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    水生植物在人工濕地中的應用

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2010-4-30 11:50:10

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    隨著(zhù)工業(yè)的不斷發(fā)展,水污染的日益加劇,污水環(huán)境治理的問(wèn)題成為了目前社會(huì )的焦點(diǎn)。人工濕地作為一種污水生物處理技術(shù),因其具有獨特的優(yōu)勢,而得到廣泛的應用。其中,水生植物在這個(gè)過(guò)程中扮演了重要的角色。首先水生植物的應用達到了污水凈化的目的,與此同時(shí)水生植物的景觀(guān)營(yíng)造也是人工濕地中的一道靚麗獨特的風(fēng)景線(xiàn)。因此科學(xué)的選擇和配置水生植物對人工濕地系統和景觀(guān)的營(yíng)建具有極其重要的意義。

    1. 人工濕地概述

    濕地,作為地球上具有多種功能的生態(tài)系統,可以沉淀、排除、吸收和降解有毒物質(zhì),使潛在的污染物轉化為資源,因而被譽(yù)為“地球之腎”。

    人工濕地是在天然濕地的凈化功能基礎上,參與人為因素的一種由人工將礫石、砂、土壤、煤渣等介質(zhì)按一定比例構成的底部封閉并有選擇性的植入水生植物的污水處理系統。利用系統中基質(zhì)一水生植物一微生物的物理、化學(xué)、生物的三者協(xié)同作用,通過(guò)基質(zhì)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來(lái)實(shí)現對污水的高效凈化。

    2. 水生植物概述

    水生植物是指生長(cháng)在水體、沼澤地的植物,包括草本和木本植物。

    目前國內通用的分類(lèi)方法是把水生植物分為4類(lèi):

    (1) 挺水植物 。 挺水植物是指莖葉挺出水面的水生植物。常見(jiàn)的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黃菖蒲、燕子花、慈姑、蘆葦、燈心草、蒲葦等。

    (2) 浮葉植物。 浮葉植物是指葉片浮在水面的水生植物。常見(jiàn)的有鳳眼蓮、王蓮、睡蓮、萍蓬草、芡實(shí)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,部分懸浮于水里。如滿(mǎn)江紅、水鱉、浮萍等。

    (4) 沉水植物。 沉水植物的整個(gè)植株全部沒(méi)于水中,或僅有少許葉尖或花露于水面。如金魚(yú)藻、菹草、苦草、黑藻等。

    3. 水生植物在人工濕地中的作用

    3.1 水生植物的景觀(guān)功能

    水生植物能夠給人一種清新、舒暢的感覺(jué),它不僅可以觀(guān)色、聞香、還能賞姿,并欣賞映照在水中的倒影,令人浮想聯(lián)翩。荷葉青翠而潔凈,葉型如傘,大而美觀(guān)。荷花淡雅清香,氣質(zhì)高貴。菖蒲是常綠水生觀(guān)葉植物,與碎石相配以增加景觀(guān)效果。蘆葦叢植于水邊,微風(fēng)輕拂,嘩嘩作響,體現了動(dòng)和靜集合。

    3.2 水生植物的生態(tài)功能

    在人工濕地中水生植物的生態(tài)功能主要體現在對水質(zhì)的凈化功能上:

    (1) 直吸收利用污水中可利用態(tài)的營(yíng)養物質(zhì),吸附和富集重金屬和一些有毒有害物質(zhì); 
    (2) 為根區好氧微生物輸送氧氣; 
    (3) 增強和維持介質(zhì)的水力傳輸。

    水生植物除了可以改善水質(zhì)外,還具有維護物種多樣性,改善氣候、凈化空氣、改善土壤等生態(tài)功能。

    4. 人工濕地對水生植物的選擇

    在對人工濕地水生植物選擇時(shí)要根據不同的地區,不同的水質(zhì)做出具體的分析后遵循一定的原則進(jìn)行選擇。

    人工濕地中水生植物的選擇原則:

    (1) 植物要具有良好的生態(tài)適應能力和生態(tài)營(yíng)建功能; 
    (2) 耐污能力和抗寒能力強,對不同的污染物采用相應的植物種類(lèi); 
    (3) 抗病蟲(chóng)害能力強; 
    (4) 選擇在本地適應性好的植物,最好是本地植物; 
    (5) 根系發(fā)達,生物量大; 
    (6) 植物的年生長(cháng)期長(cháng),最好是冬季半枯萎或常綠植物; 
    (7) 所選擇的植物將不對當地的生態(tài)環(huán)境構成隱患或威脅,具有生態(tài)安全性; 
    (8) 具有一定的經(jīng)濟效益、文化價(jià)值、景觀(guān)效益和綜合利用價(jià)值。

    5. 水生植物在人工濕地中的配置

    水生植物在人工濕地中的配置不僅僅要考慮到它的景觀(guān)效果,同時(shí)還要考慮到它的生態(tài)效益,要形成生態(tài)良好的植物群落,才能真正的既達到污水處理的功效,又起到美化豐富水體景觀(guān),維護生物多樣性的效果。

    5.1 從景觀(guān)功能角度配置水生植物

    (1) 水域寬闊處的水生植物配置

    此配置應以營(yíng)造水生植物群落景觀(guān)為主,主要考慮遠觀(guān)。植物配置注重整體大而連續的效果,主要以量取勝,給人一種壯觀(guān)的視角感受。如荷花群落、睡蓮群落、千屈菜群落或多種水生植物群落組合等。

    (2) 水域面積較小處的水生植物配置

    此配置主要考慮近觀(guān),更注重植物單體的效果,對植物的姿態(tài)、色彩、高度有更高的要求,運用手法細膩,注重水面的鏡面作用,故水生植物配置時(shí)不宜過(guò)于擁擠,以免影響水中倒影及景觀(guān)透視線(xiàn)。配置時(shí)水面上的浮葉及漂浮植物與挺水植物的比例要保持恰當,一般水生植物占水體面積的比例不宜超過(guò)1/3,否則易產(chǎn)生水體面積縮小的不良視角效果,更無(wú)倒影可言。水緣植物應間斷種植,留出大小不同的缺口,以供游人親水及隔岸觀(guān)景

    (3) 人工溪流的水生植物配置

    人工溪流的寬度、深淺一般都比自然河流小,一眼即可見(jiàn)底,此類(lèi)水體的寬窄、深淺是植物配置重點(diǎn)考慮的因素,一般應選擇株高較低的水生植物與之協(xié)調,且體量不宜過(guò)大,種類(lèi)不宜過(guò)多,只起點(diǎn)綴作用。

    5.2 從生態(tài)功能角度配置水生植物

    在人工濕地中配置水生植物,不能當作是在園林水景中配置,只把好看放在第一位,美觀(guān)代替一切的設計是不正確的,否則結果往往會(huì )適得其反,導致蚊蠅滋生,水生植物生長(cháng)失控,水體發(fā)黑發(fā)臭等負面效應出現。在設計時(shí),一定要以人工濕地的水質(zhì)處理作為設計依據,模擬自然濕地生物生態(tài)群落系統,形成由“挺水植物—浮葉植物—漂浮植物—沉水植物”優(yōu)化組合的良好生態(tài)群落,防止單一種群的侵害,同時(shí)也抑制了低等藻類(lèi)植物的水體富營(yíng)養化。

    可以采用人工濕地植物塘床系統,人工濕地塘床系統中的大型水生植物群落是人工濕地生態(tài)系統的骨架,起著(zhù)支撐系統的作用,同時(shí)還發(fā)揮著(zhù)凈化、美化、綠化環(huán)境的作用。成都的活水公園便是一個(gè)成功的案例。

    6. 存在的問(wèn)題和建議

    (1) 對水生植物的生態(tài)功能不能充分的發(fā)揮

    許多植物種植設計過(guò)多地考慮園林美學(xué)的要求,忽視了生態(tài)系統的建立,一些污水凈化效果好的漂浮植物和沉水植物應用較少。僅使用挺水植物和浮葉植物所建立的水體生態(tài)系統是非良性循環(huán)的。應在充分考慮景觀(guān)的基礎上,必須以建立穩定的生態(tài)系統平衡及物種的多樣性為最終目標。

    (2) 在水生植物的選擇上不顧立地條件和實(shí)際情況,隨意使用

    在人工濕地的植物選擇上,應采用謹慎的態(tài)度,因地制宜,選擇適應本地區域的既具較高觀(guān)賞價(jià)值又能凈化水質(zhì)的水生植物,盡可能營(yíng)造出景觀(guān)價(jià)值與生態(tài)意義俱佳的水景。

    (3) 水生植物應用種類(lèi)單調

    我國水生觀(guān)賞植物的種質(zhì)資源極為豐富,但實(shí)際應用的植物種類(lèi)還十分有限,許多具有較高觀(guān)賞價(jià)值的水生植物沒(méi)有得到應用.并且品種之間的搭配形式比較單調。

    (4) 季相變化單調,冬季景觀(guān)差

    對季相變化的考慮較少,冬季常出現枯敗的景象,一方面要運用各種手法培育耐寒的新品種,一方面考慮岸邊濕生植物和陸地常綠植物的相互搭配,以彌補不足。

    7. 小結

    在目前我國的水污染狀況已經(jīng)到了不能不治理的階段,人工濕地,這種低成本,耗能少,又具有良好的景觀(guān)效果的有效手段,從1998年成都活水公園開(kāi)辟了先河以來(lái)如雨后春筍般不斷的興起。而水生植物作為在人工濕地中具有強大的凈化功能的重要組成部分,已經(jīng)凸現出了其廣闊的市場(chǎng)前景。

    參考文獻

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