沧州渤海新区盐渍土改良及植被修复研究

钟为胜，肖 贺

（中电建路桥集团有限公司，北京 100000）

近年来，市场上的绿化基本能够满足景观功能的需要，但很少从生态学的角度来考虑生态保护和生态修复。一方面，片面追求绿化的“覆盖率”，对植物习性缺乏足够的了解，生物多样性考虑不足，乡土植物运用较少，植物群落的稳定性和抗逆性差，植被恢复完成1～2 年后出现大规模衰退现象；另一方面，生搬硬套园林式的设计手法，大量使用不合理的植物，背离生态建设“生态适应性、道路安全性、免人工养护”的目标。针对植物使用的合理性，本文以黄骅市苍南河岸强盐渍土为对象,进行了盐渍土植被修复技术构建研究，为渤海湾泥质海岸强盐渍土改良植被修复的适用性技术提供了技术参考。

1 植物种类筛选

为了保证快速见绿、改良盐渍土的同时实现，物种选择应遵守灌木为主乔灌草结合、乡土种为主种类繁多的原则进行。物种选择的关注点还有植物的耐盐、抗旱抗寒能力。复合配方种子在坡面表现效果可满足长于周围原生植被的生长周期，结合景观建植还可实现四季常绿的景观效果。

在渤海湾植物名录的基础上，根据实验筛选结果及工程经验，选取植物（见表1），并对乔木、灌木品种进行种子预处理方式研究，以期达到80%以上的发芽率及成活率，保证种子出苗整齐、健康。

表1 绿色防护植物群落物种筛选结果

对于乔木种子的处理采用以下方法：

1）为了防止种子染病腐败、幼苗病害，先采用3%的双氧水进行浸种24h；

2）将消毒后的种子冲洗干净后，按照《林木种子检验规程GB2772-1999》对植物种子进行浸种处理；

3）将处理好的种子播种并置于室温下，每日观察并记录发芽数。如图1-4 所示。

图1 种子发芽试验

图2 乔木种子发芽试验（从上至下依次为国槐、杜梨）

图3 灌木种子发芽试验

图4 草本种子发芽试验

2 智能监测与管养系统建植技术研究

结合室内发芽率试验结果，将处理好的种子与喷薄材料混合，利用水力喷播机进行建植。对于落叶乔木国槐和杜梨采用人工景观种植和机械建植的方式进行构建。

3 智能监测与管养系统

三分栽种、七分管养，初期及时到位的养护管理，才能保证植被长久护坡。绿化初期土壤蓄水保水能力差，植物生长初期对水分的要求较为严格，若不能保证水分，植被会很快枯死，因此需要实时掌握坡面土壤含水状况。

智能监测与管养系统通过高精度监测探头对土壤含水率和含盐量进行监测，实时自动采集边坡土壤含水率以及含盐量监测数据，掌握土壤的相对含水率以及含盐量情况，结合北斗高精度定位技术、物联网技术等，搭建大数据平台，对实时数据进行科学分析，如有土壤含盐量超过预警值，则向相关人员发出通知，采取适当的措施以减低含盐量；如土壤含水率已经达到预警值，可以通知相关人员进行灌溉补水。通过智能监测可为生态修复提供科学数据，借助监测数据进行预测并做出下一步决定，实现提高渤海湾泥质海岸盐碱土改良及生态修复的可能性。

3.1 系统组成

智能监测与管养系统由气象站、电磁阀、传感器、智能喷头、无线采集控制器和控制系统组成。

利用传感器、气象站及无线采集控制器采集空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、土壤含盐量、风向、风速、雨量、气压等气象数据，利用盐度传感器采集土壤含盐量，系统实时监测土壤墒情、含盐量及各种气象数据，出现异常情况自动报警；自动保存各类数据，将多种历史数据进行统计对比，分析预测未来土壤墒情、含盐量和气象变化；管理者可在控制系统内设置土壤湿度或土壤含盐量阈值，根据传感器和气象站提供的各类数据，系统地将数据进行分析对比，到达阈值时系统自动开启电磁阀，超出阈值即关闭电磁阀，可实现智能灌溉（例如：设置土壤湿度为40～60%，当传感器或气象站监测数据显示土壤湿度低于40%时，系统自动开启电磁阀，开始喷灌，当土壤温度到达60%时系统自动关闭电磁阀）；使用者还可以通过无线采集控制器接收和发送信息，无需人员到场，即可利用手机APP 远程控制电磁阀开关，实现智能喷灌。

3.2 数据采集与传输

分布式在线监测系统连接如图5 所示。

图5 分布式在线监测系统连接示意图

土壤含水率传感器和拉绳位移计配置专用的采集终端，采集终端采用LoRa 组网传输数据，设备将采集的土壤湿度数据和土壤含盐量定时定点发送给网关，网关将数据传输到云服务器平台，用户可以通过联网设备（如手机、IPAD 和笔记本电脑等）直接查看监测数据。采集设备采用高容量电池，在设定的采集上报机制下，电池至少可以工作两年。采集终端和网关的数据采用无线LoRa 传输，无线布线。

3.3 应用软件与数据分析

土壤湿度为了实现监测数据的远程查看和监测设备的远程控制功能，需要进行项目在线监测系统的研发，实现项目展示、数据查询、设备管理、预警管理和报表下载等功能。将监测系统的功能模块划分为主页展示、设备管理、数据管理、数据分析、预警管理和报表管理等。

1）主页展示。此功能模块实现项目概况信息的展示功能。包含以下主要内容：

系统内容展示：作为平台客户端的首页，其展示的主要内容包括项目工程简介，实时显示监测数据。

监测点位筛选展示和告警显示：方便用户重点展示关注监测点位的信息。

监测点位摘要信息显示：光标在监测布点位置上方时，小框提示监测点的摘要信息，并可进入监测点管理页面，从而实现进一步的管理功能。

预警历史列表显示：用于简要地展示历史预警信息，并链接到预警管理页面。

2）设备管理。此功能模块实现监测点的设备管理功能，包括监测点位置详情、设备简介、维护信息和预警详细信息等内容。

3）数据管理。此功能模块实现对数据的来源和数据算法模块的配置。方便系统使用多种数据来源，选择合适的算法，进而实现数据分析功能。

4）数据分析。此功能模块实现各个监测点位传感器的数据查询、数据对比、数据关联和报表管理功能。

5）预警管理。此功能模块实现预警信息的显示和处理，包括已处理预警信息和处理细节详情的显示，未处理预警信息和处理向导，预警阈值的设置，信息推送设置等功能。

6）报表管理。此功能模块实现按日/周/月/年的报表管理功能，提供报表的定制、生成和下载功能。

7）手机端界面。现场仪器安装完成后，通过网络终端将实时数据传输至处理平台，分析后进行展示，并对达到预警值的观测项进行报警通知，将问题及时向相关人员通报。

智能监测与管养系统可实现如下功能：

1）根据土壤墒情数据，实现智能灌溉，保证植物的正常生长；

2）通过PC 端或手机端控制电磁阀开关，实现远程控制浇水；

3）实时监测土壤墒情、气象数据，实现异常数据自动报警；

4）多种数据统计对比，实现对未来各类数据走向的预测分析。

系统优点如下：

1）远程终端控制+智能分析判断全面实现智能化灌溉；

2）实时监测，自动报警，全方位掌握土壤情况；

3）历史数据保存，预测分析，为管理者决策提供数据依据。

3.4 智能灌溉系统

泥质滩涂海岸浇水养护难度大，对于绿化及景观要求高、建设期无法满足植物成活周期的情况下，可以采用智能监测与灌溉系统，以提高种子成活率，保证绿化效果达到设计要求。