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    水生植物在城市景觀水體生態(tài)修復(fù)中的運(yùn)用

    2023-11-27 09:05:04聶莉
    花卉 2023年22期
    關(guān)鍵詞:沉水植物底泥凈化

    聶莉

    (廣州市綠化有限公司,廣東 廣州 510440)

    0 引言

    城市中的景觀水體不僅是城市園林不可或缺的造景要素,也是眾多生物的棲息地,具有凈化城市中水的潛力,是城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵組成部分[1]。在當(dāng)前城市景觀水體水生態(tài)環(huán)境易受破壞的背景下,如何修復(fù)水體質(zhì)量顯得尤為重要。水生植物觀賞價(jià)值高,可凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體,是城市景觀水體的主要造景元素。本文通過(guò)實(shí)際案例對(duì)城市景觀水景常用的水生植物種類(lèi)及作用、水生植物在水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)中的運(yùn)用、水生植物質(zhì)量控制措施、潛在問(wèn)題保障處理措施等方面進(jìn)行分析,以期為水生植物在城市景觀水體生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目提供參考,促進(jìn)水生態(tài)修復(fù)的應(yīng)用,有效解決城市景觀水體污染治理問(wèn)題。

    1 水生植物類(lèi)型及其作用

    1.1 水生植物的類(lèi)型

    水生植物往往指生活于水環(huán)境中的植物,他們具備一定適應(yīng)水環(huán)境生長(zhǎng)的特征。水生植物從生態(tài)類(lèi)型角度上可分為漂浮植物、浮葉植物、挺水植物和沉水植物。

    (1)漂浮植物。根不著生在底泥中,整個(gè)植物體懸浮于水面的水生植物,如槐葉萍、鳳眼蓮、浮萍等。

    (2)浮葉植物。植株扎根基底,葉漂浮于水面的水生植物,如睡蓮、菱、荇菜等。

    (3)挺水植物。根著生在底泥之中,莖、葉等挺出水面暴露在空氣中。挺水植物常常處于水陸過(guò)渡地帶,如蘆葦、水蔥、菖蒲等。

    (4)沉水植物。植物體全部位于水層下面,植株扎根基底。這類(lèi)植物的葉子大多為帶狀或絲狀,由于完全沉水,該類(lèi)植物更適應(yīng)水環(huán)境生長(zhǎng),如苦草、水車(chē)前、金魚(yú)藻等。

    1.2 水生植物的作用

    在城市水景中,水生植物因其獨(dú)特的韻味被大家所喜歡,無(wú)論是青翠的荷葉、修長(zhǎng)的水蔥還是碧綠的傘草均隨處可見(jiàn)?!傍B(niǎo)弄桐花日,魚(yú)翻谷雨萍”,水生植物不僅滿足了人們的觀賞要求,更是將景觀的形態(tài)美提升到了一定的意境美,給人們創(chuàng)造了一個(gè)個(gè)野趣、豐富、耐人尋味的園林意境。隨著城市風(fēng)景園林的不斷發(fā)展,市民對(duì)景觀要求不斷提升,水生植物不僅起到提升景觀效果的作用,因其自身的特性,還具備一定的凈化富營(yíng)養(yǎng)水體,提高水體的自凈能力,在水體生態(tài)修復(fù)中發(fā)揮重大作用。

    1.2.1 抑制浮游藻類(lèi)植物

    通過(guò)研究表明,部分水生植物具備抑制浮游藻類(lèi)過(guò)量繁殖,減少水華暴發(fā)的作用。例如,蘆葦具備能夠有效抑制蛋白核小球藻的功能。

    1.2.2 吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

    水生植物可以有效吸收氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)將這些物質(zhì)同化為本體結(jié)構(gòu)。例如,金魚(yú)藻、苦草、狐尾藻等能去除氮和磷,香蒲可以吸收廢水中的重金屬等。水生植物中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)用最多的為沉水植物。沉水植物通過(guò)自身特性,有效減緩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)備速度,使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入、輸出達(dá)到一定的均衡狀態(tài),同時(shí)他們還可以減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的總量,是當(dāng)今有效改善水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要素材之一。除此之外,沉水植物還能促進(jìn)氮的硝化-反硝化反應(yīng),逐漸成片長(zhǎng)滿水底后,可防止底泥的再懸浮,提高水體生態(tài)自凈能力[2]。

    1.2.3 其他生態(tài)功能

    除了可以抑制浮游藻類(lèi)植物和吸收水體富營(yíng)養(yǎng)元素,水生植物還具有各種物理、化學(xué)效應(yīng)。例如,固化底泥、加快懸浮物的分解速度,增加透明度,凈化水質(zhì);減少水動(dòng)力,減輕風(fēng)浪對(duì)水體的擾動(dòng)及底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放,為微生物提供合適的棲息場(chǎng);提高水體氧氣含量,有助于去除水體中固體沉淀物質(zhì)等功能。

    2 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

    當(dāng)今水體修復(fù)方法主要分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。生態(tài)修復(fù)是一種以生物修復(fù)為基礎(chǔ),同時(shí)結(jié)合使用物理方法、化學(xué)方法以及相應(yīng)的工程技術(shù)措施的綜合修復(fù)法。水生態(tài)修復(fù)是在生態(tài)學(xué)原理的指導(dǎo)下,綜合使用多種方法修復(fù)被污染水體的修復(fù)方法。在廣州動(dòng)物園三大湖的改造項(xiàng)目中,沉水植物得到充分利用,項(xiàng)目通過(guò)“水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)”形成一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng),達(dá)到水質(zhì)深度凈化的效果。接下來(lái)一起研究水生植物在該項(xiàng)目水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)中的運(yùn)用。

    2.1 治理前水環(huán)境分析

    廣州動(dòng)物園三大湖治理前,水生態(tài)環(huán)境生態(tài)脆弱,水體野雜魚(yú)眾多,沉水植物缺乏,水生植物覆蓋度幾乎為零,氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽處于較高水平,底泥表現(xiàn)為深灰黑色、黑色,飽和,流塑,含腐殖質(zhì)。湖泊水環(huán)境抵御外界干擾能力差,水體自凈能力不足,易導(dǎo)致藍(lán)藻爆發(fā),生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)處于較高水平。

    2.2 水生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

    項(xiàng)目的重點(diǎn)是如何構(gòu)建有效的清水型生態(tài)系統(tǒng),其核心框架為沉水植物群落、浮游動(dòng)物群落、水生動(dòng)物群落的構(gòu)建。除此以外,項(xiàng)目還通過(guò)構(gòu)建高效曝氣系統(tǒng)來(lái)提高水體溶解氧濃度,達(dá)到提高生態(tài)處理能力、實(shí)現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的效果。施工工序主要包括:前期調(diào)查及清淤、水生植物種植、微生物投放、水生動(dòng)物投放等。

    2.2.1 前期調(diào)查及清淤

    施工前先將魚(yú)類(lèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)移或科學(xué)放生,由排水閘進(jìn)行排水,無(wú)法通過(guò)水閘排的部分則由強(qiáng)排泵進(jìn)行,將湖水排入市政管網(wǎng),以便對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期累積的底泥進(jìn)行生物清淤。然后選用高質(zhì)量的中草藥無(wú)毒型底泥活化劑、微生物制劑等,均勻的噴、潑灑在整個(gè)底泥,一方面對(duì)湖泊長(zhǎng)期淤積的底泥進(jìn)行生態(tài)清淤,避免后期底泥對(duì)上覆水層的污染,另一方面,可營(yíng)造良好的微生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)后期沉水植物的良好生長(zhǎng)。

    2.2.2 水生植物種植

    種植水生植物是該項(xiàng)目生態(tài)修復(fù)的重點(diǎn),項(xiàng)目通過(guò)配置多種水生植物,不僅增加了水體的景觀效果,同時(shí)由于考慮不同季節(jié)水生植物的生長(zhǎng)特性,在確保生物多樣性的同時(shí)又起到增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。項(xiàng)目因地制宜,結(jié)合周邊設(shè)施及施工范圍生態(tài)環(huán)境特點(diǎn),采用矮型苦草、刺苦草、小茨藻搭建沉水植物系統(tǒng)。沉水植物配置方案如表1 所示。植物種植采用插秧作業(yè)方式,局部水體工程人員無(wú)法插秧,則采用拋秧補(bǔ)種方式,種植順序?yàn)樯钏畢^(qū)(水下森林)導(dǎo)淺水區(qū)(水下草皮)。

    表1 沉水植物配置方案

    2.2.3 微生物投放

    項(xiàng)目通過(guò)對(duì)湖泊進(jìn)行微生物投放來(lái)達(dá)到對(duì)藻類(lèi)、懸浮顆粒物進(jìn)行控制。利用食藻蟲(chóng)有效地消除藻類(lèi),同食藻蟲(chóng)一起投放的還有有芽孢桿菌、光合細(xì)菌等硝化與反硝化細(xì)菌以及各種噬菌體。微生物通過(guò)泡沫箱包裝空運(yùn),投放數(shù)量視水質(zhì)污染程度而定。項(xiàng)目通過(guò)微生物提升湖水透明度,為水下植被的生長(zhǎng)營(yíng)造了一個(gè)良好的環(huán)境,對(duì)控制和預(yù)防水體藻類(lèi),起著至關(guān)重要的作用。

    2.2.4 水生動(dòng)物投放

    當(dāng)沉水植物群落恢復(fù)后,引入水生動(dòng)物構(gòu)建食物鏈,發(fā)揮其生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)水體的生態(tài)平衡和自我凈化。項(xiàng)目主要引入魚(yú)類(lèi)、蝦類(lèi)、軟體螺貝類(lèi)及濾食性動(dòng)物等,用于延長(zhǎng)食物鏈,完善水生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)也提高了水體的自我凈化能力和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。水生植物種植完畢后,沉水植物生長(zhǎng)逐步茂盛,開(kāi)始投放各種水生動(dòng)物(魚(yú)蝦螺貝),進(jìn)一步完善食物鏈,構(gòu)建完整的水生態(tài)系統(tǒng)。

    2.2.5 生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整

    水生態(tài)系統(tǒng)初步構(gòu)建成功后,需要進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整工作,包括病蟲(chóng)害控制、水生植物補(bǔ)種、水面清潔維護(hù)、生物群落及生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控、水體應(yīng)急處理系統(tǒng)設(shè)備養(yǎng)護(hù)管理等。食藻蟲(chóng)投放完畢,水質(zhì)透明度得到逐步提高,此時(shí)可以補(bǔ)種那些因施工前期水體渾濁而導(dǎo)致的漏種部位,同時(shí)局部分布不合理的水草進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)一步提升水底景觀,最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)深度凈化,穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

    除做好以上工作外,為降低三大湖中水禽投喂點(diǎn)水禽糞便對(duì)周邊水體造成的不利影響,項(xiàng)目還實(shí)施原位/異位集中式處理系統(tǒng),同時(shí)做好項(xiàng)目保潔,定期對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè),鞏固水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,保持水體自凈效應(yīng)。該項(xiàng)目通過(guò)水生植物在水生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用,完善了水體生態(tài)系統(tǒng)生長(zhǎng)環(huán)境,打造了一幅天鵝湖畔舞,魚(yú)蝦草中游的生態(tài)園林水景。

    一、二年級(jí)教材中,象形字、會(huì)意字占大多數(shù),用微課演示象形字由實(shí)物圖到甲骨文,再到現(xiàn)代簡(jiǎn)化字的演變過(guò)程。會(huì)意字造字方法形象,可以用微動(dòng)畫(huà)揭示字理。學(xué)生明白了象形字、會(huì)意字的含義之后,就能記住漢字的字音、字形。

    3 水生植物應(yīng)用于水體生態(tài)修復(fù)的潛在問(wèn)題及處理措施

    3.1 局部水域景觀不良

    水生植物種植后,會(huì)出現(xiàn)局部水體流動(dòng)死角,在刮風(fēng)、強(qiáng)降雨情況下,可能會(huì)出現(xiàn)局部各種植物落葉等漂浮雜物集中,個(gè)別區(qū)域水草生長(zhǎng)緩慢,水景效果可能不理想。

    為避免以上情況發(fā)生,應(yīng)根據(jù)區(qū)域特點(diǎn),設(shè)計(jì)全部配置合適水生植物,同時(shí)結(jié)合相應(yīng)應(yīng)急措施和維護(hù)管理,能夠做到把風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題消滅在萌發(fā)初期。日常加強(qiáng)巡邏和維護(hù)管理,及時(shí)打撈、處理水面的垃圾雜物和泡沫等。有需要時(shí)可以移植水草,優(yōu)化局部水體景觀。

    3.2 不科學(xué)放生或捕撈破壞生態(tài)

    由于景觀水體一般為開(kāi)放式水體,水生態(tài)實(shí)施完成后,魚(yú)類(lèi)作為生態(tài)系統(tǒng)最重要的消費(fèi)者,或被片區(qū)居民捕撈,或不當(dāng)放生,會(huì)帶來(lái)許多負(fù)面生態(tài)效應(yīng)。

    在水生態(tài)修復(fù)工程完工后,應(yīng)強(qiáng)化管理,合理投放、添加或移除災(zāi)害性魚(yú)類(lèi),同時(shí)補(bǔ)投肉食性魚(yú)類(lèi)優(yōu)化生態(tài)且要禁止游人隨意捕撈水生動(dòng)物。

    3.3 外源污染影響

    游人活動(dòng)時(shí),向水體投放偶然性污染物,降雨地表徑流、周邊綠化因施肥等因素影響水體水質(zhì)。外源污染要注重治理,才能保障控制效果。首先要加強(qiáng)日常巡邏和監(jiān)管,遇到排污或者突發(fā)污染情況要及時(shí)處理。其次采用漂浮濕地措施,削減污染負(fù)荷,同時(shí)增設(shè)處理裝置,結(jié)合園區(qū)日常管理水平的改善,減少各類(lèi)污染源,從而降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。最后充分利用水生態(tài)系統(tǒng)自身凈化能力,水生態(tài)系統(tǒng)具備一定納污能力,持續(xù)性暴雨、周邊綠化施肥等因素帶來(lái)的影響,一般2~7d 即可自行恢復(fù)。

    3.4 極端天氣的不利影響

    持續(xù)高溫天氣、暴雨、臺(tái)風(fēng)等天氣,會(huì)在短期內(nèi)對(duì)水體造成不利影響,導(dǎo)致透明度下降和水質(zhì)不穩(wěn)定的情況,需在事前和事后進(jìn)行應(yīng)急處理措施,及時(shí)恢復(fù)水質(zhì)和生態(tài)穩(wěn)定。

    華南地區(qū)持續(xù)性高溫,會(huì)對(duì)水草成長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響,低溫一般不易造成水草凋亡;持續(xù)暴雨和臺(tái)風(fēng)等不利天氣,短期內(nèi)會(huì)對(duì)水質(zhì)和景觀不利。若出現(xiàn)極端不利天氣,出現(xiàn)水草凋亡,則盡快采取補(bǔ)種措施,緊急情況采取應(yīng)急措施,輔以外力使水生態(tài)系統(tǒng)盡快恢復(fù)平衡。

    4 景觀水體的生態(tài)環(huán)境維持

    水生植物能夠有效凈化水質(zhì),但如果利用不當(dāng)也會(huì)對(duì)水體帶來(lái)二次污染。如鳳眼蓮在抑制浮游藻類(lèi)同時(shí)也能在很短時(shí)間快速占據(jù)較多水域,其他類(lèi)型植物被他給擠掉,從某種程度上來(lái)說(shuō),他們使得水生植物種類(lèi)有所下降。在他們大量繁殖的時(shí)候,同時(shí)也阻隔水體和外界空氣、陽(yáng)光的交換,減少了氧氣的溶解含量,不利于水體生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展[3]。如何維持景觀水體生態(tài)環(huán)境是城市景觀水體生態(tài)修復(fù)中的關(guān)鍵。

    4.1 做好日常維護(hù)工作

    在后期維護(hù)時(shí)期,要定期巡查,跟蹤監(jiān)測(cè)水生態(tài)系統(tǒng),及時(shí)打撈水面垃圾和漂浮物。發(fā)現(xiàn)植物稀疏時(shí)要及時(shí)補(bǔ)種,發(fā)現(xiàn)過(guò)密時(shí)要適當(dāng)移除,避免葉片互相遮擋,影響光合作用。保持水體透光度,充分的陽(yáng)光是沉水植物獲得光合作用,達(dá)到生態(tài)修復(fù)功能的關(guān)鍵。日常維護(hù)仔細(xì)觀察,總結(jié)規(guī)律,必要時(shí)輔以簡(jiǎn)便易行的應(yīng)急處理措施,同主要利用水生態(tài)系統(tǒng)自身的抵抗力、恢復(fù)力等確保生態(tài)系統(tǒng)全年安全運(yùn)行。

    4.2 控制污染源

    生態(tài)修復(fù)工程的前提是截污,污水治理應(yīng)在生態(tài)建設(shè)之前,水生態(tài)修復(fù)必須以控制營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷為前提。通??赏ㄟ^(guò)采用雨污分流、截污納管等措施,從根本上消除污染源[4]。其中雨污分流要對(duì)污水來(lái)源進(jìn)行調(diào)查,結(jié)合市政污水管道的使用,因地制宜,成功恢復(fù)水體的自凈功能。

    4.3 優(yōu)化水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    自然健康的水生植物群落非常重要,應(yīng)注意保護(hù)好現(xiàn)有的良好植被條件,結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r選擇凈化能力功能強(qiáng)且適應(yīng)力強(qiáng)的植物。沉水植物宜選擇四季常綠、凈化效果好、景觀效果好、生態(tài)安全、便于管理的品種。苗木應(yīng)選擇無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)旺盛、根系發(fā)達(dá)的植株。浮葉植物應(yīng)控制其繁殖力度,避免過(guò)度生長(zhǎng)導(dǎo)致二次污染。通過(guò)構(gòu)造喬木、地被、草坪、挺水植物、沉水植物和漂浮植物層次形成完整的植物景觀生態(tài)系統(tǒng),優(yōu)化水體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

    5 結(jié)語(yǔ)

    湖泊水生植被的恢復(fù)是湖泊環(huán)境和生態(tài)綜合治理的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)的生態(tài)措施之一[5]??偟膩?lái)說(shuō),水生植物可以豐富城市園林水體景觀,吸收水體富營(yíng)養(yǎng),修復(fù)水體生態(tài)系統(tǒng)。水生植被恢復(fù)后,形成有利于水生生物生長(zhǎng)的環(huán)境,在水生植物的共生作用下,氮、磷等有機(jī)物被封存,生態(tài)鏈恢復(fù)自凈功能。重視水生植物與水體的景觀和生態(tài)關(guān)系,在水生態(tài)修復(fù)中融入園林景觀設(shè)計(jì)理念,營(yíng)造一個(gè)生態(tài)與景觀并存的環(huán)境是今后水體景觀發(fā)展的必然方向。

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