水湿因子对不同人工水域系统植物应用的影响

张瑜 郑升 刘华华 苏诗淇 韦廷舟 龙治坚

摘要 在营造湿地公园、人工湿塘、雨水花园等不同人工水域系统时，选择观赏价值高、可适应相应的水湿梯度值的水生植物，做到群落结构稳定、少管理、低投入、功能高效，是现在低影响开发技术措施中亟待解决的问题。针对目前低影响开发技术措施中，水生植物应用存在的不足，探讨在水湿因子影响下，水生植物选择应用的科学性。针对人工水域系统中湿地公园、湿塘、雨水花园生境与设计结构中水湿因子的时空分布特征，分析了其种类适应性筛选策略。

关键词 水湿梯度;低影响开发;水生植物

中图分类号 X173文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）14-0075-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.024

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract When constructing different artificial water systems such as wetland parks， artificial wetpools， and rain gardens， select aquatic plants with high ornamental value that can adapt to the corresponding waterwet gradient values， so as to achieve stable community structure， low management， low input， and highefficiency. It is a problem that needs to be solved in the lowimpact development technology measures. This paper aims at the existing problems of the application of aquatic plants in lowimpact development technology measures， and discusses the scientific application of aquatic plants selection under the influence of waterwet factors. Aiming at the temporal and spatial distribution characteristics of water and moisture factors in the habitats and design structures of wetland parks， wet ponds， and rain gardens in artificial water systems， the types of adaptive selection strategies were analyzed.

Key words Moisture gradient;Low impact development;Aquatic plants

作者简介 张瑜（1990—），女，四川自贡人，硕士研究生，研究方向：园林植物与观赏园艺。*通信作者，助理研究员，从事植物分子细胞遗传、风景园林规划设计的研究。

收稿日期 2019-01-29;修回日期 2019-02-20

随着2014年《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》实施以来，低影响开发技术（如湿地、湿塘、雨水花园等）在城市和乡村的建设中都起着重要作用。水生、湿生植物的选择对于营造湿地、湿塘、雨水花园等人工水域系统的功能高效性具有重要的影响。而基于不同场地类型，如何科学地选择植物配置是设计者关注的焦点之一。笔者以湿地、湿塘、雨水花园为分析对象，探讨其水生、湿生植物种类的选择和应用，以期为人工水域系统的植物配置提供可能的参考。

1 水湿因子与湿生、水生植物

在人工水域系統中，水生植物的选择受制于其生境中水湿因子的空间和时间分布[1]。水生植物在应用中，不仅要注意其栽植密度、季节、区域适应性;还要考虑在水环境中，该类植物生长发育所需要的特殊习性与要求，诸如水湿梯度的适应性、水际线处理、水位管理等。这才能在实际的空间中，营造出理想的水生植物景观。典型的人工水域系统是由人工挖掘的具有池缘、池坡、池底等3部分的凹地地形[1]。根据范围的大小，可以形成十几平方米的浅洼凹地（图1），亦或面积较大的湿地公园（图2）。在这些凹地结构中，水体受到重力的影响而逐渐形成了从池缘到池底，由上至下递增的水深梯度分布格局。为了保证水生植物的成活与良好生长，考虑不同水生植物对于不同水深适应性要求，科学确定植物在水体中种植的范围和界限极其重要[2]。如挺水类的再力花和梭鱼草，必须种植在

0～55 cm水深范围以内;而浮叶类的睡莲和芡实，则要种植在10～150 cm的水深范围以内。超过或者未达到水深要求，均会影响植物的生长发育，甚至导致其死亡。

水湿因子的时间分布规律也是水生植物适应性选择的重要依据。人工水域系统若将雨水作为其水源的唯一来源，则会存在明显的丰水期与枯水期的交替变化。在雨季丰水期，来自道路、建筑、草坪绿地等径流，短时间内可以快速的充满整个系统，使整块区域处于一个多水、潮湿的环境中（图3）;而在旱季则可能出现长时间未降雨的情况，加之高温产生的蒸发量，使得整块区域处于缺水干旱的环境中（图3）。同时，除了季节性的两期交替变化外，日降雨量和月降雨量也会影响人工水域系统的这种交替变化。这样的变化规律使得整个人工水域系统经常性的处于一个“蓄水—排空”的环境格局之中。因此，在植物的选择上倾向于那些既能长时间耐旱又能在短时间内耐涝的水生、湿生植物[3]。

2 水湿因子影响下不同人工水域系统植物的应用分析

2.1 水湿因子影响下湿地公园植物的应用分析

湿地公园是人工水域系统之一，具有运行成本较低、管理高效方便等特点。该系统以良好生态环境和多样化湿地景观资源（植物、动物、微生物、基质四大要素组成的复合生态系统）为基础，以湿地科普宣传、功能利用、文化等为主题，并建有一定规模的旅游休闲设施，可供人们观光、休闲娱乐[4]。水生植物和湿生植物是湿地公园中重要的要素，起着生态净化和景观观赏的双重作用。“湿地植物”包括了水生和湿生植物。水生植物根据生活型与观赏型特征，可以分为挺水、浮水、漂浮、沉水以及海生植物[2];湿生植物是生长在地表常年浅层积水、季节性积水或者土壤潮湿的环境中，是水生植物与陆生植物之间的过渡型[5]。

根据水湿因子的空间分布规律，湿地公园可按照植物的生长习性可设置深水、中水、浅水3个种植区域（图4）。根据水湿因子的时间分布规律，由深水到浅水，逐渐形成深水、中水、浅水、沼生和湿生五大植物区[6]。通常情况下，湿地公园的水体可与外界的自然水体（湖泊、江河）连为一体，不仅可保证其水质的更新和水源的补给，还可以结合一些叠水、溪流、瀑布等，达到丰富景观效果之目的。而在植物的选择上，湿地公园根据水生、湿生植物的水湿、水深要求不同筛选合适的种类（表1）。一般情况下，高等水生植物分布在100～160  cm的水深范围内，挺水及浮水植物适合在30～90 cm的水深范围内，而湿生、沼生植物常以0～30 cm的水深为适（图5）。此外，沉水植物则可生活在深达几米的水域中。在种植设计上，除了遵循植物的生态习性选择适宜的水深和区域栽植外，还应考虑植物搭配的美学原则。①从平面搭配角度，要留出3/5～2/3水面，栽植不宜过密，否则会影响水中的倒影和景观透视线（图6），尤其是沿水际线和水岸线边缘的植间，而且还与陆生植物形成呼应与过渡，避免裙带性种植造成呆板闭塞的景观。②从水体范围大小角度，大型面状水景、小型面状水景、大型线状水景和小型线状水景的植物物种丰富度、密度、均度等都各有不同[6]。③从竖向设计角度，地形的设计可有一定的起伏，植物的栽植应高低错落、疏密有致（图7）。若因特殊的景观需要，要在深水区域栽植浅水或湿生、沼生植物，则一定要做好工程技术措施的处理，保证水位要求满足植物的生长习性（图8）。而对一些富营养化严重或水体污染严重的水体应多种植如凤眼蓝、石菖蒲、水葱等抗污染和净化能力强的植物。

2.2.2 水湿因子影响下人工湿塘植物的应用分析。

人工湿塘是指具有雨水调蓄和净化功能的景观水体，雨水同时作为其主要的补水水源[7]。湿塘有时可结合绿地、开放空间等场地条件设计为多功能调蓄水体。在平时，这可以发挥正常的景观及休闲、娱乐功能;在暴雨发生时，则可发挥调蓄功能，实现土地资源的多功能利用[7]。国外已经广泛利用湿塘、湿地等综合技术措施来处理工业、农业、市政水体污染以及暴雨径流带来的雨水污染[8];而我国关于低影响开发技术的研究则主要集中在雨水花园方面，针对于湿塘或各种技术的综合协同应用的研究尚有待加强。

人工湿塘水生和湿生植物的选择受到其构造和水湿因

子空间和时间分布规律的影响（图9）。从空间分布上，可分为3个区域，即湿塘边缘边坡区、前置塘浅沼泽区、主塘深水沼泽区。在第一个区域，可选用一些适应水陆环境的植物;在第二个区域，可栽植适宜水深要求在0～30 cm的植物;在第三个区域，可选用水位要求在30～160 cm植物。从时间上，湿塘则有调蓄期和洪峰期。若调蓄期和洪峰期流量的范围浮动值过大时，“排水—蓄水”过程都较快，该人工水域系统则常常处于季节性干湿状况。这要求选择的植物要具有较强的耐湿性和耐旱性（表1）。若两者范围浮动值较小，“排水—蓄水”过程都较慢，湿塘则常年处于蓄水的状态。这就选用需要常年生长在水体中的植物（表1）。在种植设计上，除了考虑水生因子的影响因素外，同时也要考虑湿塘与城市开放绿地、居住小区绿地、城市河流绿地等的综合协同设计，共同发挥调蓄、景观生态、净化水质的作用，提高湿塘的景观和生态双重效用[9]。此外，在植物种植设计时也要考虑其平面布置效果，周围的绿化环境和地质地貌的形态，形成统一、和谐的湿塘植物景觀。

2.3 水湿因子影响下雨水花园植物的应用分析

雨水花园是人为在绿地中设计与施工而形成的、具有一定“蓄水—渗透”结构的低洼地形，也是实现低影响开发技术（low impact development，LID）的技术类型之一。该系统可以管理、控制、净化城市中的雨水径流，可达到减少雨洪灾害和补给城市地下水的双重目的[10]。目前，有两类雨水花园比较常见：一是以控制雨洪为目的，常在公共建筑或住宅小区;另一类则以降低径流污染为目的，主要用于城市广场、道路、停车场等[11]。一个完整的雨水花园系统的设计需要考虑到选址、土壤渗透性检测、结构及深度、面积、平面布局、选择适宜植物六大步骤[11]。而植物作为雨水花园中唯一兼具生态与美学双重功能的要素，这对雨水花园的生态性建立和景观性的表达起着重要的作用。

目前，我国雨水花园研究的热点主要集中在设计营造、性能实验研究和应用实践等三大方向，而在植物应用的筛选方面未能引入实验量化分析，使得其植物应用发面缺乏一定的科学性[3]。雨水花园的水湿因子空间和时间维度分布规律主要是源自于降雨量，降雨持续时间、雨水淹没时间等因素的影响。由于雨水花园特殊的浅洼地形（图10），决定了其在水生植物的种类选择上要着重考虑植物的可淹没时间和栽植范围（表1）。周期性的水淹和干旱，要求雨水花园在植物品种的筛选上尽量倾向于既可以长时间处于无水状态又可以忍受一定时间水涝的植物，如北京768创意园区里的阿普贝思雨水花园里选择了鸢尾等植物（图11）。

3 结语

目前，我国对低影响开发技术的水生和湿生植物配置和应用研究相对薄弱。这导致营造的景观存在植物群落多样性低、抗逆性差、实际雨洪管理功能不足、景观同质化等问题。相对于国外，我国此类的研究正处于探索阶段，该应用

体系仍需不断的扩展与完善。诸如观赏价值比较高的水生

和湿生植物的准确水深深度范围与适应水深深度的范围的定量研究。因此，需要加快脚步进行这方面的研究，并将研

究尽快地应用到低影响开发技术上，早日实现我国海绵城市建设的目标。

参考文献

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