水生植物在城市景观水体生态修复中的运用

聂莉

（广州市绿化有限公司，广东 广州 510440）

0 引言

城市中的景观水体不仅是城市园林不可或缺的造景要素，也是众多生物的栖息地，具有净化城市中水的潜力，是城市绿色基础设施的关键组成部分[1]。在当前城市景观水体水生态环境易受破坏的背景下，如何修复水体质量显得尤为重要。水生植物观赏价值高，可净化富营养化水体，是城市景观水体的主要造景元素。本文通过实际案例对城市景观水景常用的水生植物种类及作用、水生植物在水体生态修复技术中的运用、水生植物质量控制措施、潜在问题保障处理措施等方面进行分析，以期为水生植物在城市景观水体生态修复项目提供参考，促进水生态修复的应用，有效解决城市景观水体污染治理问题。

1 水生植物类型及其作用

1.1 水生植物的类型

水生植物往往指生活于水环境中的植物，他们具备一定适应水环境生长的特征。水生植物从生态类型角度上可分为漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物。

（1）漂浮植物。根不着生在底泥中，整个植物体悬浮于水面的水生植物，如槐叶萍、凤眼莲、浮萍等。

（2）浮叶植物。植株扎根基底，叶漂浮于水面的水生植物，如睡莲、菱、荇菜等。

（3）挺水植物。根着生在底泥之中，茎、叶等挺出水面暴露在空气中。挺水植物常常处于水陆过渡地带，如芦苇、水葱、菖蒲等。

（4）沉水植物。植物体全部位于水层下面，植株扎根基底。这类植物的叶子大多为带状或丝状，由于完全沉水，该类植物更适应水环境生长，如苦草、水车前、金鱼藻等。

1.2 水生植物的作用

在城市水景中，水生植物因其独特的韵味被大家所喜欢，无论是青翠的荷叶、修长的水葱还是碧绿的伞草均随处可见。“鸟弄桐花日，鱼翻谷雨萍”，水生植物不仅满足了人们的观赏要求，更是将景观的形态美提升到了一定的意境美，给人们创造了一个个野趣、丰富、耐人寻味的园林意境。随着城市风景园林的不断发展，市民对景观要求不断提升，水生植物不仅起到提升景观效果的作用，因其自身的特性，还具备一定的净化富营养水体，提高水体的自净能力，在水体生态修复中发挥重大作用。

1.2.1 抑制浮游藻类植物

通过研究表明，部分水生植物具备抑制浮游藻类过量繁殖，减少水华暴发的作用。例如，芦苇具备能够有效抑制蛋白核小球藻的功能。

1.2.2 吸收各种营养物质

水生植物可以有效吸收氮、磷等营养物质，同时将这些物质同化为本体结构。例如，金鱼藻、苦草、狐尾藻等能去除氮和磷，香蒲可以吸收废水中的重金属等。水生植物中吸收营养物质应用最多的为沉水植物。沉水植物通过自身特性，有效减缓营养物质储备速度，使得营养物质的输入、输出达到一定的均衡状态，同时他们还可以减少营养物质的总量，是当今有效改善水体富营养化的重要素材之一。除此之外，沉水植物还能促进氮的硝化-反硝化反应，逐渐成片长满水底后，可防止底泥的再悬浮，提高水体生态自净能力[2]。

1.2.3 其他生态功能

除了可以抑制浮游藻类植物和吸收水体富营养元素，水生植物还具有各种物理、化学效应。例如，固化底泥、加快悬浮物的分解速度，增加透明度，净化水质；减少水动力，减轻风浪对水体的扰动及底泥营养盐的释放，为微生物提供合适的栖息场；提高水体氧气含量，有助于去除水体中固体沉淀物质等功能。

2 水生态修复技术应用

当今水体修复方法主要分为物理修复、化学修复和生物修复。生态修复是一种以生物修复为基础，同时结合使用物理方法、化学方法以及相应的工程技术措施的综合修复法。水生态修复是在生态学原理的指导下，综合使用多种方法修复被污染水体的修复方法。在广州动物园三大湖的改造项目中，沉水植物得到充分利用，项目通过“水生态系统构建技术”形成一个综合的生态系统，达到水质深度净化的效果。接下来一起研究水生植物在该项目水体生态修复技术中的运用。

2.1 治理前水环境分析

广州动物园三大湖治理前，水生态环境生态脆弱，水体野杂鱼众多，沉水植物缺乏，水生植物覆盖度几乎为零，氮磷等营养盐处于较高水平，底泥表现为深灰黑色、黑色，饱和，流塑，含腐殖质。湖泊水环境抵御外界干扰能力差，水体自净能力不足，易导致蓝藻爆发，生态风险处于较高水平。

2.2 水生态修复技术应用

项目的重点是如何构建有效的清水型生态系统，其核心框架为沉水植物群落、浮游动物群落、水生动物群落的构建。除此以外，项目还通过构建高效曝气系统来提高水体溶解氧浓度，达到提高生态处理能力、实现水质稳定达标的效果。施工工序主要包括：前期调查及清淤、水生植物种植、微生物投放、水生动物投放等。

2.2.1 前期调查及清淤

施工前先将鱼类进行转移或科学放生，由排水闸进行排水，无法通过水闸排的部分则由强排泵进行，将湖水排入市政管网，以便对系统长期累积的底泥进行生物清淤。然后选用高质量的中草药无毒型底泥活化剂、微生物制剂等，均匀的喷、泼洒在整个底泥，一方面对湖泊长期淤积的底泥进行生态清淤，避免后期底泥对上覆水层的污染，另一方面，可营造良好的微生态环境，促进后期沉水植物的良好生长。

2.2.2 水生植物种植

种植水生植物是该项目生态修复的重点，项目通过配置多种水生植物，不仅增加了水体的景观效果，同时由于考虑不同季节水生植物的生长特性，在确保生物多样性的同时又起到增强生态系统稳定性的作用。项目因地制宜，结合周边设施及施工范围生态环境特点，采用矮型苦草、刺苦草、小茨藻搭建沉水植物系统。沉水植物配置方案如表1 所示。植物种植采用插秧作业方式，局部水体工程人员无法插秧，则采用抛秧补种方式，种植顺序为深水区（水下森林）导浅水区（水下草皮）。

表1 沉水植物配置方案

2.2.3 微生物投放

项目通过对湖泊进行微生物投放来达到对藻类、悬浮颗粒物进行控制。利用食藻虫有效地消除藻类，同食藻虫一起投放的还有有芽孢杆菌、光合细菌等硝化与反硝化细菌以及各种噬菌体。微生物通过泡沫箱包装空运，投放数量视水质污染程度而定。项目通过微生物提升湖水透明度，为水下植被的生长营造了一个良好的环境，对控制和预防水体藻类，起着至关重要的作用。

2.2.4 水生动物投放

当沉水植物群落恢复后，引入水生动物构建食物链，发挥其生态功能，实现水体的生态平衡和自我净化。项目主要引入鱼类、虾类、软体螺贝类及滤食性动物等，用于延长食物链，完善水生态系统，同时也提高了水体的自我净化能力和生态系统的稳定性。水生植物种植完毕后，沉水植物生长逐步茂盛，开始投放各种水生动物（鱼虾螺贝），进一步完善食物链，构建完整的水生态系统。

2.2.5 生态系统的优化调整

水生态系统初步构建成功后，需要进行进一步的优化调整工作，包括病虫害控制、水生植物补种、水面清洁维护、生物群落及生态系统优化调控、水体应急处理系统设备养护管理等。食藻虫投放完毕，水质透明度得到逐步提高，此时可以补种那些因施工前期水体浑浊而导致的漏种部位，同时局部分布不合理的水草进行调整，进一步提升水底景观，最终实现水质深度净化，稳定达标。

除做好以上工作外，为降低三大湖中水禽投喂点水禽粪便对周边水体造成的不利影响，项目还实施原位/异位集中式处理系统，同时做好项目保洁，定期对水体生态系统进行检测，巩固水生态系统的稳定，保持水体自净效应。该项目通过水生植物在水生态修复技术的应用，完善了水体生态系统生长环境，打造了一幅天鹅湖畔舞，鱼虾草中游的生态园林水景。

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3 水生植物应用于水体生态修复的潜在问题及处理措施

3.1 局部水域景观不良

水生植物种植后，会出现局部水体流动死角，在刮风、强降雨情况下，可能会出现局部各种植物落叶等漂浮杂物集中，个别区域水草生长缓慢，水景效果可能不理想。

为避免以上情况发生，应根据区域特点，设计全部配置合适水生植物，同时结合相应应急措施和维护管理，能够做到把风险和问题消灭在萌发初期。日常加强巡逻和维护管理，及时打捞、处理水面的垃圾杂物和泡沫等。有需要时可以移植水草，优化局部水体景观。

3.2 不科学放生或捕捞破坏生态

由于景观水体一般为开放式水体，水生态实施完成后，鱼类作为生态系统最重要的消费者，或被片区居民捕捞，或不当放生，会带来许多负面生态效应。

在水生态修复工程完工后，应强化管理，合理投放、添加或移除灾害性鱼类，同时补投肉食性鱼类优化生态且要禁止游人随意捕捞水生动物。

3.3 外源污染影响

游人活动时，向水体投放偶然性污染物，降雨地表径流、周边绿化因施肥等因素影响水体水质。外源污染要注重治理，才能保障控制效果。首先要加强日常巡逻和监管，遇到排污或者突发污染情况要及时处理。其次采用漂浮湿地措施，削减污染负荷，同时增设处理装置，结合园区日常管理水平的改善，减少各类污染源，从而降低系统风险。最后充分利用水生态系统自身净化能力，水生态系统具备一定纳污能力，持续性暴雨、周边绿化施肥等因素带来的影响，一般2～7d 即可自行恢复。

3.4 极端天气的不利影响

持续高温天气、暴雨、台风等天气，会在短期内对水体造成不利影响，导致透明度下降和水质不稳定的情况，需在事前和事后进行应急处理措施，及时恢复水质和生态稳定。

华南地区持续性高温，会对水草成长产生不利影响，低温一般不易造成水草凋亡；持续暴雨和台风等不利天气，短期内会对水质和景观不利。若出现极端不利天气，出现水草凋亡，则尽快采取补种措施，紧急情况采取应急措施，辅以外力使水生态系统尽快恢复平衡。

4 景观水体的生态环境维持

水生植物能够有效净化水质，但如果利用不当也会对水体带来二次污染。如凤眼莲在抑制浮游藻类同时也能在很短时间快速占据较多水域，其他类型植物被他给挤掉，从某种程度上来说，他们使得水生植物种类有所下降。在他们大量繁殖的时候，同时也阻隔水体和外界空气、阳光的交换，减少了氧气的溶解含量，不利于水体生态系统发展[3]。如何维持景观水体生态环境是城市景观水体生态修复中的关键。

4.1 做好日常维护工作

在后期维护时期，要定期巡查，跟踪监测水生态系统，及时打捞水面垃圾和漂浮物。发现植物稀疏时要及时补种，发现过密时要适当移除，避免叶片互相遮挡，影响光合作用。保持水体透光度，充分的阳光是沉水植物获得光合作用，达到生态修复功能的关键。日常维护仔细观察，总结规律，必要时辅以简便易行的应急处理措施，同主要利用水生态系统自身的抵抗力、恢复力等确保生态系统全年安全运行。

4.2 控制污染源

生态修复工程的前提是截污，污水治理应在生态建设之前，水生态修复必须以控制营养负荷为前提。通常可通过采用雨污分流、截污纳管等措施，从根本上消除污染源[4]。其中雨污分流要对污水来源进行调查，结合市政污水管道的使用，因地制宜，成功恢复水体的自净功能。

4.3 优化水体生态系统结构

自然健康的水生植物群落非常重要，应注意保护好现有的良好植被条件，结合当地情况选择净化能力功能强且适应力强的植物。沉水植物宜选择四季常绿、净化效果好、景观效果好、生态安全、便于管理的品种。苗木应选择无病虫害、生长旺盛、根系发达的植株。浮叶植物应控制其繁殖力度，避免过度生长导致二次污染。通过构造乔木、地被、草坪、挺水植物、沉水植物和漂浮植物层次形成完整的植物景观生态系统，优化水体生态系统结构。

5 结语

湖泊水生植被的恢复是湖泊环境和生态综合治理的一个重要环节，是水生态系统功能初步恢复和生态系统实现良性循环的生态措施之一[5]。总的来说，水生植物可以丰富城市园林水体景观，吸收水体富营养，修复水体生态系统。水生植被恢复后，形成有利于水生生物生长的环境，在水生植物的共生作用下，氮、磷等有机物被封存，生态链恢复自净功能。重视水生植物与水体的景观和生态关系，在水生态修复中融入园林景观设计理念，营造一个生态与景观并存的环境是今后水体景观发展的必然方向。