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水生植物在水生态环境修复中应用研究

2020-01-07孙威

花卉 2020年4期
关键词:水位水体品种

孙威

(南京珍珠泉园林建设有限公司 江苏南京 211800)

1 水生植物品种的功能性

1.1 水生植物品种的多样性

我们知道水生植物的资源非常丰富,品种众多,从沉没水下开展逐渐过渡到陆地上生长,由低到高层次逐步丰富。除此之外水生植物的植株形态以及叶、花都各有特色,观赏性特别强,不但能够促使我们居住的城市生物多样性,更能够为我们城市公共空间中景观建设增加不少情趣和特色内容。

1.2 水生植物的观赏功能

在生活中,水生植物给水岸带增添了很多美丽的景色,是人们室外休憩、游玩的理想场所。除此之外,水系沿岸地域,空气清新,阳光充足,离开城市的喧扰与污染,是工作之余的现代人渴求的休息静养佳地。河岸戏水方便,园路蜿蜒,也是野外活动的好去处。国内特色景区、景点众多,像浙江著名景区西湖边的风荷曲院、佛山三水的荷花世界等就以大片的荷花吸引世界各地游客,常熟的芦苇荡风景区以其历史人文以及自然乡土景观取胜。当下,生态修复的环保理念日益为各地各级政府重视,各处营造的人工湿地除了具有生态功能外,也成了良好的旅游和科普场所。

1.3 水生植物的生态功能介绍

水生植物是湿地生态系统的重点构造因素,水生植物具备水中造氧、磷循环、降解溶解氧、阻断浮游藻类繁殖、削弱地下水富营养化、提升地下水自净能力的重要基本功能,另一方面还能够为水动植物提供栖息生活环境以及食材源,维持了水岸生境多样性。

1.3.1 维护城市湿地生物多样性功能

水生植物给鱼类、鸟类等动物保障了良好的生存环境,鱼儿在水生植物生长的水体中更易寻食,不少动物都擅长在长出水面的植物枝干上“安营扎寨”。在春、夏季植物生长繁茂的季节中,水生植物还哺养了水中动植物,促进水鸟繁殖进程。同时在寒冷的冬季挺立着密密麻麻的芦苇荡,更是为鸟儿营造了避风挡雨的好环境。水生植物群落为野生动物提供栖居地,正是因为这些水生动植物的存在,使得水系逐步恢复成带有生态多样性的水生态环境。

1.3.2 水生植物中的生态修复功能

水生植物在光的作用下,吸收空气中的含碳气体、放出氧气,达到改善水体品质以及吸收水中许多污染物的效果。

水生植物对于水源有更强的净化基本功能,可以有效降低水体富营养化。近年来,对于各种水生植物的清除氮素效果的对比硏究很多,其中凤眼莲、大藻、狐尾藻、慈姑、野花、茭白、香蒲、菱、水龙等等,可将水中大量的磷及氮固定在水生植物体内,进而达到减少水中营养盐的实际效果。如;水葱对水中的酚类物质有着改善功能;芦苇能克服水中的悬浮物质。

沉在水中的植物还可以促使水中悬浮体、污染物的沉淀和分离,以及通过吸取等系列物化作用减低水中盐的营养成分,继而抑制藻类水生植物的生长。从而控制了底泥的再污染,提升水体的清澈度,让湖泊生态系统处在良性循环之中,湖区空气质量得以净化,水体办事效率得以提升。

综上所述,在水环境治理,水生态恢复功能方面,水生植物带来了明显的效果;在美化水体景观保持水系生态平衡方面,水生植物也彰显了一定的美化城市的效用。

2 水生植物在水生态环境修复中的应用

目前,我国许多水体重存在营养物质过多现象,加上农业生产的肥料和化工产品的使用影响,尤其是城郊地带的水系水体污染十分严重,大量的水质净化问题需要解决;城市内河水质污染更为严重,硬质化护岸(坡)现象到处都是。目前国内一些经济发达的大城市现已陆续启动重新构建或修复城市水体生态环境的系统工程,还收获到了良好的效果。

近年来,西方国家中高度重视生态环境维护,通过应用生态手段,对一些过于人工化的河段、水系展开恢复自然改造、治理。即是依据自然形成的要求,恢复自然生态。通过护坡生态化和水体景观化等技术手段,提升绿地的综合环境效能以及景观效果,实现为动植物提供生存条件的目标。

2.1 人工湿地技术

人工湿地是1970 年后发展起来的一种废水处理方式,通过模拟自然浅滩的结构和功能,挑选一定的地理位置和气候,依照人类的生活环境的需求营造湿地。水生植物的种植是人工湿地工程的重要内容,在湿地生态修复系统中作用明显。集中体现为:水生植物的根能吸取、水中过剩的营养物质并分解出氧气,控制有害藻类的繁殖,避免底泥富余营养物质向水中的再挥发,有助于城市水体的生物学均衡等等。湿地水生植物选用时需因地制宜,综合水生植物的下列特点:耐水、根茎茂盛、非一年生、不怕寒冷、能充分吸取钾、磷元素兼顾景观效果以及成本低、应尽可能选用当地品种。目前,常用的有观赏荷花、黄花鸢尾、美人蕉、纸莎草、灯芯草。

2.2 植物浮岛技术

植物浮岛主要应是利用无土栽培技术手段,采取现代农艺和生态建设项目保护措施综合集成的湖面没有土栽植植物。通过扎在水中的植株吸取大量的含有磷、氮等元素成分的物质,对于水系污染物起到分解的作用;水生植物的根茎以及浮床和基质在吸附悬浮物的同时都为水中微生物保证了生长的空间需求,兼能美化河流环境景观。

2.3 营造水底草坪的技术运用

水底草坪技术是通过培育长势良好的水下植物,构建水下森林来净化城市水体,是水生态修补主要技术之一。这些水下植物能汲取水系中哪些营养物质,抑制不利于生态修复的藻类繁殖,实现水体清澈和溶氧含氧目的,为水中各类生物提供适宜的生长环境,常用的水生植物有苦草、金鱼藻、黑藻和光叶眼子菜及狐尾藻。

3 水生植物在生态修复工程中的选择原则

3.1 选用根茎茂密、须系繁盛、抗污染的水生植物,应是首要准则

植物的根、根茎、叶在植物生长过程中是相互关联的,只有根深才能叶茂。水生植物的茎叶应高大繁盛,须系不但应粗壮密集也应深入基质内部,这样才能吸取更多营养成分来使用生长,也有助于一些营养物质的传递、代换,保证根系形成更好的微生物活动环境。

3.2 选择具有区域环境适应能力的水生植物

不同水生植物适应的温度、水位、湿度等等前提不同,因而必须抉择适应工程项目区域环境现状及的水生植物。尽可能使用属地的水生植物类别,这样利于作物的良好生长,建立一个稳定的生态系统。通常状况之下可以遵照以下准则:

(1)深水区:指水深保持在1m 以上,比水体清澈应以沉没在水下的水生植物为主;或配置人工构建的生态型漂浮体。

(2)一般深水区:常年水位0.3~1m 的区域间,以观赏荷花、睡莲为主。

(3)浅水区:长年水位0.3m 以内,是挺空气树木的主要生长区域间,基本水生植物都可采用。

(4)水陆更替区:指水位更替过程中涉及的水位交叉覆盖地方,应该配备一些适应无水也能生长的水生植物。

(5)潜流人工湿地:水位通常在基质之下10~20cm 位置,结合众多实水位时常不稳定的情形,应充分考虑湿地的长期水位客观因素,选取合适水位变化的类别。

3.3 选择便于后期管理的植物品种

水生植物在城市水体中的应用,不仅应考虑成活率需要,更应考虑后期管养方便,以更好地契合设计意图、更少的资金投入以及更低的保护费用为宜。

所选的水生种植物的生长特点关系到水生植物后期的养护工程量。尽量少选择哪些具有攀援茎或缠绕茎的以及不会主动播植的水生植物种类,这样能减少管理与养护的工作量。那些能够自然生长的品种才好护理。另外还要顾及河道的环境特点和环境景观需求选用水生植物,比如风口,应选择低矮、粗壮等抗风能力强的植物品种。例如水葱对于环境适应力弱,但其茎秆易折断,抗病性太密或是遇雨雪易倒伏,在设计中应留意。

3.4 应根据不同季节的选择品种相互搭配的水生植物

不同的水生植物种类能给河道地下水带去不同的净化实际效果及景观设计色彩,春夏秋冬四季中水生植物种类的搭配应合理,保持水系绿色生态修补实际效果及景观的感人色彩。

3.5 选择种植水生植物的品种应考虑生态平衡的需求

不同植物品种间的搭配问题,是影响城市水生态系统能否成功打造和稳定地运行的主要因素。依照环境前提和水生植物自身前提展开作物的挑选和份额搭配,在时空上做好选用品种的设计,对于湿度、营养物质及空间形成资源良性的竞争优势,促使整个生态系统高效运转,充分发挥水生植物种类之间的互交叉点缀。可以考虑飘浮植物和挺水植物作为主导品种的选择设计,为水下植物的生长培育做好准备。一些客地引进的植物往往会破坏区域生态平衡,需要谨慎用。例如凤眼莲、喜旱莲子草等等。

4 水生植物在水生态环境修复工程中的施工要点

4.1 施工过程中要关注水生植物的水位问题

不同类别的水生植物能顺应的水位高低也不同,生植物能否成活受水位的影响也很大。这就要求,施工者对水生植物的属性充分了解,按作物的适应力以及设计的要求展开施工,保证水位的高低满足植物生长的要求。通常露出水体的植物水深范围为40cm 左右;浮叶植物适宜水深在20~100cm 左右;漂浮植物对水深要求可以忽略;沉水植物在30~200cm 左右控制为好。

4.2 植物的底质施工要重视

底质对于水生植物主要有两个作用:①固着或是担负根系幼苗;②作为载体确保植物生长。水生植物是否在基床上栽植牢固,否则应该考虑其它措施辅以加固。另一方面,不同品种对给养的吸收有不同,基床养分过低或过高都影响水生植物的生长,进行植物品种的甄选时应进行权衡,选择恰当的植物。通常来讲:迎风口水边的底泥容易被掏空,不利于水生植物的种植。在人工浮床的应用中,水生植物的生长直接与水接触,此时需要顾及的关键问题:①浮床应当牢固结实;②应按照种植区域环境的水质,挑选恰当种类的种植物。

4.3 风浪及水流速度问题

在工程项目实践中,水流速度需要人工浮床有一定的适应要求;因为风浪较大,人工浮床不宜直接布设的状况,应考虑采取平浪稳流的相关设施。

4.4 食草性鱼类问题

草食性鱼类将严重影响沉水植物的生长。应该了解水系中食草性鱼类的数目,采用防范或补救措施,控制鱼类的品种和数目,防止沉水植物种植失败。

4.5 要考虑与其它河道治理措施的配合,确保水生态修复效果

种植水生植物只是水环境修复一种技术处理方法。如还有其他技术手段共同进行实施时,要处理好水生植物种植与其他方案配合与兼容的问题。水生植物的种植一般在其它工程措施先予进行施工,以防止其它工程施工对水生植物的生长造成不利,譬如在曝气机或增氧泵附件以及在人工浮床的底部,不宜布设水下生长的植物。

5 水生植物在水生态环境修复工程中的维护管理要点

5.1 维护管理组织及实施

水生植物工程项目施工完成后,它的作用不可能立马彰显,项目施工完成后,依照项目的客观要求并结合实际情况,建立管理制度,有组织、有计划地展开管养工作。明确维护管理具体内容,组织好相关人员、原材料等资源,以及突发状况的应急措施这些都应落实到位。

5.2 水生植物种植后的及时收割

定期收割植物是一项很重要的,也是必须的工作。通过收割不仅能够将水体的各种污染物带离水体,减少枯萎后自行腐烂带来的二次污染。一般,冬季在水生植物没完全枯萎时段进行收割,春季适当进行1~2 次收割。管养人员应有针对性地展开养护工作。比如初夏时期菹草生长势头较梦,应予以控制并及时处理。

5.3 加强水生植物种植后的补种及更换品种

按照水生植物生长情况,对衰落、并未成活的根系展开及时去除以及补种。倘若得知该类种类不太适宜在此生长,应当及时考虑更换种类。

5.4 注意要控制外界环境变化

在保护管理过程中,严格按照设计设定的环境要求进行护理、不得改变水生植物生存条件环境,有条件的应让外界环境的变化趋向于有利于水生植物生长和水生态环境转好的方向进行改善。重点关注的环境因素变化有空气质量、水头和水体流速以及病虫防治时注意不宜使用除草剂、杀虫剂等生物降压药。

6 总结

在水生植物用于水环境修复的工程项目中,应该结合项目的施工所积累的经验及建设项目实际状况,把控好设计、施工及后期养护管理等等各个环节,是水生植物能否成功用于水环境修复的关键。水生植物在水环境生态修复工程中的应用正在不断推广和普及。然而工程管理人员应认识到,水生植物的应用范围和产生的作用还是有一定限度的,应当其他工程保护措施的配合;再有水生植物的作用周期相对比较较长,作用实际效果极易因受外界环境前提影响;水生植物种类之间的协同作用显著,但是实践应用中缺少具体的数据指点,也应该更多的研讨及实践总结。

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