水生植物在人工湿地中的应用

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随着工业的不断发展,水污染的日益加剧,污水环境治理的问题成为了目前社会的焦点。人工湿地作为一种污水生物处理技术,因其具有独特的优势,而得到广泛的应用。其中,水生植物在这个过程中扮演了重要的角色。首先水生植物的应用达到了污水净化的目的,与此同时水生植物的景观营造也是人工湿地中的一道靓丽独特的风景线。因此科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。

1. 人工湿地概述

湿地,作为地球上具有多种功能的生态系统,可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物质,使潜在的污染物转化为资源,因而被誉为“地球之肾”。

人工湿地是在天然湿地的净化功能基础上,参与人为因素的一种由人工将砾石、砂、土壤、煤渣等介质按一定比例构成的底部封闭并有选择性的植入水生植物的污水处理系统。利用系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学、生物的三者协同作用,通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。

2. 水生植物概述

水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物,包括草本和木本植物。

目前国内通用的分类方法是把水生植物分为4类:

(1) 挺水植物 。 挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物。常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。

(2) 浮叶植物。 浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物。常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。

(3) 漂浮植物。 漂浮植物的根不生于泥中,植株部分漂浮于水面之上,部分悬浮于水里。如满江红、水鳖、浮萍等。

(4) 沉水植物。 沉水植物的整个植株全部没于水中,或仅有少许叶尖或花露于水面。如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。

3. 水生植物在人工湿地中的作用

3.1

水生植物的景观功能

水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉,它不仅可以观色、闻香、还能赏姿,并欣赏映照在水中的倒影,令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净,叶型如伞,大而美观。荷花淡雅清香,气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物,与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边,微风轻拂,哗哗作响,体现了动和静集合。

3.2 水生植物的生态功能

在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上:

(1) 直吸收利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒有害物质; 
(2) 为根区好氧微生物输送氧气; 
(3) 增强和维持介质的水力传输。

水生植物除了可以改善水质外,还具有维护物种多样性,改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。

4. 人工湿地对水生植物的选择

在对人工湿地水生植物选择时要根据不同的地区,不同的水质做出具体的分析后遵循一定的原则进行选择。

人工湿地中水生植物的选择原则:

(1) 植物要具有良好的生态适应能力和生态营建功能; 
(2) 耐污能力和抗寒能力强,对不同的污染物采用相应的植物种类; 
(3) 抗病虫害能力强; 
(4) 选择在本地适应性好的植物,最好是本地植物; 
(5) 根系发达,生物量大; 
(6) 植物的年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物; 
(7) 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁,具有生态安全性; 
(8) 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。

5. 水生植物在人工湿地中的配置

水生植物在人工湿地中的配置不仅仅要考虑到它的景观效果,同时还要考虑到它的生态效益,要形成生态良好的植物群落,才能真正的既达到污水处理的功效,又起到美化丰富水体景观,维护生物多样性的效果。

5.1 从景观功能角度配置水生植物

(1) 水域宽阔处的水生植物配置

此配置应以营造水生植物群落景观为主,主要考虑远观。植物配置注重整体大而连续的效果,主要以量取胜,给人一种壮观的视角感受。如荷花群落、睡莲群落、千屈菜群落或多种水生植物群落组合等。

(2) 水域面积较小处的水生植物配置

此配置主要考虑近观,更注重植物单体的效果,对植物的姿态、色彩、高度有更高的要求,运用手法细腻,注重水面的镜面作用,故水生植物配置时不宜过于拥挤,以免影响水中倒影及景观透视线。配置时水面上的浮叶及漂浮植物与挺水植物的比例要保持恰当,一般水生植物占水体面积的比例不宜超过1/3,否则易产生水体面积缩小的不良视角效果,更无倒影可言。水缘植物应间断种植,留出大小不同的缺口,以供游人亲水及隔岸观景

(3) 人工溪流的水生植物配置

人工溪流的宽度、深浅一般都比自然河流小,一眼即可见底,此类水体的宽窄、深浅是植物配置重点考虑的因素,一般应选择株高较低的水生植物与之协调,且体量不宜过大,种类不宜过多,只起点缀作用。

5.2 从生态功能角度配置水生植物

在人工湿地中配置水生植物,不能当作是在园林水景中配置,只把好看放在第一位,美观代替一切的设计是不正确的,否则结果往往会适得其反,导致蚊蝇滋生,水生植物生长失控,水体发黑发臭等负面效应出现。在设计时,一定要以人工湿地的水质处理作为设计依据,模拟自然湿地生物生态群落系统,形成由“挺水植物—浮叶植物—漂浮植物—沉水植物”优化组合的良好生态群落,防止单一种群的侵害,同时也抑制了低等藻类植物的水体富营养化。

可以采用人工湿地植物塘床系统,人工湿地塘床系统中的大型水生植物群落是人工湿地生态系统的骨架,起着支撑系统的作用,同时还发挥着净化、美化、绿化环境的作用。成都的活水公园便是一个成功的案例。

6. 存在的问题和建议

(1) 对水生植物的生态功能不能充分的发挥

许多植物种植设计过多地考虑园林美学的要求,忽视了生态系统的建立,一些污水净化效果好的漂浮植物和沉水植物应用较少。仅使用挺水植物和浮叶植物所建立的水体生态系统是非良性循环的。应在充分考虑景观的基础上,必须以建立稳定的生态系统平衡及物种的多样性为最终目标。

(2) 在水生植物的选择上不顾立地条件和实际情况,随意使用

在人工湿地的植物选择上,应采用谨慎的态度,因地制宜,选择适应本地区域的既具较高观赏价值又能净化水质的水生植物,尽可能营造出景观价值与生态意义俱佳的水景。

(3) 水生植物应用种类单调

我国水生观赏植物的种质资源极为丰富,但实际应用的植物种类还十分有限,许多具有较高观赏价值的水生植物没有得到应用.并且品种之间的搭配形式比较单调。

(4) 季相变化单调,冬季景观差

对季相变化的考虑较少,冬季常出现枯败的景象,一方面要运用各种手法培育耐寒的新品种,一方面考虑岸边湿生植物和陆地常绿植物的相互搭配,以弥补不足

7. 小结

在目前我国的水污染状况已经到了不能不治理的阶段,人工湿地,这种低成本,耗能少,又具有良好的景观效果的有效手段,从1998年成都活水公园开辟了先河以来如雨后春笋般不断的兴起。而水生植物作为在人工湿地中具有强大的净化功能的重要组成部分,已经凸现出了其广阔的市场前景。

参考文献

[1] 李志炎, 唐宇力, 杨在娟, 等. 人工湿地植物研究现状[J]. 浙江林业科技,2004,24(4):56一59. 
[2] 王建军. 人工湿地在污水处理中的应用初探[J]. 辽宁城乡环境科技,2004,(6):1-2. 
[3] 李洋, 周孝德, 苗得雨, 江和侦. 浅谈人工湿地污水处理技术, 水利科技与经济, 2007,13(1):55-57. 来源:谷腾水网

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