从水族生态角度看轻度污染的校园水生态景观的构建与生态修复

祝燕芳 王永斌

摘要： 大学校园水景建设中要考虑到文化、观赏和游憩的需要，也要充分考虑水生态系统的建设。本文从生态水族的角度出发，探讨在校园水景建设，尤其是水体轻度污染条件下的生态水景建设。

Abstract： It is necessary to take into account the needs of culture， appreciation and recreation in the construction of waterscapes in university campuses and fully consider the construction of aquatic ecosystems. From the perspective of ecological aquariums， this article explores the campus waterscape construction， especially the ecological waterscape construction under the condition of slight pollution of water bodies.

关键词： 水族生态；水景；生态；水污染治理

Key words： aquatic ecology；waterscape；ecology；water pollution control

中圖分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）12-0163-03

0 引言

中国园林设计历来注重水的应用，水景的应用自不可少。而随着高等教育的发展，社会和师生都对校园景观建设提出了更高的要求。科学合理地设计校园水系，构建生态水景，既能创造更加美好的校园环境，也能促进城市生态建设。然而由人类活动所引起的水体问题近年来多次引发广泛的关注。根据国家2011年的一项评估结果[1]，全国有超过40%的自然水体处于污染或富营养化的状态，在东部地区已经很难看到水质清澈的天然湖泊。而大学校园中的河流、湖泊，尽管多数属于人造水体，但受周边环境及流域水系的影响，水质也多数处于富营养状态，部分还存在着轻度的化学和化工污染。

1 景观水生态修复的有关理论和方法

生态设计一般被定义为：与生态过程想协调，将对环境的破坏和影响尽可能减小的设计方式，在这种方式下，景观设计要尊重自然环境没减少对资源的剥夺和破坏，保持水循环和再次过程中的营养盐循环，维持动植物的生存环境，保持生态系统的健康[2]。

在生态景观设计中，特别注重水生态的自我修复。自然水体受到污染后——必须强调是一定程度内的轻微污染——水体会通过自身生态系统内的各种物理、化学和生物过程，将污染物固化、分解、再利用，最终达到污染的消除。在此过程中，植物、动物、藻类、细菌等各种生态元素都会参与其中。水生态自我修复的过程，是水族生态存在的基础，也是生态水族技术的核心理念。通过此过程所达到的污染治理，可有效降低水中营养盐的含量，增加水体含氧量，抑制低等藻类繁殖，提高水族生物活性。

采用生态设计方法进行水景设计，在轻度污染的水体生态修复过程中，可有效降低设施的投入，也不需要向水体投放化学药物造成次生污染，同时还有利于景观与自然的和谐，这些优点使得此方法在水景设计中具有巨大的发展潜力。

2 借鉴生态水族技法进行轻度水污染治理和水族景观的设计

生态水族技术是人类对过1000多年水生动植物养殖的经验进行总结，结合现代科技和现代工业产品，以水环境、水化学为基础发展而来的新型的、科学的水族生物饲养、培育的技术。小到家中的水族箱，大到海洋世界，从池塘养殖到海洋牧场，从观赏鱼到海珍品，几乎所有的现代水族产业，都建立在生态水族技术之上。

从水景设计和建设到水体管控上，生态水族的以下技术或理念可以借鉴：

2.1 减少喂食，从源头入手控制水质恶化——节污是水环境修复的基础

生态水族在生物饲育过程中讲究投喂食物要少量多次，以能让生物够吃为原则，尽量减少食物的剩余，不追求生物的快速生长。这是因为无论什么样的生态环境，其对污染的容纳能力都是有限的，即使是作为地球上最庞大、最稳定的生态系统的海洋也是如此，近年来东部沿海地区频发的赤潮现象就是最好的证明。作为范围有限的人工水体，一旦污染物短时间内大量进入水体，即使只是无化学毒性的蛋白质、营养盐类的污染，也会给生态系统带来灭顶之灾，生态系统中的动植物、有益藻类和菌类都会因为过大的污染压力而死亡，导致生态系统的崩溃。即便污染物总量并没有达到让系统崩溃的程度，大量的污染物也会导致一些不想看到的局面，比如有害藻类的滋生等。因此，水环境污染的治理，哪怕采用最科学的生态修复方法也不是一劳永逸的，节污仍然是首先要考虑的要素。

2.2 水草栽种，构建立体水景——水生植物能有效帮助生态循环的建立

生态水族不是养鱼，这一点经过20多年的争论，正逐渐被国内大多数水族爱好者所接受，同时饲养鱼虾蟹螺以及不同品种的水生植物，构建一个相对稳定的生态环境，将自然美景浓缩于家中是生态水族的追求。栽种植物并不仅仅是出于观赏的需要，水生生物，尤其是水生植物，可以对水体污染的治理起到巨大的作用：

一方面，密集的水生植物通过根叶茎在水中会形成天然的物理屏障，既能改变小范围的水流让悬浮的颗粒等污染物沉淀，又能使水中的胶体状物质形成附着，起到固化的作用；另一方面，植物生长过程中为满足滋生的生理需要，会从水中吸收大量的矿物元素和有机物质，这能显著改善水体的污染物含量，帮助水体进行净化。几乎所有常见水生植物，对水体污染物都有着移动的吸收作用，如菖蒲、水花生、水葫芦能大量吸收水中的氮、磷；荷花、莲花等开花的植物以及有着鲜艳叶片的植物通常都能吸收水中的重金属离子，芦苇、浮萍等植物对低等藻类有着一定的抑制作用等。

因此，在水景设计过程中，栽种水生植物，不管是国内自然水体中常见的金鱼草、果然喜闻乐见的荷花莲花等沉水植物，还是诸如红树等挺水乔木，以及水葫芦、浮萍、菱角等浮水植物，都能在水生态系统中发挥巨大的作用。

2.3 采用人工过滤材料，注重生物过滤系统——培育生态温床，加强生物容污能力

在生态水族技术中，过滤材料的选择对良好水环境的构造具有着重要的意义。一套完整的淡水生态水族过滤系统，至少包括用于进行物理方式隔离大颗粒物体并帮助胶体附着的初级过滤材料、用于进行有害有毒物质吸收的活性炭类过滤材料，以及用于培育生态循环所需微生物的多孔过滤材料，其中微孔丰富的过滤材料如生化棉、陶瓷环、细菌屋等，都可以显著提高系统生物过滤的效果。这是因为水中氮循环所需的微生物是以菌膜的形式附着在固定物体上并发挥作用的。而这些材料利用自身的特殊结构，大幅度增加与水接触的面积，让更多的有益细菌能吸附其上，发挥水体净化和营养物质转化的作用。

在天然水体中，这种细菌的温床主要由泥土、砂石来完成，水生植物的叶面也能起到一定的作用。在水景设计中，可以通过利用如火山石等孔隙丰富的材料建设水岸的方式来加強这一功能，甚至可以直接把水岸或河底建设渗流生物膜净化床的方式[3]。

2.4 水泵动力，促进水循环流动——通过微景观构造循环环境，以期流水不腐

古语言“流水不腐”，虽然分析其根源，生态水族技术更倾向于把原因归结为生物作用，但流水在此过程中仍发挥着重要的作用——让微生物膜以及其他的过滤材料与水更充分的接触，同时通过水的流动增加水体含氧量，可有效增加微生物系统的活性。校园景观水体受各种条件的限制，往往是死水，既没有自然水源的注入，也没有固定的水体流动。在水景设计中，可以通过水泵等人工动力装置，让景观水体中的水流动起来，在局部形成小循环；通过多处景观构建，从结构上构成多河流溪流的结构，让水从整体上流动起来，即使仍缺少对外的水交换，但也可以让死水变活水，增加水体的自洁能力。

2.5 定期换水，排除无法自然消除的污染物——通过物理干预加快污染物的排除

在生态水族领域，一直有“不用换水”的传说，然而传说就是传说，所有科学的生态水族技术指导中都会明确指出，定期换水的重要性。“问渠那得清如许，为有源头活水来”，千古名句也指明了水环境保持的重要环节。为一个密闭的水体进行水体更换，一方面可以通过将一部分收到污染的水排出，降低污染物的总体含量，减轻河流生态系统的压力。另一方面，新水的注入可以为水系统中引入充足的微量元素等物质，对水体生态的保持有着积极的作用。

2.6 净水宝和硝化细菌制剂添加——人工进行微生态加强

在生态水族箱建立的初期，一般会通过添加硝化细菌的生物制剂帮助其快速形成生态系统。校园水体生态环境的建立，除利用各种条件进行生态景观设计，帮助其自然形成生态系统，实现环境修复外，还可以采用人工干预的方式，根据水环境监测的结果，适当向水体中添加人工制剂，以帮助生态系统建立或减轻系统压力。如当水体中出现短时间的藻类爆发趋势时，通过少量铜药的添加，可有效抑制藻类生长。当水体微生物不足却需要更强的生物净化能力时，可向水体中投放如枯草菌、乳酸菌、硝化细菌等对生态环境有益的菌类，帮助水体进行微生态强化等。

2.7 灯具照明和水温控制——营造适宜的生态条件，促进生态系统形成

生态水族从本质上讲，是对水族生态的营造，在有限的空间内，通过生物、器材及相应的管理形成一个较为稳定的水生态系统，这个生态系统不仅对于可见的饲养生物成立，对于硝化细菌等微生物也同样意义重大。校园中的水系环境，受制于大自然的季节、天气变化，也很难用人工的方式去做大规模的干预，这使得水景设计中对各种自然要素的把握要求更高。如水生植物种植的位置，需要根据所选择的植物对光照的要求和植株的高矮来设计合理的水深，以满足生长的需要；生物过滤系统培育床需要考虑到温度相对稳定，夏天应能避免太阳的暴晒，冬天能少受冰冻，为微生物提供稳定适宜的生长条件；溪流系统要考虑到水的蒸发等等，只有环境条件稳定，生态环境才能稳定。

3 结束语

由于人类生存环境的改变，如空气污染物随雨水进入水体、地面污染物随水流进入水体等，校园景观水体也无法独善其身，必然会因为各种原因受到一定的污染。而与其他水污染治理方法相比，水生态生物自然修复法是遵循水族生态的自然规律来实施的，有着投入少、效果好、安全可靠的特点，在治理水污染的同时，逐渐恢复水环境生态系统，对于轻度污染的水体尤其有效。在校园水景观建设过程中，如能充分参考生态水族的关键技术，在设计中融入水生态的理念和技术，通过水景帮助水体提高自洁能力，不管是对水污染的预防还是轻微水污染的治理都有着积极的作用。

但有一点必须指出，由于这种修复方法需要借助水生动植物及环境中的各种微生物来实施治理工作，因此受季节、光照、温度、降水等自然因素影响较大，也很难见到立竿见影的效果，必须要从较长时期的规划区考虑和实施。

参考文献：

[1]曹加杰，阮宏华.受损水生生态系统中水生植物生态恢复研究进展[J].中南林业科技大学学报，2013（11）：125-129.

[2]俞孔坚.景观、文化、生态与感知[M].北京：科学出版社，1998.

[3]孙丽娟，费寿娥，曹绪峰.城市景观水生态修复方法研究进展和发展趋势[J].金陵科技学院学报，2008（6）：77-80.