細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀的構(gòu)建

摘? ? 要：介紹了細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀構(gòu)建的原則，即注重濕地植物游憩、生產(chǎn)、生態(tài)三大功能的融合，并詳細(xì)闡述了細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀的構(gòu)成，即由細(xì)胞型濕地植物、多效能濕地植物、海綿濕地植物三大類型植被群落構(gòu)成，以鄉(xiāng)土植物為前提，發(fā)揮植物水陸生境的生產(chǎn)、生態(tài)功能。其中，生產(chǎn)功能以農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物為構(gòu)成元素，以林、田、帶等形式融入景觀;生態(tài)功能主要以濕地凈化塘體系、生物滯留設(shè)施為表現(xiàn)形式，發(fā)揮濕地植物群落的凈化水體、營(yíng)造生境多樣性的功能，濕地凈化塘體系包括沉淀塘、氧化塘、凈化塘、穩(wěn)定塘，在不同塘體中種植與塘體功能相對(duì)應(yīng)的植物群落，以實(shí)現(xiàn)水體的層層凈化;生物滯留設(shè)施包括植草溝、花甸、濕地泡，通常分布于路邊、林緣、林中，實(shí)現(xiàn)地表徑流的防、緩、排、滲、蓄。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞型多效能;海綿濕地植物;構(gòu)建

中圖分類號(hào)：TU986? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.01.021

Abstract：The construction principles of cellular type multiple-effect sponge wetland plant landscape were introduced， namely， pay attention to the recreation of the wetland plant， production， ecological fusion of three functions， and the cellular type multiple-effect sponge wetland plant landscape were expouded， namely by cell type wetland plants， more efficiency of wetland plants， sponge wetland plant， on the premise of native plants and plant water habitat production， ecological function full played. Among them， the production function was composed of crops and cash crops， which was integrated into the landscape in the form of forests， fields and belts. Ecological function was mainly in wetland purification pond system， biological stranded facilities for forms，wetland plant communities rerformed a function of purifying water body， creating a habitat diversity， wetland purification pond system included sedimentation pond， oxidation pond， pond， stabilization pond， and plant community corresponding to different pond body functions? were planted， in order to realize the water layer upon layer purification; biological detention facilities included grass ditch， flower meadow and wetland bubble， usually were distributed in roadside， forest edge and forest to prevent， slow， drain， infiltrate and store surface runoff.

Key words： cellular type multiple-effect;sponge wetland plant;construction

濕地被稱為“地球之腎”，是城市重要的行洪廊道，也是凸顯人文的文化休閑廊道，濕地植被是濕地廊道景觀的重要組成部分。濕地植被景觀不僅包括濕生水生植物，還包括毗鄰濕地的陸生植物景觀，二者的植被群落有區(qū)別也有共性，植被種類構(gòu)成比較豐富。

面對(duì)現(xiàn)在日益嚴(yán)重的水污染、空氣污染、土壤污染等問題，濕地植被群落景觀的營(yíng)造更應(yīng)受到重視，因此，構(gòu)建濕地植物群落在注重審美需要的同時(shí)，更應(yīng)注重群落的生態(tài)、生產(chǎn)效益，這就需要尋求一種新的模式理念去營(yíng)造濕地植被群落景觀，以植物手段緩解當(dāng)前環(huán)境中出現(xiàn)的一系列問題。為此，筆者提出一種新型濕地植被結(jié)構(gòu)理念——細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀。

1 細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀營(yíng)造原則

濕地植被景觀的營(yíng)造應(yīng)以“鄉(xiāng)土、生產(chǎn)、生態(tài)”為原則。鄉(xiāng)土即適地適樹，選用本地植物，地域特色強(qiáng)，成活率高，易于管理;生產(chǎn)即結(jié)合景觀，融入生產(chǎn)性植物，如果樹、農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物等，加強(qiáng)人與自然的互動(dòng)，典型景觀類型如油菜花田、稻田、向日葵花田、荷塘、果林等;生態(tài)即植被景觀塑造以生態(tài)自然為核心，打破過于生硬的人工化痕跡，適當(dāng)進(jìn)行人工干預(yù)，尊重自然選擇，修復(fù)植被生境，發(fā)揮植物生態(tài)功能。如固氮植物類（豆科）、固土植物類（禾本科觀賞草類）、水體凈化植物的運(yùn)用，生態(tài)性的實(shí)質(zhì)為植被群落功能及后代可持續(xù)性更新。

2 細(xì)胞型多效能海綿濕地植物景觀構(gòu)成

2.1 細(xì)胞型濕地的建立

濕地植物景觀系統(tǒng)如同一個(gè)細(xì)胞，因其具有完善的結(jié)構(gòu)，使其具有高度的適應(yīng)能力和繁殖能力，同樣，一個(gè)具有完善格局的濕地植物景觀體系，才會(huì)具有健康穩(wěn)定的植被更新、群落演替的生態(tài)過程，才有可能創(chuàng)造有利于人類生活、生產(chǎn)、休閑游憩等功能的自然植物景觀， 形成一個(gè)結(jié)構(gòu)完善、生態(tài)功能健全、可持續(xù)的濕地植物景觀體系。

在濕地植物景觀構(gòu)建過程中，以水為基質(zhì)，以背景林手法構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)中的“細(xì)胞壁”，將濕地與陸地相互聯(lián)系起來，保護(hù)著細(xì)胞質(zhì)般的水環(huán)境系統(tǒng)，發(fā)揮一定的防護(hù)隔離、涵養(yǎng)水源的功能，濕地系統(tǒng)中背景林的植物選擇應(yīng)注重生態(tài)習(xí)性與功能的雙重結(jié)合。生態(tài)習(xí)性上以耐水濕的植物為主，如楓楊（Pterocarya stenoptera C. DC.）、水杉（Meta -sequoia glyptost-roboides Hu & W. C. Cheng）、池杉（Taxodium ascendens Brongn.）、白蠟（Fraxinus chinensis Roxb.）等，功能上滿足防護(hù)、防火、滯塵、吸收或吸附空氣中有害物質(zhì)等，如栓皮櫟（Quercus variabilis Bl.）、香樟[Cinnamomum camphora L.） Presl.]等，濕地植物種類豐富，從單細(xì)胞到高等植物習(xí)性各不相同，是進(jìn)行光合作用的龐大綜合體，如同細(xì)胞中的葉綠體;吸收空氣中的二氧化碳釋放氧氣，如同細(xì)胞的葉綠體、線粒體，成為大自然養(yǎng)料制造和能量的轉(zhuǎn)換站，同時(shí)濕地植物還具有生產(chǎn)性，如蓮藕、荸薺[Heleocharis dulcis （Burm. F.） Trin.]、茭白[Zizania latifolia （Griseb.） Stapf.]、水芹[Oenanthe javanica （Blume） DC.]等，是動(dòng)物、人類的食物來源。

2.2 多效能濕地景觀的建立

多效能濕地植物種植是集觀賞、生產(chǎn)、生態(tài)功能于一體的綜合體科學(xué)合理構(gòu)建。

2.2.1 觀賞性景觀 觀賞性景觀以花田、秋葉林、植物島等形式體現(xiàn)。其中，花田景觀分為2種，一種花田為以多年生花卉及自播能力強(qiáng)的一二年生花卉為主，如柳葉馬鞭草（Verbena bonariensis L.）、波斯菊（Cosmos bipinnata Cav.）、蛇目菊（Sanvitalia procumbens Lam.）、松果菊（Echinacea purpureaLinn. Moench）等，另一種花田以觀賞草為主，如禾本科植物狼尾草[Pennisetum alopecuroides （L. ） Spreng.]、細(xì)葉芒（Miscanthus sinensis cv.）等;秋葉林以本土秋色葉植物為主，如五角楓（Acer mono Maxim.）、烏桕[Sapium sebiferum （L.） Roxb.]等，以前景林、背景林形式表達(dá);植物島以耐水濕植物為主，形成人工生態(tài)島，如蘆葦[Phragmites australis （Cav.） Trin. ex Steud.]島，池杉（Taxodium ascendens Brongn.）、旱柳（Salix matsudana Koidz.）構(gòu)成的樹島，豐富濕地生境多樣化，加強(qiáng)生境邊緣效應(yīng)，營(yíng)造多物種的動(dòng)植物群落系統(tǒng)。

2.2.2 生產(chǎn)性植物景觀 生產(chǎn)性植物景觀與農(nóng)業(yè)景觀有相似之處，其“審美價(jià)值并不能單獨(dú)存在，首先應(yīng)基于它的生產(chǎn)價(jià)值，具有生產(chǎn)能力是這種植物景觀類型產(chǎn)生美感的前提”[1]，如農(nóng)田景觀、果林景觀、梯田景觀，以農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物為種植元素，如柿樹（Diospyros kaki Thunb.）、核桃（Juglans regia.）、蘋果（Malus domestica）、石榴（Punica grana-tum L.）、枇杷[Eriobotrya japonica （Thunb.） Lindl.]、龍眼（Dimocarpus longan Lour.）、柑橘（Citrus reticulata Blanco.）等果樹構(gòu)成的果林景觀，以水稻（Oryza sativa）、玉米（Zea mays Linn.）、向日葵（Helianthus annuus L.）、油菜（Brassica napus L.）等形成的梯田景觀，以茭白[Zizania latifolia （Griseb.） Stapf]、荸薺[Eleocharis dulcis （Burm. f.） Trin.]、菱角（Trapa bispinosa Roxb.）、芡實(shí)（Euryale ferox Salisb.）、慈姑（Sagittaria sagittifolia L.）等形成的濕地生產(chǎn)景觀等。生產(chǎn)性植物能夠創(chuàng)造大量的果蔬和糧食，是生態(tài)系統(tǒng)中生物鏈制造者的來源之一，與此同時(shí)，結(jié)合濕地景觀，加強(qiáng)人與自然的互動(dòng)，打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)景觀齊生[2]與并生的表現(xiàn)形態(tài)，融入人工植被景觀與自然植被景觀相生相合的綜合質(zhì)域美。

2.2.3 生態(tài)型植物景觀 生態(tài)功能上，植物對(duì)環(huán)境具有強(qiáng)大的改善作用，適當(dāng)進(jìn)行人工干預(yù)，尊重自然選擇，修復(fù)植被生境，發(fā)揮植物生態(tài)功能。處在水基質(zhì)環(huán)境的植物群落，根據(jù)水分因子，分為兩大類，一類為陸生植物，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的改良、固定;另一類為對(duì)水體具有凈化等作用的水生植物。

（1）注重陸生植物的功能性。陸生植物如豆科植物與根瘤菌的互利共生，將空氣中的氮?dú)饨?jīng)過一系列作用，留在土壤為植物、微生物所用，作為綠肥增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土地生產(chǎn)力。豆科植物具有的生物固氮作用，在自然界氮素循環(huán)中作用巨大，每年可提供超過3 500萬t以上的氮素[3]。據(jù)估算，全球范圍內(nèi)生物過程所合成的氮中，豆科植物根瘤所固定的氮占4/5[4]。與此同時(shí)，豆科植物對(duì)土壤中的重金屬污染物具有一定的抗性，如刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz.）[5]，在植物景觀構(gòu)建中，常用的豆科植物還有國(guó)槐（Sophora japonica Linn.）、紫花苜蓿（Medicago sativa.）、白三葉（Trifolium repens L.）、紫穗槐、紫云英（Astragalus sinicus L.）等。植被生境中土壤類型多種，頻繁遭受雨洪沖刷及人為干擾，植物種植還應(yīng)考慮其對(duì)土壤的保持和固定，研究表明，須根系植物對(duì)土壤的固定能力更強(qiáng)，如禾本科植物具有龐大的須根系，根基具有沙套現(xiàn)象[6]。有研究表明，沙套能夠保水、防止流沙、提高植物固氮效率[7]，常用植物如李氏禾（Leersi ahexandra Swartz）、羊草[Leymus chinen -sis（Trin.） Tzvel.]、野古草（Arundinella anomala Steud.）、芨芨草[Achnatherum splendens （Trin.） Nevski]、虉草（Phalaris arundinacea L.）等，觀賞草類是禾本科景觀營(yíng)造的常見形式，如狼尾草、紫穗狼尾草（Pennisetumalopecuroides ‘Purple）、拂子茅[Calamagrostis epigeios（L.） Roth]、細(xì)葉芒、大油芒（Spodiopogon sibiricus Trin.）等。部分植物對(duì)土壤中的線蟲具有抑制作用，特別是菊科植物，如金盞菊（Calendula officinalis）等[8]。菊科植物同時(shí)具有較強(qiáng)的自播能力，花期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)上維護(hù)成本也較低，主要應(yīng)用于花田或野花組合中，常用的菊科植物有波斯菊、劍葉金雞菊（Coreopsis lan-ceolata L.）、硫華菊（Cosmos sulphureus Cav.）、重瓣金光菊（Rudbeckia laciniata var.hortensis Bailey）、松果菊等。

（2）建立濕地植物凈化塘體系。凈化塘體系是由一系列不同功能的塘體構(gòu)成，即沉淀塘、氧化塘、凈化塘、穩(wěn)定塘，每個(gè)塘體由不同凈化功能的植物群落構(gòu)成，水流依次經(jīng)過4種塘體完成水質(zhì)的凈化。

濕生水生植物對(duì)水體的凈化主要表現(xiàn)在過濾、復(fù)氧、吸附吸收等作用。以不同的高等水生植物為主，以群落鑲嵌的種植形式構(gòu)成群落，控制水體中總磷和總氮的含量。

生態(tài)層面上，多種植物組合構(gòu)成的群落有利于植物間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)元素及有機(jī)物的吸收，一定程度上減輕水體營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷。景觀層面上，豐富的群落結(jié)構(gòu)能形成多層次的景觀效果，滿足植物景觀的季相美。設(shè)計(jì)方法上，以鄉(xiāng)土濕地植物、陸生植物兩大植物群落疊加成景，利用多類型植物景觀修復(fù)破碎化、片段化濕地基底，在現(xiàn)狀基底良好的區(qū)域，通過保留、補(bǔ)植、改造三大策略修復(fù)現(xiàn)狀陸生植物生境，創(chuàng)建復(fù)合型植物群落結(jié)構(gòu)，豐富生態(tài)多樣性，實(shí)現(xiàn)植物生態(tài)系統(tǒng)完全或半完全自我循環(huán)，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)總體植物景觀的功能、概念、美學(xué)三者統(tǒng)一，構(gòu)成多效能植物群落綜合體。

在凈化型植被群落塘體的構(gòu)建方面，依據(jù)植物習(xí)性及塘體功能，以挺水植物、浮水植物、沉水植物三大習(xí)性植物構(gòu)建立體式水體植物群落，配置于不同功能的凈化塘體，經(jīng)過具有凈化功能的塘體層層凈化，一方面發(fā)揮植物的凈化功能，另一方面體現(xiàn)植物群落之美，形成集凈化與觀賞相融合的自凈生態(tài)基底。其中，挺水植物和浮水植物系統(tǒng)對(duì)水體的凈化作用主要體現(xiàn)在植物的吸收、微生物的代謝上;沉水植物系統(tǒng)對(duì)水體的凈化作用主要體現(xiàn)在對(duì)水體中氮磷的短期儲(chǔ)藏，控制富營(yíng)養(yǎng)化上，研究表明，金魚藻（Ceratophyllum demersum L.）在春夏兩季對(duì)水體總磷的去除率分別為91.75%，92.44%[9];浮水植物通過去除水體中的總磷和總氮，一定程度上有效控制水體的富營(yíng)養(yǎng)化，研究表明黃花水龍[Ludwigia peploides （Kunth） Kaven subsp. stipulacea （Ohwi） Raven]對(duì)水體中的總氮去除率高達(dá)63%，鳳眼蓮（Eichhornia crassipes（Mart.） Solms）對(duì)水中總磷的去除率高達(dá)52%[10]。

沉淀塘的作用是去除較大顆粒的懸浮物及部分化學(xué)污染物，植物選擇上應(yīng)選擇吸污力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、固沙力強(qiáng)、耐水淹和耐水沖刷的的挺水植物以及浮水植物，以挺水植物為主，配植浮水植物，浮水植物的根系發(fā)達(dá)，能形成一道密集的過濾層，使不溶性膠體被吸附而沉降下來。挺水植物如水蓼（Polygonum hydropiper）、再力花（Thalia dealbata Fraser）、香蒲（Typha orienta-lis Presl）、旱傘草（Cyperus alternifo -lius L.）、慈姑、蘆竹（Arundo donax.）、澤瀉（Alisma plantago-aquatica Linn.）等、浮水植物如睡蓮（Nymphaea L.）、空心蓮子草[Alternanthera philoxeroides（Mart.） Griseb.];經(jīng)過初步過濾，水體進(jìn)入氧化塘，氧化塘具有復(fù)氧、降解COD的作用，在植物選擇上，應(yīng)選擇吸污能力強(qiáng)、有效降解COD、向根部輸氧能力強(qiáng)、根系對(duì)介質(zhì)穿透能力強(qiáng)且景觀效果好的植物，如挺水植物合萌（Aeschynomene indica Linn.）、水蔥（Scirpus validus Vahl）、菖蒲（Acorus calamus L.）、慈姑等，浮水植物睡蓮、水鱉[Hydrocharis dubia（Bl.） Backer]等，沉水植物苦草[Vallisneria natans （Lour.） Hara]、菹草（Potamogeton crispus L.）等。浮萍在濕地中普遍存在，在氧化塘污水處理系統(tǒng)中較為常見[11];經(jīng)過過濾、沉淀、氧化后，去除較大顆粒的懸浮物及少部分化學(xué)污染物，進(jìn)入下一部分水塘的水質(zhì)仍需進(jìn)一步凈化，即水體進(jìn)入凈化塘，凈化塘應(yīng)種植能夠有效去除各種污染物、有綜合吸收能力的植物，綜合吸收、去除有機(jī)物、病原體、營(yíng)養(yǎng)物（N/P）以及重金屬等污染物，植物選擇上，挺水植物如水蔥、澤瀉、千屈菜（Lythrum salicaria L.）、美人蕉（Canna indica L.）、藨草（Scirpus triqueter L.）、合萌，浮水植物荇菜（Nymphoides peltatum（Gmel.）O.Kuntze）、黃花水龍、鳳眼蓮、四角菱（Trapa quadrispinosa Roxb.）等，沉水植物狐尾藻（Myriophyllum verticillatum L.）、金魚藻、菹草、馬來眼子菜（Potamogeton malainus Miq.）等。最理想的狀態(tài)是植物吸收毒質(zhì)后轉(zhuǎn)化和分解為無毒物質(zhì)，如水蔥、燈芯草（Juncus effusus L.）等可吸收水或土中的單元酚、苯酚、氰類物質(zhì)，并使之轉(zhuǎn)化為酚糖甙、二氧化碳、天冬氨酸等失去毒性[12]。有研究表明，挺水植物圓幣草（Hydrocotyle vertici-llata）和大聚藻（Myriophyllum aquaticum）組合的表面流人工濕地凈化尾水氮磷效果較好，睡蓮次之，而由黃菖蒲和再力花等挺水植物構(gòu)建的表面流人工濕地，雖然生物量較高，但磷氮去除效果較差[13]。孫煥傾和范玉貞[14]在研究香蒲對(duì)水的凈化效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，香蒲對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水體具有一定的凈化作用，對(duì)總磷總氮有吸收作用。夏漢平[15]研究表明，當(dāng)濕地中植物種類較多時(shí)，較單一種植物構(gòu)成的群落對(duì)磷的去除效率更高、更穩(wěn)定。經(jīng)過一系列過濾凈化后的水體水質(zhì)可以達(dá)到使用要求，形成凈化塘，植物群落的作用是保持水質(zhì)穩(wěn)定，維護(hù)水體內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，植物群落構(gòu)成主要以觀賞為主，如挺水植物花葉蘆竹（Arundo donax var. versicolor）、荷花（Nelumbo nucifera Gaertn.）、溪蓀（Iris sanguinea Donn ex Horn.）、香蒲、姜花（Hedychium coronarium Koen）、黃菖蒲（Iris pseudacorus L.）等，浮水植物睡蓮等。睡蓮作為觀賞性較高的景觀植物，對(duì)水質(zhì)的凈化作用針對(duì)性研究較少，但在一些濕生植物組合對(duì)水體凈化作用的研究中[16-17]，多種組合都含睡蓮，說明睡蓮具有較高的去污潛力。

2.3 海綿植被濕地的建立

所謂海綿植被濕地主要是通過生物滯留設(shè)施的建立，構(gòu)建植被群落對(duì)濕地水進(jìn)行過濾、調(diào)蓄、滲透、局部?jī)艋裙δ堋Ｉ餃粼O(shè)施常用的表現(xiàn)形式主要有植草溝、花甸、濕地泡等。生物滯留設(shè)施的建立不僅有利于充分利用雨水等地表徑流，還有利于增強(qiáng)動(dòng)植物多樣性。其中，植草溝為帶狀排水、滲水的生物滯留設(shè)施，植物種植以生命力強(qiáng)的低矮禾草類為主，如狗牙根、早熟禾，亦可點(diǎn)綴水陸兩生植物，如鳶尾、千屈菜等。

花甸是以野花組合或單一花卉構(gòu)成的具有一定形狀的片狀地被景觀，四周多以喬木進(jìn)行圍合，多以鑲嵌形式分布于密林中，可設(shè)觀賞平臺(tái)，供人停留?；ǖ橹脖恢饕譃橐盎ńM合型花甸及單一品種花甸兩大類。野花組合由1年生花卉及多年生花卉按一定比例構(gòu)成，如3∶7，色彩及花期可根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行搭配選擇。野花組合類繁殖力強(qiáng)，成本低，自然、生態(tài)、野趣，在海面型濕地的建設(shè)中應(yīng)用前景較大。

濕地泡是在下凹式泡狀濕地中配植濕生水生植物，形成具有雨水收集、過濾、調(diào)蓄功能的生物滯留設(shè)施之一。點(diǎn)狀分布于淺灘、旱地中，雨季收集雨水，旱季可緩解周邊土壤干旱，植被以水陸兩棲的植物為主，配植水生植物，在雨水豐富的地區(qū)可增加濕生水生植物比例，形成微濕地景觀。

多種生物滯留設(shè)施植被群落相結(jié)合，完成雨水、地表徑流等的防、緩、排、滲、蓄，形成彈性海綿型濕地植被。

3 結(jié) 論

將細(xì)胞型濕地、多效能濕地、海綿濕地3種理念相互融合，運(yùn)用于濕地植被景觀構(gòu)建中，打破當(dāng)前觀賞性濕地植被片面化應(yīng)用，最大限度挖掘濕地植被的生態(tài)、生產(chǎn)功能潛力，發(fā)揮植物多維度功能，運(yùn)用于實(shí)踐并不斷探索，構(gòu)建細(xì)胞型多效能的海綿濕地植物景觀。

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收稿日期：2018-07-25

作者簡(jiǎn)介：陳素波（1986—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，碩士，主要從事園林植物應(yīng)用與種植設(shè)計(jì)工作。