基于实践验证的水生植物应用策略探讨——以福建农林大学金山校区观音湖生态改造工程为例

许贤书 庄晓敏

管子曰：“水者何物？万物之本源也。”人类“缘水而居”由来已久，积淀出的爱水、亲水的天性，促使人们青睐于亲水环境，热衷于水体景观。同时，水是生命之源，生态之本，是生态环境不可或缺的构成要素。而水生植物则是水生态环境中能量转化和物质循环的纽带，既在水体净化方面发挥着无可代替的生态功能，对维持水环境系统的生态平衡有着特殊作用，同时又是水体生态美、视觉美的重要载体[1]。

基于水生态文明、“海绵城市”“城市双修”等建设背景，如何合理运用水生植物，实现水生态环境综合治理，优化城市水环境及雨水景观空间，修复区域流域生态系统，再现水秀、岸绿、河清的美景，是非常值得深思的课题[1]。本文以福建农林大学金山校区观音湖生态改造工程为例，阐述经过自然选择、人工干预，历经7年而形成的趋于稳定的水生植物群落结构，以期能够对湿生、水生植物的应用提出更为细致而有效的应用，真正做到“因地制宜，适地适树”。

1 水生植物概述

水生植物景观的范畴是以水域空间包括水陆交界的滨水空间和四周环水的水上空间为载体的植物景观。水生植物狭义范畴上是指生长在水里的植物，广义范畴上包括水际（缘）植物和水生植物，本文所指即是用于水体景观营造中的广义水生植物。

1.1 水际（缘）植物

水际（缘）植物通常是指湿生植物，在自然驳岸边种植、具备一定耐水湿能力的植物。耐水湿能力包含两个方面：一是在土壤水饱和条件下的耐水淹时间；二是达到水饱和前对高土壤含水量的耐受能力。

水缘植物的配置是水体景观的重要组成部分，通过植物的色彩、线条及姿态增加水的层次，柔化软化生硬的石土岸线，同时可以与水面和周遭的景色组成一幅优美的图画[2]。

1.2 水生植物

水生植物指生理上依附于水环境，至少部分生殖周期发生在水中或水表面的植物类群。除了在水面和水中自然生长的植物外，还包括在湿地、小溪、水潭、水池和湖泊、江河等边沿生长的植物。一般分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物[2-4]。

水生植物作为特殊的植物材料，除具有绿化美化环境的基本功能外，还有净化水质、改善水体生境等巨大的生态效益。水生植物的应用配植在园林水景营造以及水体净化工程中起到关键的作用，并维持着水体生态环境的平衡。随着人们对环境要求的进一步提升，水生植物的景观功能将会进一步与生态功能相结合，这就要求水体景观设计时充分考虑生态工程的建设，合理引入水生植物，盘活水体生态资源，以生态枢纽的模式，构建水系与园林其他系统的联系[5-6]。

2 工程概况

本案例工程位于福州市仓山区福建农林大学金山校区（校本部）内，属于校园景观项目。观音湖位于金山校区中部偏北，其功能是作为校园景观水体与北部校区的蓄洪区。2011年初校园启动观音湖雨污分流工程，同时对其进行生态景观改造。工程于2011年10月竣工，历时七年之久，观察水生植物的优胜劣汰、自然选择，才作为工程实践经验和教学案例进行推广。

2.1 基地现状

福建农林大学金山校区位于福建省福州市仓山区，地理位置为东经E119 °14′，北纬26 °05′，属南亚热带季风气候，年平均气温19.6℃，最高温42.3℃，最低温-2.5℃，年平均降雨量1 343 mm，无霜期326天。

观音湖为较规整式长方形人工水面，四面临校园干道，以道路为界，规划总面积80 206 m2，其中水面面积70 280 m2，陆地面积9 826 m2。水域中部南北向的求知路将其分为东西两个水面，东面建有湖心岛，有栈桥与湖岸相连；西面有一石砌堤岸连通南北两侧，分割西面水域，西南角水面植栽荷花。湖面四周为规整式毛石驳岸，环湖有较为单一的带状绿化，东侧为洋紫荆，西侧为南洋楹，南侧为白玉兰，北侧为荔枝，求知路为柳树与碧桃等。环湖道路海拔为8～8.5 m，水面海拔为6.0 m，平均水深约1.2 m。

2.2 观音湖生态改造内容

观音湖作为福建农林大学金山校区的核心景观，环观音湖区域是校内师生利用率较高的室外空间，其景观效果也是学校的名片，同时是校内多个专业如园林、风景园林、植物保护等相关专业的实践教学基地，故观音湖的生态改造一直是校园的主要建设工程，此次改造是一次综合性的并且是由校内相关专业的师生共同完成的科教结合的工程。改造内容包括了给排水工程、总体布局、驳岸工程、土方工程、绿化工程等内容（图1）。

（1）利用校园自来水引水管线，引闽江水对湖区进行补水。改造前水源来自地下水、北区地表水汇集及部分生活污水排放。

（2）沿魁岐路南侧湖岸，建设污水管线，汇集北区污水集中引致西向三环的市政污水管网。

（3）沿魁岐路南侧湖岸、荆东路西侧湖岸进行填土，建设缓坡入水的生态湖岸，起到掩埋污水管线作用，同时改变生硬的湖岸景观。新增绿地6 927 m2，增加可绿化的生态湖岸线535 m。

（4）沿求知路两侧岸线，建设规则式水生植物种植池，总长330 m，回填塘泥，池面高程5.8 m，春天荷花长叶时水位高程控制在6.0 m，其他季节水位高程在6.5 m。

（5）西北角回填土，抬高湖底高程到6～6.5 m，作为水森林景观区。沿栈道外侧建设19个圆形种植池（防腐木钢筋固定，内填种植土），种植池高程6.8 m。

（6）东西两区各增加一个人工岛，与原有的湖心岛形成“一池三山”的景观布局。

（7）沿湖布置环形游步道、栈桥、观景木平台及休息亭廊、情景雕塑等园林景观设施。

改造后的观音湖水体景观层次丰富，岸线形式多样：东北两侧为自然式驳岸，南侧则是以木栈道为界的规则式岸线，西侧毗邻西芹路的垂直岸线，同时为了软化西侧岸线则扩大了荷花种植区，增设了水森林种植区。环观音湖一周的岸线构建及水中小岛的建设，为水生植物景观的营造提供了不同的基底，也为形成丰富多样的水生植物景观创设了良好条件（图2）。

3 水生植物景观营造

3.1 植物造景原则

本次改造工程不仅美化校园，更是一次水生植物景观营造的工程实验。通过对场地的改造，构建一个可循环的水系统，同时创造不同的生境，以满足不同类型植物的生长条件，并通过长时间的自然选择，确定适宜植物配置，营建优美的水生植物校园景观。

3.1.1 绿化低维护，景观可持续

植物景观的营造除受到设计师造诣、场地条件等因素的影响外，最主要的还是后期的维护[7]。在某种程度上，植物生长的好坏是决定植物景观最重要的因素之一，从时间维度上，植物景观的价值已不再是搭配、色彩、形态等。跟项目以发挥水生植物的生态功能为第一要义，植物的选择以实现滨水绿化低成本低维护为主，旨在营造可持续发展的校园水域绿化景观。

3.1.2 功能丰富化，景观多样性

工程实践的场地在校园内，为实现“以境育人”“景观反哺教学”等功能，园林学院师生借助于该工程引种多种类型的水生植物及沼生树木、红树植物等，以满足科教、自然教育、植物景观多样性的需求，同时也可探索红树植物在淡水区域的生长情况。

3.1.3 形式因地制宜，品种适地适树

通过改造丰富了观音湖的岸线，增设了水上种植池。在景观营造上，遵循岸线形式，在北岸、东岸的生态驳岸上采用自然式配植，求知路种植池采用规则式配植。植物的选择上适地适树，乔灌草结合，注重驳岸绿化的层次结构，同时为丰富水面层次，在观音湖西边扩大荷花种植池并增设水中树池，营造水上森林的景观效果。

3.2 植物选择

本次工程改造选择水生植物共30种，其中浮叶植物2种（睡莲、狐尾藻）；挺水植物10种（荷花、草泽泻、大慈姑、剑叶梭鱼草、水竹芋、香蒲、旱伞草、纸莎草、水葱、花叶水葱），湿生植物13种（黄菖蒲、鸢尾、蝴蝶花、芦苇、花叶芦竹、大花美人蕉、野芋、春羽、小天使蔓绿绒、海芋、水菖蒲、千屈菜、翠芦莉），红树植物2种（桐花树Aegiceras corniculatum、秋茄树Kandelia candel），沼生植物3种（水杉、池杉、水松）。

另外，岸边绿地还配植有耐水湿乔灌木，包括木芙蓉、长梗柳、水石榕、垂枝红千层、凤尾竹、金叶千层、红叶乌桕、鸡蛋花等。

3.3 分区设计

3.3.1 水森林区

1. 观音湖改造内容示意图

2. 观音湖改造后总平面图

采取人工回填土抬高湖床，以利沼生树木生长。常水位时水深约0.3 m，低水位（春天）时湖床露出水面。上层配植水杉、池杉、水松，苗木选择胸径10～12 cm的袋苗；下层配植草泽泻、野芋、香蒲、桐花树、秋茄等水生植物及红树植物；水岸配植花叶芦竹、木芙蓉、水菖蒲、红叶乌桕等（图3）。

经过7年种植实践，上层乔木中池杉、水松生长良好，膝状根逐渐长出，生长量与陆地栽植环境基本相当。而种植在圆形树池中的水杉因水位偏高，生长不良，部分枯死。下层的红树植物中桐花树生长良好，能正常开花结实，但未见自播小苗，试验证明桐花树能够在淡水湖面引种栽培。另一种红树植物秋茄则不能适应淡水环境，生长不良，在5年时间内陆续死亡（图4）。

3.3.2 缓坡驳岸区

人工回填土的缓坡生态驳岸，坡度在1:5左右，常水位上下0.3 m区域配植水生植物，主要选择挺水与湿生两类植物进行2～3层自然式配植[8]。以驳岸游步道作为景观线，结合耐水湿乔灌木群落式布置，利用不同水生植物的高低，控制景观视线开合。以观叶水生植物为主，局部成片配植观花水生植物，如千屈菜、鸢尾类、翠卢莉等（图5）。

3. 水森林区种植设计图

4. 水森林区种植实景图

生长7年后调查发现芦苇、花叶芦竹、香蒲、旱伞草与水竹芋5种适应能力最强，固坡效果好，其中芦苇、花叶芦竹、香蒲分蘖能力强，根茎向浅水区与陆地扩散蔓延，其高大密集的植株容易掩盖侵蚀与之相邻低矮的水生植物，如鸢尾、水菖蒲等，压缩其生长空间。草泽泻种子与狐尾藻营养体易随水流扩散到其他浅水区繁殖生长。黄鸢尾、鸢尾、剑叶梭鱼草等小型水生植物根系被水流冲刷后，容易漂浮起来，转到其他水岸重新生长。

3.3.3 路堤区

求知路路堤为毛石垂直驳岸，为柔化驳岸景观，在路堤两侧构建水生植物种植池，种植池为带状规则式，池面低于常水位0.3 m，植物以高大挺水植物为主，成片配植水竹芋、芦苇、旱伞草、香蒲、大慈姑5种植物（图6）。除大慈姑外其余4种长势良好，春天柳树发新叶、碧桃映红时，嫩绿水草与之相应，是湖区一年中最美的景色。

大慈姑第一年长势良好，到第二年因球茎被鱼啃食，逐渐减少，最后消失，植床自然长出其他水生植物。

3.3.4 荷花区

湖区西南角原生长有一片荷花，生态改造时予以保留，并结合其上的栈桥、亭廊建设，扩大荷花种植区面积（图7）。为防止荷花无序扩散，按景观设计在外围作曲线阻隔墙，同时回填湖底清淤时挖出的塘泥，降低种植区的水深以利荷花生长。在保留原有品种基础上，引种其他观赏荷花品种，达到丰富花色花型、延长赏花时间的景观效果。

4 结果分析

4.1 高大草本水生植物具有固坡优势

水生植物（主要是挺水及湿生植物）具有固坡作用，其中分蘖能力强、根茎发达的大型草本作用尤其明显，但小型草本固坡作用相对较弱。园林绿化区域的较大水面，风力与水流形成的波浪对人工建设的缓坡土质驳岸有一定的冲蚀作用，固坡能力弱的小型草本如鸢尾、梭鱼草等，容易被水流逐步淘蚀根部，最后浮于水面，被水流带到其他水面平静区域，重新扎根生长，甚至造成泛滥[7]。

基于上述原因，在较大水面设计水生植物时，应充分考虑水流对其生长影响，分析湖面水流冲击方向（观音湖的水流冲击主要在东面），在冲击面强的驳岸应配植固坡能力强的水生植物，固坡能力相对弱的水生植物，应配植在水流相对平静的驳岸区域。观音湖工程中，种植在东面驳岸的黄菖蒲、剑叶梭鱼草、草泽泻等，种植七年后多数都已漂到西北向浅水区域重新生长成片，而芦苇、水竹芋、水葱、花叶芦竹、香蒲等抗波浪能力强的高大草本则生长良好，起到了很好的固坡作用。

4.2 采用工程措施营建适合的生境

（1）限定生长区域

分蘖性强的大型水生植物，如芦苇、芦竹等，侵占扩散能力强而迅速，对其周边配植的小型水生植物生长影响显著，使其他植物失去生长空间，最终达不到高低错落的水生植物群落景观，即便生长在陆地区域，也会影响园路的通行，增加后期的养护成本。因而在设计时就应考虑其后期影响，采取一定的工程措施控制其生长区域，一般构建阻隔墙阻断根部扩张，阻隔墙地下深度应大于0.6 m。

（2）调整种植区水位

部分草食性鱼类如草鱼、罗非鱼等会啃食植株，影响水生植物生长。荷花春天的初生浮叶最易被啃食。根据大鱼少在浅水区活动的特性，可利用降低水位起到防止被鱼类啃食的效果，种植区水深小于0.3 m即可起到作用。球茎类的水生植物如慈姑、荸荠等，球茎易被鱼类啃食，也应配植在浅水或水际区域。

（3）选择适宜植物

自然高度高于2 m的挺水、湿生植物，如芦竹、芦苇等长大成片后，容易遮挡游人视线。在水生植物配植时，应对临水区域的园路作视线分析，需要透视的景观空间，应配植低于视线的低矮水生植物。草泽泻、翠卢莉等种子自播能力强的水生植物，种子容易随水流、风力传播到其他区域发芽生长；狐尾藻等植株体容易营养繁殖，极易扩散，配植时应考虑其特性[8]。

应用水生植物的绿化区域，生境条件优越，杂草生长迅速。因而，在低维护的景观绿地，应选择适应能力强、植株强壮的水生植物种类，如旱伞草、水竹芋、蒲苇、芦竹等。

5 结论

在水生态文明和“海绵城市”的建设背景下，水生植物的应用和水生植物群落景观的营造已成为人们广泛关注的领域。综上实践表明，通过7年的时间，观音湖区域的水生植物景观群落已趋于稳定，其工程实践的结果具有较高的参考价值，实验结果具有可推广性。水生植物的科学选择及合理配置是水生态环境功能得以实现、水生植物作用得以发挥、水休景观效果得以呈现的前提和基础，是水生植物群落景观营造过程必须思考的问题。因此，水生植物的选择和配置应根据植物本身的生活及生态条件，结合设计美学逻辑、功能逻辑等，构建既满足生态要求又兼顾景观、文化功能的水生植物群落景观，实现人工湿地生态功能和景观价值的有机结合[9-10]。

5. 驳岸区种植实景图

6. 路堤区种植实景图

7. 荷花区种植实景图