滄州渤海新區鹽漬土改良及植被修復研究

鐘為勝，肖 賀

（中電建路橋集團有限公司，北京 100000）

近年來，市場上的綠化基本能夠滿足景觀功能的需要，但很少從生態學的角度來考慮生態保護和生態修復。一方面，片面追求綠化的“覆蓋率”，對植物習性缺乏足夠的了解，生物多樣性考慮不足，鄉土植物運用較少，植物群落的穩定性和抗逆性差，植被恢復完成1～2 年后出現大規模衰退現象；另一方面，生搬硬套園林式的設計手法，大量使用不合理的植物，背離生態建設“生態適應性、道路安全性、免人工養護”的目標。針對植物使用的合理性，本文以黃驊市蒼南河岸強鹽漬土為對象,進行了鹽漬土植被修復技術構建研究，為渤海灣泥質海岸強鹽漬土改良植被修復的適用性技術提供了技術參考。

1 植物種類篩選

為了保證快速見綠、改良鹽漬土的同時實現，物種選擇應遵守灌木為主喬灌草結合、鄉土種為主種類繁多的原則進行。物種選擇的關注點還有植物的耐鹽、抗旱抗寒能力。復合配方種子在坡面表現效果可滿足長于周圍原生植被的生長周期，結合景觀建植還可實現四季常綠的景觀效果。

在渤海灣植物名錄的基礎上，根據實驗篩選結果及工程經驗，選取植物（見表1），并對喬木、灌木品種進行種子預處理方式研究，以期達到80%以上的發芽率及成活率，保證種子出苗整齊、健康。

表1 綠色防護植物群落物種篩選結果

對于喬木種子的處理采用以下方法：

1）為了防止種子染病腐敗、幼苗病害，先采用3%的雙氧水進行浸種24h；

2）將消毒后的種子沖洗干凈后，按照《林木種子檢驗規程GB2772-1999》對植物種子進行浸種處理；

3）將處理好的種子播種并置于室溫下，每日觀察并記錄發芽數。如圖1-4 所示。

圖1 種子發芽試驗

圖2 喬木種子發芽試驗（從上至下依次為國槐、杜梨）

圖3 灌木種子發芽試驗

圖4 草本種子發芽試驗

2 智能監測與管養系統建植技術研究

結合室內發芽率試驗結果，將處理好的種子與噴薄材料混合，利用水力噴播機進行建植。對于落葉喬木國槐和杜梨采用人工景觀種植和機械建植的方式進行構建。

3 智能監測與管養系統

三分栽種、七分管養，初期及時到位的養護管理，才能保證植被長久護坡。綠化初期土壤蓄水保水能力差，植物生長初期對水分的要求較為嚴格，若不能保證水分，植被會很快枯死，因此需要實時掌握坡面土壤含水狀況。

智能監測與管養系統通過高精度監測探頭對土壤含水率和含鹽量進行監測，實時自動采集邊坡土壤含水率以及含鹽量監測數據，掌握土壤的相對含水率以及含鹽量情況，結合北斗高精度定位技術、物聯網技術等，搭建大數據平臺，對實時數據進行科學分析，如有土壤含鹽量超過預警值，則向相關人員發出通知，采取適當的措施以減低含鹽量；如土壤含水率已經達到預警值，可以通知相關人員進行灌溉補水。通過智能監測可為生態修復提供科學數據，借助監測數據進行預測并做出下一步決定，實現提高渤海灣泥質海岸鹽堿土改良及生態修復的可能性。

3.1 系統組成

智能監測與管養系統由氣象站、電磁閥、傳感器、智能噴頭、無線采集控制器和控制系統組成。

利用傳感器、氣象站及無線采集控制器采集空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、土壤含鹽量、風向、風速、雨量、氣壓等氣象數據，利用鹽度傳感器采集土壤含鹽量，系統實時監測土壤墑情、含鹽量及各種氣象數據，出現異常情況自動報警；自動保存各類數據，將多種歷史數據進行統計對比，分析預測未來土壤墑情、含鹽量和氣象變化；管理者可在控制系統內設置土壤濕度或土壤含鹽量閾值，根據傳感器和氣象站提供的各類數據，系統地將數據進行分析對比，到達閾值時系統自動開啟電磁閥，超出閾值即關閉電磁閥，可實現智能灌溉（例如：設置土壤濕度為40～60%，當傳感器或氣象站監測數據顯示土壤濕度低于40%時，系統自動開啟電磁閥，開始噴灌，當土壤溫度到達60%時系統自動關閉電磁閥）；使用者還可以通過無線采集控制器接收和發送信息，無需人員到場，即可利用手機APP 遠程控制電磁閥開關，實現智能噴灌。

3.2 數據采集與傳輸

分布式在線監測系統連接如圖5 所示。

圖5 分布式在線監測系統連接示意圖

土壤含水率傳感器和拉繩位移計配置專用的采集終端，采集終端采用LoRa 組網傳輸數據，設備將采集的土壤濕度數據和土壤含鹽量定時定點發送給網關，網關將數據傳輸到云服務器平臺，用戶可以通過聯網設備（如手機、IPAD 和筆記本電腦等）直接查看監測數據。采集設備采用高容量電池，在設定的采集上報機制下，電池至少可以工作兩年。采集終端和網關的數據采用無線LoRa 傳輸，無線布線。

3.3 應用軟件與數據分析

土壤濕度為了實現監測數據的遠程查看和監測設備的遠程控制功能，需要進行項目在線監測系統的研發，實現項目展示、數據查詢、設備管理、預警管理和報表下載等功能。將監測系統的功能模塊劃分為主頁展示、設備管理、數據管理、數據分析、預警管理和報表管理等。

1）主頁展示。此功能模塊實現項目概況信息的展示功能。包含以下主要內容：

系統內容展示：作為平臺客戶端的首頁，其展示的主要內容包括項目工程簡介，實時顯示監測數據。

監測點位篩選展示和告警顯示：方便用戶重點展示關注監測點位的信息。

監測點位摘要信息顯示：光標在監測布點位置上方時，小框提示監測點的摘要信息，并可進入監測點管理頁面，從而實現進一步的管理功能。

預警歷史列表顯示：用于簡要地展示歷史預警信息，并鏈接到預警管理頁面。

2）設備管理。此功能模塊實現監測點的設備管理功能，包括監測點位置詳情、設備簡介、維護信息和預警詳細信息等內容。

3）數據管理。此功能模塊實現對數據的來源和數據算法模塊的配置。方便系統使用多種數據來源，選擇合適的算法，進而實現數據分析功能。

4）數據分析。此功能模塊實現各個監測點位傳感器的數據查詢、數據對比、數據關聯和報表管理功能。

5）預警管理。此功能模塊實現預警信息的顯示和處理，包括已處理預警信息和處理細節詳情的顯示，未處理預警信息和處理向導，預警閾值的設置，信息推送設置等功能。

6）報表管理。此功能模塊實現按日/周/月/年的報表管理功能，提供報表的定制、生成和下載功能。

7）手機端界面?，F場儀器安裝完成后，通過網絡終端將實時數據傳輸至處理平臺，分析后進行展示，并對達到預警值的觀測項進行報警通知，將問題及時向相關人員通報。

智能監測與管養系統可實現如下功能：

1）根據土壤墑情數據，實現智能灌溉，保證植物的正常生長；

2）通過PC 端或手機端控制電磁閥開關，實現遠程控制澆水；

3）實時監測土壤墑情、氣象數據，實現異常數據自動報警；

4）多種數據統計對比，實現對未來各類數據走向的預測分析。

系統優點如下：

1）遠程終端控制+智能分析判斷全面實現智能化灌溉；

2）實時監測，自動報警，全方位掌握土壤情況；

3）歷史數據保存，預測分析，為管理者決策提供數據依據。

3.4 智能灌溉系統

泥質灘涂海岸澆水養護難度大，對于綠化及景觀要求高、建設期無法滿足植物成活周期的情況下，可以采用智能監測與灌溉系統，以提高種子成活率，保證綠化效果達到設計要求。