鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的濕地型郊野公園設(shè)計策略研究

黃夢恬

（天津市市政工程設(shè)計研究院）

郊野公園是位于城市外圍郊區(qū)的自然景觀區(qū)域，對改善生態(tài)環(huán)境，維持城市空間結(jié)構(gòu)具有重要作用，是鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的主要綠地類型。同時隨著城鄉(xiāng)一體化的進程加速，我國對鄉(xiāng)鎮(zhèn)的綠地建設(shè)力度逐步加大，部分發(fā)達城市開始提出一鎮(zhèn)一園，公園下鄉(xiāng)的規(guī)劃理念[1]。鄉(xiāng)鎮(zhèn)公園的建設(shè)可以有效提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的生活品質(zhì)，改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境和促進城鄉(xiāng)一體化建設(shè)[1]。目前，我國的郊野公園建設(shè)主要以游憩為目的，近年來環(huán)境惡化使郊野公園的功能開始向以保護自然資源，注重生態(tài)環(huán)境的方向轉(zhuǎn)變。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)中郊野公園的構(gòu)建能夠緩解徑流流速，控制面源污染，能夠在河流湖泊等水體周圍形成景觀緩沖帶，將污染物截流在水體之外。鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的周邊用地以農(nóng)田為主，隨著我國化肥使用量上升，化肥的施用導(dǎo)致農(nóng)田氮磷流失的增加，農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境污染的主要原因。在處理污水的生態(tài)技術(shù)中，人工濕地具有投資運行成本低，易于管理維護并兼具景觀美化和構(gòu)建生境等優(yōu)點，能夠融入郊野公園的形式中，滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)生態(tài)景觀與游憩空間的需求。目前對于人工濕地與郊野公園有很多相應(yīng)研究，但針對人工濕地的污染控制功能在郊野公園景觀中的應(yīng)用少有研究，因此深入研究人工濕地在郊野公園中的應(yīng)用具有重要意義。

1 人工濕地與徑流污染控制

1.1 農(nóng)業(yè)面源污染

農(nóng)業(yè)面源污染主要來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮磷肥的損失，農(nóng)田中過量的氮磷元素，在降雨或灌溉作用下通過地表徑流和滲透等方式流入附近水域，導(dǎo)致水體中氮磷元素的增加，進而引發(fā)水體富營養(yǎng)化[2]。徑流通常是面源污染的源動力，有效的控制和截流降雨或灌溉的徑流對面源污染的控制具有重要的意義[3]。由于農(nóng)業(yè)徑流多通過天然沖刷進入水體，對農(nóng)業(yè)徑流通常不考慮污水廠的方式，而采用生態(tài)方法更為有效，常用的技術(shù)有濕塘，人工濕地，生態(tài)溝渠，草濾帶及滲濾帶等[3]。其中人工濕地水體滯留時間相對較長，可以充分過濾吸收污染物，并且還有投資運行成本低，景觀美化和構(gòu)建生境等優(yōu)點。

1.2 人工濕地去除氮磷機理

人工濕地主要是依靠硝化反硝化作用，植物吸收和基質(zhì)吸附對氮磷進行去除。硝化反硝化作用可有效去除有機氮，植物輸送氧氣到達底部根區(qū)，氨與氧氣在微生物的作用下產(chǎn)生硝化作用，之后在遠離根區(qū)的地方，硝酸根由于缺氧環(huán)境而進行反硝化過程，進而使氮元素以氣體的形式除去[4]。無機氮被濕地中的植物吸收并合成為有機氮供植物生長，基質(zhì)也可通過一些物理和化學(xué)的途徑去除污水中部分氮[5]。濕地去除磷主要是通過植物吸收，微生物積累和基底吸附。有機磷在經(jīng)過微生物的作用后多以無機磷形式存在，之后通過植物的吸收和基質(zhì)的吸附作用加以去除。濕地凈化污水不僅依靠植物，土壤，微生物等成分還收到環(huán)境因素的影響，在這些因素的綜合作用下形成強大的凈化功能。

2 濕地型郊野公園營建

2.1 人工濕地設(shè)計策略

人工濕地常用類型有表面流，滲濾型和潛流人工濕地?？紤]到公園中的人工濕地建設(shè)要與景觀構(gòu)建，生態(tài)恢復(fù)相協(xié)調(diào)并且維護管理簡便，建議選擇表面流人工濕地作為主工藝，對于某些土壤鹽堿化嚴重，冬季氣溫較低的地區(qū)可以在表面流濕地中加入一定面積的潛流濕地，構(gòu)建復(fù)合型濕地形式[5]。

為了最大化濕地去除氮磷的效果，人工濕地需要滿足一定的水體滯留時間以保證沉降，吸收，揮發(fā)等一系列物化反應(yīng)充分進行，同時還要保證濕地進水的氮磷濃度在濕地能夠負荷的范圍以內(nèi)?？紤]到這兩個因素，人工濕地的設(shè)計主要涉及到以下三個條件：①處理的流域面積；②濕地面積與形狀；③基底地形與材料。研究表明，人工濕地可以處理至少200hm2的流域面積，并且濕地面積與所處理的流域面積的比值在0.5%～2%之間可最大化除氮能力。對同面積的濕地而言，較高的長寬比可以提升水體滯留時間，從而提高處理效果[5]?；椎牡匦螒?yīng)富于變化產(chǎn)生不同的淹水程度，使?jié)竦鼗|(zhì)中好氧區(qū)與厭氧區(qū)緊密存在，利于硝化反硝化作用的進行，最大化去除水體中的氮。同時為了保證濕地初期的除磷能力，基底材料最好選擇鈣鎂豐富的材料，待基底材料吸磷達到飽和后，可轉(zhuǎn)變?yōu)闈竦刂参镆灾魅コ譡6]。

2.2 植物的選擇與配置

植物選擇與配置應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)人工濕地的功能性，同時還能滿足觀賞與游憩功能，將環(huán)境工程與生態(tài)景觀融為一體。在植物的選擇要首先考慮植物的耐污去污能力。水生植物的凈化功能與其莖葉生長的速度和密度以及根系的發(fā)達程度密切相關(guān)[7]。植物發(fā)達的根系可以為微生物提供巨大的物理表面，加速微生物的硝化作用和有機物的沉積。植物根系與莖葉的密度可以減緩水流速度從而增加懸浮顆粒的吸附與沉降[7]。生長速度快的植物品種可以保證污水中的養(yǎng)分被持續(xù)有效地吸收。因此一般來說，根系發(fā)達，繁殖速度快的植物具有更強氮磷去除能力。

濕地植物大體分為沉水植物，漂浮植物，挺水植物和濕地草本植物。其中生長快，生物量大，根系發(fā)達的水生草本植物吸收能力最強；漂浮植物有較快的繁殖速度，且根系能直接從水體中吸收氮磷元素，也有很強的凈化能力。濕地草本植物和漂浮植物較強的凈化能力成為濕地種植中常用的對象。而實際上植物的去除效率還和氣候，土壤，淹水程度等環(huán)境因素相關(guān)，同一物種的凈化效率在不同環(huán)境下有顯著差異。實驗研究表明，多種植物的合理搭配能產(chǎn)生比單一種更好的去污效果，混合種不僅提高濕地的凈化效率也使凈化效果更穩(wěn)定[6]。所以在植物選擇的時候應(yīng)當(dāng)選擇多種植物，并根據(jù)去污能力與環(huán)境因素因地制宜，混合搭配。

植物混合搭配還能夠豐富空間層次，滿足郊野公園的觀賞性和游憩功能。濕地植物中淺水植物使用居多，在濕地岸邊大面積種植淺水植物容易遮擋視線，形成水面開闊，四周水岸擁擠的不協(xié)調(diào)空間組成[8]。所以在濕地植物種植中應(yīng)注意空間開合變化，形成疏密有致的配置組合。水面應(yīng)當(dāng)留出至少2/3 的面積來形成虛實相生的倒影，避免植物充滿水面，封閉水體[8]。水邊植物的種植應(yīng)當(dāng)注意層次過渡，按照高大喬木到低矮灌木，再到濕生草本和濕生地被的順序進行布置，形成高低錯落，富有空間層次的濕地生態(tài)景觀。

3 結(jié)語

人工濕地作為一種投資少，工藝簡單，維護管理方便的農(nóng)業(yè)面源污染控制系統(tǒng)能夠高效去除氮磷污染物。同時人工濕地具備的生態(tài)景觀美化功能可以與郊野公園形式融合，在城鄉(xiāng)一體化的趨勢下在我國廣大城鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)有良好的應(yīng)用前景。