基于北方地域特征的景觀水體生態(tài)修復(fù)方法及案例研究

張秀娟 趙夢蝶 楊文靜

1 概念解析

1.1 地域特征

地域特征，也稱為“地域特色”，是指某一地域范圍內(nèi)具有的明顯區(qū)別于其它地域的顯著的物質(zhì)與非物質(zhì)要素，統(tǒng)稱為該地域的地域特征。地域特征內(nèi)容包括地域的自然特征及地域的人文特征兩大類，本論文闡述的相關(guān)研究內(nèi)容均基于地域自然特征基礎(chǔ)之上。

1.2 生態(tài)修復(fù)

目前從可持續(xù)發(fā)展、污染治理、過程、技術(shù)方法等不同角度對生態(tài)修復(fù)都做了不同的概念界定，本論文研究的生態(tài)修復(fù)主要是基于可持續(xù)發(fā)展理念，對已經(jīng)存在污染或有惡化隱患的景觀水體運用特定的技術(shù)和方法進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)和重建設(shè)計，從而最終滿足人對水景“美”的情感需求。

2 問題本源

2.1 地域條件限制

北方地區(qū)絕大部分屬于缺水地區(qū)，一直以來都面臨水資源匾乏問題，而以往在設(shè)計水景時，對當(dāng)?shù)厝彼膶嶋H情況往往缺少考慮，水景投入使用后造成了對水資源的浪費，最后面臨水景后期無力維護(hù)的窘境。

2.2 原位研究經(jīng)驗不足

目前我國在景觀水體生態(tài)修復(fù)方面的研究，起步晚，理念相對落后，通常都是發(fā)達(dá)國家舍棄不用的技術(shù)，因此一直以來我們都處于技術(shù)探索階段。并且在以往的相關(guān)案例中，生態(tài)修復(fù)技術(shù)的運用通常與景觀形式美無法共融，導(dǎo)致成為各界爭議焦點，發(fā)展止步不前。由于以上因素，整個對于“生態(tài)修復(fù)”的研究都處于一種“新”狀態(tài)，可參考的相關(guān)成功案例和學(xué)術(shù)研究成果也較少。

2.3 觀念偏差

由于水具有靈動多變的特性，自古至今，水景都得到了造景師的重視，尤其體現(xiàn)在了景觀形式的多樣性方面。這也造成目前的造景傾向更加注重景觀效果而忽視水景設(shè)計的生態(tài)性、更加注重塑造人工水景，如建造大量的亭臺樓閣等水中建筑和小品而忽略水體婀娜多姿的自然美。這種造景觀念的偏差致使水景修復(fù)問題的凸顯，特別是繼續(xù)采用漿砌條石護(hù)岸和幾何規(guī)則斷面，以及大量人工駁岸使水體狀況進(jìn)一步加劇。

3 生態(tài)修復(fù)方法

3.1 常見方法介紹

現(xiàn)存的已經(jīng)試驗過的水體生態(tài)修復(fù)方法主要分為物理、化學(xué)和生物方法：

3.1.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)中常見的方法有疏浚底泥、曝氣充氧和清水稀釋：疏浚底泥就是從根本上清理污染物疏通水體的底泥，這一方法作為物理修復(fù)的常規(guī)手段已得到廣泛運用；曝氣充氧是指通過壓力溶氣將純氧溶入水體，形成微細(xì)氣泡后釋放進(jìn)入黑臭水體，經(jīng)推流裝置將富氧氣泡推動擴散，快速補充水體中的溶解氧含量，為微生物的生存提供有利條件，使其更加有效地分解水中的污染物，增加水體自凈能力，從而改善水質(zhì)；清水稀釋指引入外部水沖掉污水以及清潔的水源將污水稀釋，是一種較為常見的、對污染比較嚴(yán)重、水流較緩的景觀水體較為有效的方法。

3.1.2 化學(xué)方法

在景觀水體中使用特定的化學(xué)藥劑，如滅藻劑、吸附劑等可以達(dá)到去除水藻、阻止水藻生長、抑制水體中重金屬離子的釋放等目的，維持和保護(hù)水體生態(tài)。

3.1.3 生物方法

生物方法種類多樣，比較常用的有投放水生動植物、生物過濾、生態(tài)護(hù)岸、生態(tài)浮床、生態(tài)操控技術(shù)等。其中生物過濾指的是在景觀水體的水底鋪設(shè)一層沙石，利用沙石和水中沉水植物以及水中的沉淀物表面形成的生物膜來過濾掉景觀水體中的污染物質(zhì)，不僅可以凈化水質(zhì)，還可以作為填料用于水景觀賞；水生動物法是在景觀水體中放養(yǎng)食魚性魚類，可以有效地抑制水中藻類的生長，除了可以凈化水質(zhì)、增加觀賞性外還可以利用此方法營造親水體驗空間；生態(tài)護(hù)岸是指采用適合綠色植物生長的土工材料構(gòu)成生態(tài)結(jié)構(gòu)，可以有效地實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

3.2 研究數(shù)據(jù)分析

通過對相關(guān)方法的調(diào)研分析，以及案例數(shù)據(jù)統(tǒng)計，將各種方法的特性及適用范圍信息統(tǒng)計如表1。

表1

通過統(tǒng)計分析的信息得知，景觀水體生態(tài)修復(fù)方法中物理方法使用較普遍，但成本高效果持續(xù)時間短；而化學(xué)方法雖運行成本較低但需要設(shè)備且作用實踐也較短；生物修復(fù)方法多樣、成本低且低耗能、不會形成二次污染，而且多數(shù)生物修復(fù)方法作用時間也較長，同時基本適用于各種景觀水體。因此生物方法有著得天獨厚的優(yōu)勢，但通過多個案例分析發(fā)現(xiàn)僅僅依靠生物方法又是很難實現(xiàn)景觀水體污染控源減污、基礎(chǔ)生境改善、生態(tài)修復(fù)和重建、優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)等多重目的，通常都是多種方法共同作用。

4 奧林匹克公園景觀水體案例研究

奧林匹克公園“龍形水系”是設(shè)計比較成功的生態(tài)水景典型代表，其水系總長約2.7km，總水面面積為18.3萬m2。與以往普通水景先注重景觀效果后期污染再治理的套路不同，它是在設(shè)計初期就考慮到了水質(zhì)的維護(hù)和景觀的生態(tài)性問題。

由于公園內(nèi)所有景觀用水都是利用污水處理廠處理的再生水，因此對再生水的凈化修復(fù)尤為重要。其采用的是一套生態(tài)凈化系統(tǒng)：第一步，用土壤含量偏大的潛流濕地系統(tǒng)來進(jìn)行再生水的第一次凈化，過濾掉無法通過土壤的有害物質(zhì)的同時利用土壤中所含的某些物質(zhì)與水中的部分元素結(jié)合，再過濾掉一部分有害物質(zhì)；第二步，利用曝氣充氧生態(tài)技術(shù)將再生水中的氮、氨等元素與空氣中的氧氣等氣體化合，成為大氣中對人體無害的氣體；第三步，大量種植凈化水體功能的水生植物與濕地植物，養(yǎng)殖多種水生動物，據(jù)統(tǒng)計，水系的水景養(yǎng)殖共計16.8萬m2，24種水生植物，共計81萬株，水生動物10種，共計3.4萬尾，除了通過植物的根系或植物分泌的液體對水體進(jìn)行凈化外，其主要目的是營造完整的水生生態(tài)系統(tǒng)，通過恢復(fù)生物多樣性來維持水質(zhì)的可觀性。

圖1

圖2 生態(tài)修復(fù)方法及進(jìn)程

5 適于北方景觀水體的修復(fù)方法建議

根據(jù)以上調(diào)查研究信息以及充分的案例分析，針對北方現(xiàn)狀景觀水體的特征，以水量調(diào)整、水質(zhì)凈化和生物多樣性恢復(fù)等技術(shù)為基礎(chǔ)，分類給出適宜的修復(fù)方法建議：

5.1 常年有水的景觀水體

對于水源充足，常年有水的景觀水體來說，其景觀水體狀態(tài)相對保持較好，駁岸狀態(tài)及生物多樣性良好，建議此類景觀水體應(yīng)對癥下藥，選取局部污染嚴(yán)重的地段進(jìn)行重點生態(tài)修復(fù)，主要采取物理和生物方法強化水質(zhì)凈化的措施，通過清水稀釋、投放生物等修復(fù)措施進(jìn)行水體生態(tài)修復(fù)。

5.2 間歇性有水的景觀水體

對于間歇性有水的景觀水體，根據(jù)其缺水狀況、污染程度以及可恢復(fù)情況采取不同的生態(tài)修復(fù)方案建議：

針對水質(zhì)保持相對良好，沒有嚴(yán)重的內(nèi)源污染，或者存在輕微污染但通過補水稀釋后生物多樣性就會自然恢復(fù)，水質(zhì)會相應(yīng)改善的景觀水體，建議采用“生態(tài)補水”措施，通過適當(dāng)?shù)难a水和疏浚底泥措施，同時配合生物投放等生物修復(fù)方法來進(jìn)行景觀水體生態(tài)修復(fù)；

針對水質(zhì)達(dá)標(biāo)或有輕微污染但補水稀釋后可達(dá)標(biāo)、生境相對完整，但水量不足且生物多樣性差的景觀水體，在補水措施的基礎(chǔ)上，建議采用生物修復(fù)方法，通過水生生物功能群構(gòu)建或生境構(gòu)建恢復(fù)生物多樣性來進(jìn)行景觀水體生態(tài)修復(fù)；

針對水量缺乏，且水質(zhì)嚴(yán)重惡化、污染相對嚴(yán)重，生物多樣性或生境同時也遭到了一定程度破壞的景觀水體，需要采用“復(fù)合修復(fù)模式”，即生物、物理、化學(xué)方法共同作用，在水環(huán)境修復(fù)總體管理控制基礎(chǔ)上，調(diào)控水量，采取適宜的水質(zhì)凈化技術(shù)，同時輔以生境修復(fù)或生物功能群構(gòu)建、駁岸生態(tài)修復(fù)等措施多管齊下，最終實現(xiàn)景觀水體的有效修復(fù)。

6 小結(jié)

本論文通過案例分析極對各種修復(fù)方法特性的了解提出適于北方景觀水體的修復(fù)方法建議，希望對景觀水體生態(tài)修復(fù)的研究有所貢獻(xiàn)，另外，我們在進(jìn)行景觀水體生態(tài)修復(fù)和重建時要注意：植物搭配上盡量多提倡運用鄉(xiāng)土植物品種、合理進(jìn)行水生植物的搭配和種類的選擇、水體生態(tài)修復(fù)也要注重時效性、創(chuàng)造多樣的生物棲息環(huán)境，增加生物多樣性、防止外來物種的入侵、優(yōu)化群落結(jié)構(gòu)構(gòu)造完整的水生生態(tài)系統(tǒng)等，特別要針對具體情況合理選擇修復(fù)技術(shù)，實現(xiàn)修復(fù)功能最大化功效。

基金項目：河北建筑工程學(xué)院基金項目“基于北方地域特征的景觀水體生態(tài)修復(fù)方法及案例研究”（XB201757）。