绿色生态设计在农村小微水体改造中的应用研究

2024-12-31梁冰怡叶晨曦彭煜伦郑丹萍杨国

智慧农业导刊 2024年16期

摘" 要：坚定不移走“绿水青山就是金山银山”之路，以“打造美丽中国建设的浙江样板”为目标，深入实施“五水共治”，利用绿色生态技术进行小微水体改造，构建乡村小型人工湿地，用以改善农村生态环境，以及维持农村水体生态生物多样性，是实现美丽乡村的重要保障。该文对乡村小型人工湿地的构建、小微水体缓冲带构建模式、小微水体人工湿地水生植物的筛选原则及小微水体景观模式进行总结，希望能够进一步认识和理解生态技术在小微水体污染治理中的价值和潜力，并为未来的研究和实践提供参考和启示。

关键词：绿色生态；小微水体；美丽乡村；污水治理；生态平衡

中图分类号：X703" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2024）16-0069-04

Abstract： In order to build beautiful rural areas， it is essential to unswervingly follow the road of \"lush mountains with lucid waters being as invaluable as mountains of gold and silver\"， take the goal of \"creating a Zhejiang model for the construction of beautiful China\"， deeply implement \"five-water co-governance\"， and use green ecological technology to transform small and micro water bodies， construct small-scale man-made wetlands in rural areas to improve the rural ecological environment and maintain the ecological diversity of rural water bodies. This paper reviews the construction of rural small constructed wetlands， the construction model of small and micro water buffer zone， the screening principles of aquatic plants in small and micro water constructed wetlands， and the landscape model of small and micro water bodies. It is hoped to further understand and understand the value and potential of ecological technology in the treatment of small and micro water pollution， and provide reference and enlightenment for future research and practice.

Keywords： green ecology; small and micro water body; beautiful rural area; sewage treatment; ecological balance

党的二十大提出了一个重要理念，即牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，强调从人与自然和谐共生的角度规划发展。这一理念在改善人居环境、全面建设小康社会方面具有特别重要意义，尤其是在农村地区，因为这里承载着最重要的发展任务。浙江省农村地区面临快速城镇化的影响，导致人居环境和水环境恶化。因此，加强农村生活污水治理建设工作对于实现全面建成小康社会、建设生态文明以及创建生态良好、全面发展的地区至关重要。

在农村地区，小微水体如池塘、小湖泊和小河流等是常见的水域。然而，随着农村发展和人类活动增加，这些小微水体面临严重的水质污染、生物多样性丧失和环境破坏等问题。因此，小微水体的改造成为改善农村生态环境、实现全面小康的重要工作内容之一。根据2016年出台的《浙江省劣Ⅴ类水剿灭行动方案》，浙江省坚定不移地走在“绿水青山就是金山银山”的道路上，以成为美丽中国建设的榜样为目标，深入实施“五水共治”，核心任务是提高水环境质量。这一行动方案明确了6项工作内容，包括工业污染整治、河道清淤、农业面源治理、排放口整治工程、生态配水和生态整治。对劣Ⅴ类水体的治理目标是“恢复与重建良性生态系统”。

在小微水体的改造建设中，应用绿色生态设计变得尤为重要。基于景观生态学的原则，我们需要在保持小微水体原有功能的同时，注重维护其生物多样性和景观的异质性。这也包括增加边缘物种的多样性，以维持整个小微水体生态系统的平衡。这一工作将有助于实现“绿水青山就是金山银山”的理念，促进全面建成小康社会和生态文明的实现。

1" 乡村小型人工湿地的构建

近年来，污水治理和人工湿地工程应用等研究日益受到重视，不仅在国内，国际上也出现了对这一领域持续的兴趣。学者们正在积极探索如何利用水生植物改进城市生活污水处理技术，在理论研究和实际应用方面都取得了显著进展[1]。城市污水处理领域涌现出许多新工艺和新技术，尤其在处理污水中的氮和磷污染物方面，新技术层出不穷，包括间歇式活性污泥法、脱氮除磷的A/O系统、氮化沟系统和生物浮岛技术等[2]。这些新工艺和新技术为改善水环境质量、减轻污染问题提供了有效途径。然而，尽管这些新技术有着显著潜力，但现有技术仍然存在一些挑战，包括高投资成本、维护和运行的复杂性以及高昂的处理费用等问题。此外，使用化学方法处理污水可能会引发二次污染问题。

为了应对水环境污染，国际上一些环保领先的国家已开始广泛采用绿色生态修复技术来治理污水，尤其是对富营养化水体的处理。这些生态技术主要集中在人工湿地（Constructed Wetland）污水处理系统中，这是一种根据污染水体的具体特点，结合环境自然条件的生态修复机制，并通过利用不同自然条件下的水生生物多样性来进行群落优化组合的新型污水净化系统[3]。人工湿地污水处理系统因其出水水质优良、具有强大的氮和磷处理能力、运行维护管理简便、投资和运行成本低、能够改善以及美化环境等特点备受青睐，尤其在欧洲等地[4-5]。

然而，尽管城市地区在人工湿地的建设方面取得了一定成就，但农村地区的水污染问题却未得到足够关注。农村地区的小微水体，包括小沟渠和小池塘，虽规模较小，但对整个区域的水环境质量和生态平衡起着至关重要作用。与城市地区相比，农村地区的污水排放系统较为简单和不完善，导致小微水体的污染问题更为严重，急需有效治理和改善。然而，目前人工湿地在农村小微水体污染治理中的应用相对较少，因此加强乡村小型人工湿地的建设尤为紧迫。这些工程应以景观生态学为基础，以确保其水体净化功能为核心，同时注重维护小微水体的生物多样性，保持较高的景观异质性。这一努力还将有助于增加边缘物种的多样性，从而维持整个小微水体生态系统的平衡，有助于实现“绿水青山就是金山银山”的理念，促进农村地区水环境的改善，推动全面建成小康社会。这一领域的进一步研究和应用将在解决农村水污染问题上发挥重要作用，为生态文明的建设提供有力支持。

2" 小微水体缓冲带构建模式总结

为了有效防止地表径流或地下径流带来的有机物、沉积物、杀虫剂等污染物对小微水体的水质和生态系统造成破坏，构建小微水体缓冲带显得尤为重要。水体缓冲带的设计采用生态护岸原则，旨在保护水体的自然生态系统和水质，同时促进生态平衡的恢复。构建缓冲带不仅有助于净化水体、保护生态系统，还能提高周围环境的整体质量。因此，为了小微水体的可持续发展，采用生态护岸设计原则至关重要。

生态护岸作为缓冲带的核心组成部分，其设计应注重自然生态的恢复和保护。主要目标是采取多种措施保护河道岸坡，增强河道的自然修复能力和生态系统的稳定性[6]。为实现这一目标，生态护岸的形态通常应模仿自然河岸的曲线和形状，保留自然生态系统的弯曲特征。此外，选用湿地的基质土壤是常见的实践，因为这种土壤有助于水体的自然过渡和污染物的去除。在生态护岸地带，可以种植适宜的水生植物或放置一些石块等，以促进生态系统的建立和生态功能的发挥。这种方式有助于降低周围地区的面源污染物流入小微水体的风险，从而提高水体的水质。生态护岸的设计应考虑到当地的气候、水流、地质等因素，以确保其实施的有效性和可持续性。

生态护岸作为滨水缓冲带的一部分，不仅可以有效地阻止污染物的进入，还能够扩大滨水缓冲带内的植被种植面积和范围。这有助于增加绿色空间的利用效率，提高生态系统的稳定性。生态护岸的类型多种多样，包括草皮护岸、树木护岸以及水生植物的复合型护岸[7]。气候、水流、地质等因素会影响生态护岸的实施过程，因此在选择护岸形式时应考虑具体的环境条件和需求。无论采用何种类型的护岸，都应强调其在保护水体生态系统方面的重要性。

构建小微水体缓冲带，特别是采用生态护岸设计原则，对于保护水质和生态系统的健康至关重要。这一措施有助于实现水体净化、生态平衡的恢复以及周围环境的改善，为小微水体的可持续发展提供了有力的支持。通过合理设计和实施生态护岸，可以有效地保护小微水体，促进生态系统的稳定发展，实现人与自然的和谐共生。

3" 小微水体人工湿地水生植物的筛选原则总结

在植物修复技术中，水生植物的选择至关重要。因为不同种类的水生植物在生长条件、吸收营养盐及恢复受损水体等方面存在差异，所以植物的选择需要遵循一系列原则，以确保获得最佳的修复效果[8]。

首先，适地适种原则至关重要。所选植物应适应当地环境条件，包括气候、地形和人文景观等。这意味着植物应该能够在目标地区正常生长，并对当地的土壤和气候条件具有适应能力[9]。此外，根据植物群落特征，按照一定比例在时间和空间上安排湿地植物，以建立高效运转、稳定且可持续利用的生态系统，有助于确保植物在修复过程中稳定生长，发挥最大的净化和恢复作用。

其次，植物应具备一定的耐污和净污能力，即能够吸收和存储水体中的污染物质，如氮、磷等营养盐，同时减少水中的有害物质。某些湿地植物如水浮莲和满江红具有较强的耐污能力，即使在污染严重的水域中也能存活[10]。研究表明，当湿地植物种类单一时，芦苇和穗状狐尾藻的净水能力较为优越[11]。植物根系的发达也是一个关键因素，因为根系可以增加植物在水中的稳定性，提供更大的吸收表面，并为根区好氧微生物提供氧气[12]。这些特性使植物能够有效净化水体，改善水质。

此外，植物的经济和观赏价值也应考虑在内。一些水生植物可能具有经济价值，可用于食品、药材或其他工业用途。例如，香蒲不仅可用于农村小微水体湿地污水处理系统，收割后还可用来编织草席和造纸[13]。同时，具有良好观赏价值的水生植物也可用于景观设计，美化水体周围的环境。混合种植水生观赏植物不仅提升观赏价值，还可增强污水处理系统的净污能力。例如，灯心草、香蒲和水葱的混合种植效果比单独种植要好[14]。

最后，植物应具备一定的抗逆性能力，如病虫害抗性、耐寒热性和耐盐碱性等[15]。农村小微水体湿地污水处理系统全年连续运行，因此需要湿地植物能够在恶劣环境和病虫害侵袭下正常生长，以保持系统的运行[16]。研究表明，一些植物如芦苇对盐碱环境的适应性较强，具有较高的净化潜力[17]。

尽管已对许多水生植物的净化能力进行了研究，但目前应用的植物种类仍相对有限。浙江地区拥有丰富的水生植物资源，但真正被有效利用和研究的种类较少。深入研究和利用本土水生植物资源，以及进行更广泛的种类筛选和评估，将有助于提高植物修复技术的效益，推动水体净化和生态恢复的进展，符合“绿水青山就是金山银山”的理念，促进了生态文明建设目标的达成。

4" 小微水体景观模式的总结和探讨

人类的活动对自然环境和生物群落的影响至关重要。当人类的活动朝着保护生物群落的完整性、稳定性和美感等方向发展时，这种趋势是正确的和可持续的。相反，如果人类的活动导致外来干扰和破坏，那么这种趋势是错误的和有害的。因此，维持景观生态结构的完整性和异质性至关重要，这有助于保持生态系统的组织结构、稳定状态、抵抗力、恢复力和自组织能力。一个健康的景观生态结构是人类与自然和谐共生的象征，符合生态平衡和可持续发展的理念[18]。

基于小微水体岸边缓冲带的设计和水生植物配置，可以在适当的位置设置木栈道、石块便道、水边平台或水边小亭等建筑小品，这些结构可以增加景观的多样性和人类活动的便利性[19]。然而，在设置这些建筑小品时，需要控制其体量和数量，因为小微水体的面积有限，过多的建筑可能会对生态系统产生不利影响。因此，建议在每个小微水体周围选择木质、茅草、石板等与自然环境融合的材料，以确保这些建筑小品与周围景观和生态系统保持和谐。

不断增加的人为干扰使生态学系统在时间和空间上的缀块性或异质性特征愈为突出，故而我们要遵循保护生物群落完整性、稳定性和美感等原则使人类的活动和人工建设可以与自然环境和生态系统和谐共存[20]。通过维持景观生态结构的完整性和异质性，以及合理设计和建造建筑小品，我们可以实现人与自然的和谐共生，创造出健康、可持续的景观环境。这不仅有助于生态平衡的维护，还增强了人们对自然环境的欣赏和保护意识。在实践中，我们还应该注重教育和宣传工作，提高公众对生态环境保护的认识，促进社会共识的形成，共同致力于建设更美好的生态环境。

5" 结束语

利用绿色生态技术改造小微水体，构建乡村小型人工湿地，不仅有助于净化水体，还为实现美丽乡村提供了重要保障。这种生态工程不仅关注水体的净化功能，还注重维护小微水体的生物多样性、景观异质性以及边缘物种的丰度，从而维持整个小微水体生态系统的平衡。这一做法对于促进农村地区的可持续发展和生态保护具有极其重要的意义。绿色生态设计的融入为小微水体改造提供了全新的视角。这种方法强调在改造过程中保持和恢复自然的生态平衡，将人工工程与自然生态相融合。通过精心选择适当的水生植物和湿地配置，可以实现水体的净化效果，并创造出多样化的生态景观。这有助于提高农村地区的生活质量，为居民提供更多休闲和娱乐的机会，同时也促进了农村旅游和生态农业的发展。

此外，绿色生态设计还有助于改善小微水体周围的生态环境。通过增加植被、维护湿地、创建水生生态系统，可以提供栖息地和食物源，吸引各种野生动植物，促进生物多样性的增加。这种多样性不仅丰富了生态系统，还有助于维持生态平衡和生态功能。因此将绿色生态设计融入到农村小微水体改造中，不仅有益于净化水体和改善水质，还促进了生态保护、可持续发展和美丽乡村的实现。

综合上述，绿色生态设计在小微水体改造中的应用是一种综合性的方法，将生态、景观和社会经济因素有机结合。通过保护水体生态系统、提升景观品质和促进社区发展，绿色生态设计为农村地区提供了全方位的改进和发展机会，推动了农村地区的生态文明建设。因此，在未来的乡村规划和建设中，应该更加重视绿色生态设计的应用，以实现人与自然的和谐共生，创造出更加美丽、健康和可持续的乡村环境。

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