11。处理1的费用包括机械开沟200元,刮挖100元,掩埋100元,压实50元,覆土50元,盐地碱蓬种植20元,合计520元·100m-2。处理3的费用包括刮挖100元,掩埋50元,覆土30元,覆盖薄膜(30丝)280元,合计460元·100m-2。处理5的费用包括刮挖100元,起垄150元,压实50元,覆盖薄膜(30丝)280元,合计580元·100m-2。处理8的费用包括刈割40元,清表10元,覆盖薄膜(30丝)280元,合计330元·100m-2。处理11的费用刈割40元,覆盖薄膜(30丝)280元,合计320元·100m-2,如表2所示。其中,处理11(刈割加覆黑色塑料薄膜(30丝)的成本相对于其他方法成本较低。

表2 不同处理方法的投入成本

4 结果与讨论

通过各种处理方法对互花米草治理的效果比较,可发现互花米草治理影响与乱挖加压实、乱挖加垄状堆埋、刈割加清表或刈割这4种不同前期处理无关,与后续覆盖黑色塑料薄膜(30丝)、黑色塑料薄膜(3丝)、除草布有关。其中,覆盖黑色塑料薄膜(30丝)的不同处理都取得互花米草不错的治理效果,控制效果均达到100%。造成这种结果的原因可能是黑色塑料薄膜(30丝)较厚,处理后的互花米草无法穿刺,导致其无法光合作用而死亡。

另外,通过处理1开沟加刮挖加掩埋压实加覆盖土层25cm加种植土著植物(盐地碱蓬),该处理方法也能够取得100%控制效果。该方法是一种很好的生物替代方法,利用盐城湿地本土盐碱地植物——盐地碱蓬的栽种,替换被治理的互花米草。不仅可以原位替代,不会因土地空置而导致水土流失,而且还可以为恢复沿海湿地生态提供良好的保护。但与其他处理相比,该方法需要依靠大量的人力成本和盐地碱蓬植株,该方法成本较高,不太适宜。

通过不同处理方法的成本比较,处理11的成本较低,仅需刈割加覆黑色塑料薄膜(30丝)即可达到100%治理效果。可见,是否机械开沟、刮挖、掩埋、压实、覆土、起垄、清表均不会对治理互花米草控制有影响,上述处理与刈割都是达到前处理,而覆黑色塑料薄膜(30丝)才是最重要的处理。本文研究发现处理11的治理互花米草效果较佳(相比处理2、处理4、处理6、处理7、处理9、处理10、处理12),而且成本相对较低(相比处理1、处理3、处理5、处理8),是适合沿海滩涂沟渠堤岸小斑块互花米草治理的较适宜的方法。

通过本文研究,确定各处理方法对互花米草的治理能力,便于为以后治理沟渠岸堤的小斑块互花米草提供有效的措施。本研究内容为保护盐城湿地的生态环境提供基础建设条件,为促进湿地的恢复与当地物种的保护提供理论基础。与此同时,能够有效地补全不同环境条件下互花米草种群的入侵趋势和保护治理方法,为了解滨海湿地外来入侵物种互花米草在小斑块条件下有效治理提供基础数据,为应对环境地势变化、治理滨海湿地生态提供理论参考。

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