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水生植物对水环境的改善作用

2016/04/12 阅读:

水生植物不仅能够使园林景观变得丰富多彩,而且还能使受污染的水体得到一定程度的净化。本文以成都活水公园为例,总结分析出水生植物的应用种类和植物配置等相关问题,以及对人工湿地中水生植物净化作用的探讨。通过前人对活水公园净化效果的数据分析可以看出,对污染物的去除上都保持着较高的去除率,超过设计指标,并且优势水生植物对污染物的去除率不尽相同,总的来说是芦苇>香蒲>伞草。

一、引言

随着社会的发展,经济水平的提高,人们对居住环境要求也越来越高。水作为生命的源泉,是生命存在的重要因素,是整个物质循环中的介质。它是生态系统的重要组成部分,与动物、植物、微生物三者共生共存。水生植物是园林水体景观中极为重要的组成部分,在视觉、嗅觉和听觉上都能给人美的感受,在水景建设中备受欢迎。活水公园作为成都有代表型的主题公园,本文在前人的理论基础上,通过自己对的成都活水公园的调查研究,对活水公园在水生植物的应用上做出分析,并且对活水公园水生植物的净化效果进行一定的了解。

二、研究的主要内容和方法

(一)研究的主要内容

本文通过对水生植物的相关概念、分类、功能和水生植物净化作用在国内外研究进展等进行了整理,并阐述了水生植物的净化作用机理。以成都活水公园为例对水生植物在园林中的应用种类、配置方式、对水体的净化作用等内容进行总结归纳。

(二)研究方法

1、理论研究:

本文通过资料收集、整理,以及通过网络资源和相关著作的查阅和借鉴,从中获得与本论文相关的信息,通过对水生植物在园林中的应用及净化作用等基础知识的了解,来认识论文研究对象。

2、实地调查:

实地调查成都活水公园,在此过程中对相关资料进行收集,通过拍摄照片的方式记录下水生植物在活水公园的配置形式,现场记录水生植物的分布情况。

3、实例分析:

通过对活水公园的实例分析,总结出该公园水生植物的种类选择、配置方式、景观效果以及净化作用等内容进行具体的分析,为今后的研究提供一定的依据。

三、水生植物分类及应用

(一)水生植物的分类及特征

在水生植物的分类中,按照水生植物的形态特征和生活方式将其分为挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物。

1、挺水植物

挺水植物是指植物的根生长在底泥中,茎在水中直立生长,叶面与花朵部分位于水面或在水面之上。一般种植在水岸边形成边际线观赏,或植于湿地景观中。

2、浮叶植物

浮叶植物指仅有根生长在泥土中,叶漂浮在水面或部分叶、花挺出水面的水生植物。可以通过竞争营养,遮蔽水面,降低水温,可以有效的抑制藻类的生长。

3、漂浮植物

漂浮植物是指根系不着生在底泥中,整个植物体漂浮在水面上的一类植物。漂浮植物大多以观叶为主,观花为辅。它们既能吸收水力的矿物质也能阻挡部分阳光射入水中,也能一定程度上抑制水中藻类的生长。

4、沉水植物

沉水植物指根生长于底泥中,并且整个植株都生活于水中,一般只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物。此类水生植物以观叶为主。

(二)水生植物的功能

1、景观功能

水生植物种类繁多,形态各异,在视觉上给人带来美的享受。水生植物既能赏花、观叶,还能欣赏在水中的倒影。在园林运用中,水生植物间互相搭配,可以形成多元化的景观效果,创造出不同风格的园林意境。在园林景观中,水生植物的姿态、色彩及其他园林植物所形成的倒影,也能增强水体的美感。在园林水景的建设中,水生植物的造景作用尤为重要,因为它不仅能提升整个水景的欣赏价值,而且能在搭配中展现出植物真善美的风姿。

2、生态功能

水生植物除了具有景观功能,还具备尤为重要的生态功能。它的生态功能主要是作为指示种、去除污染物和抑制浮游藻类生长三个主要功能。在水体污染日益严重的今天,用水生植物建造具有生态效益的景观越来越多。水生植物通过自身所具备的特性以及和外界的关系,能有效的净化富营养化的水体,并对水中的一些多余元素进行吸收利用从而达到很好的去除效果。

(三)水生植物的净化机理

1、植物自身的性状和抗性能力

由于水生植物生长的环境比较特殊,它们为了适应这样一种长期缺氧、弱光的环境条件,自身的形态结构也发生了一定的变化。

2、植物的吸收、集富作用

水生植物在生长的过程中离不开营养元素,所以会通过根系或茎、叶等器官对水中的氮、磷、等有机物等进行吸收,来促进自身的生长繁殖。它们会将吸收的剩余的物质富集在自己的体内或者土壤中,通过人工收割等方式移出水生生态系统。

3、植物的沉降、吸附和过滤作用

水生植物在水中生长旺盛,在水中形成一道屏障,能够抑制水体底层中营养物质的溶出速度,并且可以使水体表面的风速降低,也能使水速得到一定的控制,这样就有利于水中的悬浮物沉积和降低水体的浑浊度。

4、生化作用

水生植物一方面能通过光合作用产生的氧气和空气中的氧气直接输送到植物的各处,并在植物的根系通过氧化分解的作用分解沉降物;另一方面在水底的基层土壤处形成厌氧区和好氧区,微生物在这一区域活动频繁,为他们创造了有利的生存条件。

5、对浮游藻类的抑制作用

水生植物和浮游藻类在生长的过程中存在对养分和光照条件的竞争关系,而在水生植物中大部分的植物可以阻挡光线过多的射入水中,从而减少了藻类生长所需要的光照,抑制藻类的生长。

四、实证研究

(一)活水公园

活水公园位于成都市内府南河边,全长525m,宽75m,占地2400m2。是世界上第一座以水为主题的城市示范性生态公园,也是第一座以水保护为主题展示国际先进“人工湿地水处理系统”和“仿峨眉山亚热带自然植被”的环保公园。公园整体根据地形特点设计为鱼的形状,有一定的寓意。

(二)活水公园水生植物应用

1、水生植物的选择

在园林景观的运用中,水生植物不但需要具备良好的环境适应性和较强的观赏价值,最好还能兼顾净化水质的功能,建设生态水景,建立水循环系统。据调查可知,该公园水生植物主要集中在人工植物塘、床系统区域,其他地方较少栽植。活水公园水生植物主要有:峨眉舞花姜、美人蕉、伞草、鸢尾、马蹄莲、芦竹、花叶芦竹、泽泻、再力花、香蒲、芦苇、茭白、野芋、浮萍、紫浮萍、凤眼莲、睡莲、黑藻、金鱼藻、狐尾藻等。据统计可得出,在活水公园的水生植物选择上,挺水植物占据很大的比重,浮水植物则只有一种(见表1)。整个公园目前共使用水生植物20种,分别隶属于17科19属,其中挺水植物13种,漂浮植物3种,浮叶植物1种,沉水植物3种。

2、水生植物的配置

在活水公园中,由于公园的性质与一般休闲娱乐公园不同,所以在植物的种植上也有一定的区别。水生植物在活水公园中的配置方式有片植、满植、丛植、列植、孤植和留白种植等方法。整个人工湿地塘床生态系统中,无论是远观还是近看都会觉得值得观赏,不仅较好地发挥了水生植物的净化功能,也很好的体现出了植物的株型、叶形、花型等观赏价值。而且还引用了峨眉舞花姜、再力花等新品种。

(三)活水公园水生植物净化作用探究

1、主要景点净化作用分析

(1)人工湿地植物塘、床系统

该系统是活水公园生物净水系统的核心部分,以黄龙寺“钙化盘”五彩池为景观原型设计了分级跌落的净水植物水塘、水床,根据水的生态处理程序和水生植物的生态特点,在植物塘、床上种植相应的水生植物。在植物塘、床系统中种植有漂浮植物、浮叶植物、沉水植物、挺水植物等几十种不同类型的水生植物,在污水净化中发挥着各自的作用。凤眼莲对水中的一些放射性元素有很好的吸收效果,并且吸收迅速。睡莲可以吸收无机污染物及一些重金属,还可以去除水中的N、P及降低水体的浊度和pH值。浮萍、茭白和香蒲在对氮和磷的吸收上都有显著的效果。芦苇不仅能去除多种污染物,还能对浮游藻类的生长起到一定的抑制作用。

(2)养鱼塘系统

在经过以上几个净化系统后,从V类水净化成为III类水流入养鱼塘系统中。养鱼塘系统一方面是用来检测污水的净化效果,在塘中生长有观赏性鱼类,如果鱼类因水质问题出现异常,那就表示水体没有被净化到III类水,在前面的净水系统中可能出现了问题。另一方面,人们可以在此停留观赏,戏水游玩。

2、净化效果分析

自活水公园建成以来,它的生态效益就备受人们关注,活水公园中在运作的过程中是否到达设计指标也是人们探寻的问题。一直以来,不断有学者对活水公园的净化效果进行探究,通过实地监测或向有关部门收集资料,得到了有效的结果。本文通过整理前人研究的数据结论来对活水公园的净化效果进行分析。结合前人的不同实验研究结果,我们可以知道活水公园在对四种污染物最终的去除率均在90%以上,但是不同种植物配合种植对污染物去除率上会有所不同。由康自华在对活水公园芦苇、香蒲、伞草三种不同挺水植物对污水净化效果的实验中可以看出(见表2),在相同水力负荷下三种植物对污染水体中对CODcr平均去除率、BOD5平均去除率的顺序都是芦苇>香蒲>伞草;对TP的平均去除率的顺序是伞草>香蒲>芦苇;对TN的去除率由于生长期的不同呈现出不稳定的波动,但是以全年来看可以认为芦苇>伞草>香蒲。

五、结论

通过对成都活水公园的实地调查与文献研究,在对研究内容进行整理分析后得出以下结论:

(一)活水公园中水生植物的种类有繁多,共有水生植物20种,隶属于17科19属。挺水植物有13种,漂浮植物有3种,浮叶植物有1种,沉水植物有3种。主要集中分布在人工湿地塘床系统中。

(二)活水公园中水生植物的配置方式较少,有片植、满植、丛植、列植、孤植和留白种植等方法。造成的原因应该是该公园的特殊性,以净化水体为主要目的。在植物塘、床中部分水面狭窄,不利于水生植物的多种配置模式。

(三)在对活水公园净化效果的数据分析中可以看出,在对TN、TP、COD、BOD等污染物的去除上都保持着较高的去除率,基本上都在70%以上。

(四)在活水公园中,优势水生植物对污染物的去除率不尽相同,总的来说,芦苇对污染水体的净化效果较高,再者是香蒲,其次是伞草。

作者:刘伯春 胡恩明 韩迎春 陈文德 单位:四川大一景观工程有限责任公司 成都格律诗园林工程有限公司 成都理工大学旅游与城乡规划学院

水生植物对水环境的改善作用

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