谢宗琳 ，熊静 ，吴淑邦 ，胡杰龙 ，钱小香 ，蔡永富 ，辛琨

（1.海南师范大学生命科学学院，海南海口 571158；2.海口湿地保护管理中心，海南海口 570135；3.海南省林业科学研究所,海南海口 571100；4.海口市林业局，海南海口 570135）

人工湿地近年来被广泛应用于生活污水、农业废水、垃圾渗滤液净化处理等方面[1]。人工湿地通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据人们的需要人为设计与建造湿地生态系统[2]。人工湿地将污水处理和环境生态有机地结合起来，在有效处理污水的同时也美化了环境，创造了生态景观，带来了环境效益和经济效益[3]。人工湿地以其独特的优势越来越受到人们的关注和重视[4]。湿地植物是发挥人工湿地净化功能的主体，通过吸收水体中过量的N、P获得植物生长所需的养分，从而减少水体中的污染物含量，发挥湿地的净化功能[5]。除了净化功能外，人工湿地同时兼顾美学功能以及生物多样性保持功能等其他生态功能[6]。在构建人工湿地中，湿生植物和水生植物是构建人工湿地常选用的植物类型[7]。

城市湿地公园的研究是近年来备受关注的一个新领域[8]。湿地公园以水为主体，通过种植水生植物构建人工湿地，在植物配置方面，需要兼顾湿地的美学功能与生态功能，营造具有净化功能且赏心悦目的城市公园景观，因此有必要在城市湿地公园人工湿地植物配置方面展开更深入探讨[9]。

1 海口美舍河凤翔湿地公园概况

美舍河位于海口市中心区东部，全长23.86km，流域面积为52.95km2，发源于海口市南部羊山地区，呈圆弧状流经永兴、城西、府城、白龙等4个乡镇及街道。最终经海甸溪入海口湾。凤翔湿地公园位于美舍河中游，距离入海口10.18km，地理位置为19°58′ 53.74″ N，110° 21′ 6.59″ E， 占 地 面 积78.5hm2,其中人工湿地占地面积1.4hm2，水源为美舍河凤翔段,水质介于Ⅲ-Ⅳ类水体之间。

2 人工湿地植物配置

2.1 人工湿地植物种类组成

根据地形特点，凤翔湿地公园人工湿地在植物搭配上，选择了水生植物和湿生植物两大类，其中水生植物包括挺水植物、浮水植物和沉水植物。具体如表1所示：

根据植物多样性计算公式，海口美舍河凤翔湿地公园人工湿地植物shannon指数为3.232、simpson优势度指数为 0.091、pielou指数为0.973。说明湿地公园物种多样较高，植物空间配置均匀，空间分布合理。

2.2 人工湿地植物空间布局

凤翔湿地公园人工湿地采用透水火山岩材料搭建湿地植物种植池，从河道逐级向上建成8层梯田；从美舍河收集的污水，通过泵站将污水送到湿地梯田最高端，然后自上而下流经湿地梯田各个阶梯。结合植物对水环境的不同要求，按照适应性原则在各阶梯种植不同植物类型；植物在生长的过程中，通过吸收水体中的养分降低污水中的N、P、COD等指标，从而对污水起到净化的作用。

下图为美舍河凤翔湿地公园人工湿地植物配置的示意图。

图1 海口美舍河凤翔湿地公园人工湿地植物配置空间分布Fig.1 Sketch map of plants deployment in constructed wetlands of Haikou Meishe River Fengxiang Wetland Park

3 凤翔湿地公园人工湿地净化功能分析

美舍河污水主要为生活污水，因此主要污染物为N、P等营养元素。湿地的净化功能主要体现在对水体中N、P等元素的吸收，可以通过植物吸收量进行计算，也可以通过水体的净化率进行计算。该文采用2种方法进行估算：

3.1 根据植物生长量进行计算

研究显示[10]，挺水植物在生长过程中吸收2200kg N/(hm2·a),250kg P/(hm2·a),浮水植物营养盐吸收能力约 2000kg N/(hm·2a) 和350kg P/(hm·2a),沉水植物为700kg N/(hm·2a)和100kg P/(hm·2a)，结合美舍河凤翔湿地公园人工湿地不同植物的面积比例，可以计算出人工湿地每年吸收N、P的数量。

表2 海口美舍河凤翔湿地公园人工湿地植物N、P吸收总量Tab.2 Total absorption of N、P by wetlands plants in constructed wetlands of Haikou Meishe River Fengxiang Wetland Park

计算结果显示，美舍河凤翔湿地公园人工湿地每年吸收N的总量为3252kg，每年吸收P的总量为570kg。

3.2 根据净化率进行计算

3.2.1 人工湿地蓄水总量

凤翔湿地公园人工湿地采用美舍河收集的污水进行灌溉，种植池土层平均厚度为30cm,湿地土壤可以看作水分饱和的土壤，即水分含量达到田间持水量上限，土壤为粉砂质土，土壤孔隙度55%，凤翔湿地公园人工湿地土壤持续水量为：

水生植物种植池平均水深为40cm，各池共需水量为：

湿地蓄水量为上述两部分之和，即5510m3。

3.2.2 人工湿地灌溉用水的水质状况

根据海口市环境保护监测站对美舍河凤翔段水质监测结果显示，2018年美舍河凤翔段除在2月为Ⅲ类水质，1月为Ⅳ类水质，其他时间段水质为Ⅴ类水，这里取2018年1～12月全年的平均值[11]进行计算美舍河凤翔段NH4+-N和TP含量，分别为1.49mg/L和 0.13mg/L。

3.2.3 不同类型植物对NH4+-N和TP的去除率分析

根据胡彦春等人研究显示[12]，狐尾藻对N的去除率可以达到28.6%，对TP的去除率可达到52.13%；蔡佩英等人的研究显示[13]，在浓度较低的情况下，美人蕉对氨氮和总磷的去除率为42.19%和60.48%、风车草对氨氮和总磷的去除率为27.00%和54.47%、凤眼莲植物对氨氮和总磷的去除率为34.6%和70.10%，根据上述研究结果进行计算：

表3 海口美舍河凤翔湿地公园人工湿地植物N、P净化率及净化总量Tab.3 Purifying rate and capacity of N、P by wetlands plants in constructed wetlands of Haikou Meishe River Fengxiang Wetland Park

4 其他生态功能

4.1 美学功能

连片种植的湿地植物形成壮丽的植物群落景观，植物色彩搭配呈现出不一样的景观效果。大面积的水域结合绿油油的植物，使得绿色成为凤翔湿地公园人工湿地最大的基调，红色系列的睡莲和水生美人蕉则是最引人注目的色调，此外还有黄色的纸莎草，紫色的翠芦莉和睡莲，绿白相间的花叶芦竹等，丰富了湿地景观的色彩，提升了湿地的美学价值。

4.2 生物多样性功能

人工湿地增加和改善了栖息环境，不仅具有较高的植物多样性，良好的湿地环境也使得湿地公园范围内鸟类种类和数量明显增加，常见的鸟类包括鹭类、秧鸡类，以及白头鹎等林鸟；鱼类组成中高体鳑鲏和罗非鱼占优势。

5 结论与讨论

（1）合理的湿地植物和水生植物搭配，赋予人工湿地以净化功能，对两个估算结果进行比较可以看出，根据净化率进行计算得到的结果远远小于根据生长量计算的结果（通常水体中NH4+-N约占总氮40～50%），分析其主要原因与植物在生长过程中不断有有机质归还到水体中，而这部分在估算中是没有考虑的，因此导致第一种估算方法得到的值偏大。

（2）人工湿地不仅要考虑其净化功能，也要考虑其适宜性、美学以及其他生态功能。翠芦莉与睡莲种植在一块的板块，会发现很多睡莲死亡；鸟蕉长得过高过密，影响美观；水生美人蕉进行修剪后没有及时移除，下面出现腐烂的枝体，不仅影响美观，也影响湿地的净化功能发挥。

（3）建议对于睡莲死亡区域加速补植，避免水中由于植物残体残留，导致水体富营养化和水藻爆发；对生长过快的鸟蕉进行适当的修剪，并将修剪下的枝叶带出湿地；对于水中腐烂的枝体随时处理，呼吁来游玩的每个人参与到凤翔湿地公园环境保护的行动中来。