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生态修复中水生植物的运用

花匠小妙招
2025-01-02 05:00

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一、我国水资源大要
2013年,全国地表水整体为轻度污染,部分城市河段污染较重。
河流
长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流
域的国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ%、%%。与上
年对照,水质无明显变化。主要污介入标为化学需氧量、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。
湖泊(水库)
2013年,水质为优异、轻度污染、中度污染和重度污染的国控重点湖泊(水库)比率分别为
%、%、%%。与上年对照,各级别水质的湖泊(水库)比率无明显变化。主要污
介入标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。
2013年重点湖泊(水库)水质情况
湖泊(水库)类
优
优异
轻度污染中度污重度污染
型
(个)(个)
(个)染(个)(个)
三湖*
0
0
2
0
1
重要湖泊
5
9
10
1
6
重要水库
12
11
4
0
0
总计
17
20
16
1
7
*指太湖、滇池和巢湖
富营养、中营养和贫营养的湖泊(水库)%、%%。
利用植物或微生物对水体中的污染物进行办理,进而使水体获取净化,这一用生态—生物的方
法来修复水体的技术,廉价合用,合用我国江河湖库大范围的污水治理。
二、水生植物在生态修复中的运用
1、水生植物介绍
水生植物是一个生态学范围上的类群,是不同样分类群植物经过长远适应水环境而形成的趋同性
适应种类。
依照水生植物的生活方式,一般将其分为以下几大类:挺水植物、浮叶植物,沉水植
物和飘扬植物以及挺水草本植物。
挺水植物
挺水型水生植物植株高大,花色明媚,绝大多数有茎、叶之分;直立挺拔,下部或基部沉于水
中,根或地茎扎入泥中生长,上部植株挺出水面。挺水型植物种类众多,常有的有荷花、千屈菜、菖蒲、黄菖蒲、水葱、再力花、梭鱼草、花叶芦竹、香蒲、泽泻、旱伞草、芦苇、茭白等。飘扬植物
飘扬型水生植物种类较少,这类植株的根不生于泥中,株体飘扬于水面之上,随水流、风波四
处漂泊,多数以观叶为主,为池水供应装饰和绿荫。
掩饰射入水中的阳光,所以也能够控制水体中藻类的生长。能更快地供应水面的掩饰装饰。但有些
品种生长、繁衍得特别迅速,可能会成为水中一害,如水葫芦等。
则它们就会覆盖整个水面。,由于若是想将这类植物
从大池塘中间除去将会特别困难。
浮叶植物
浮叶型水生植物的根状茎发达,花大,色艳,无明显的地上茎或茎纤弱不能够直立,叶片飘扬于
水面上。常有种类有王莲、睡莲、萍蓬草、芡实、荇菜等。
浮叶植物有:睡莲、荇菜、水鳖、芡实等。浮水植物如细叶满江红(AZollafiliculoides)或
凤眼莲(Eichhorniacrassipes),也能经过纤细的根吸取水中溶解的养分。深水植物如萍蓬草属
(Nuphar)和睡莲属(Nwnphaea)植物,它们的根在池塘底部,花和叶飘浮在水面上,它们除了自己
特别美丽外,还为池塘生物供应庇荫,并限制水藻的生长。
沉水植物
沉水型水生植物根茎生于泥中,整个植株沉入水中,具发达的通气组织,利于进行气体交换。叶多为狭长或丝状,能吸取水中部分养分,在水下弱光的条件下也能正常生长发育。对水质有必然的要求,由于水质浑浊会影响其光合作用。花小,花期短,以观叶为主。
沉水植物,如软骨草属(Lagaro-siphon)或狐尾藻属(Myriophyllum)植物,在水中担当着“造氧机”的角色,为池塘中的其他生物供应生长所必需的溶解氧;同时,它们还能够够除去水中节余的养分,所以经过控制水藻生长而保持水体的清明。水藻过多会以致水质浑浊、发绿、并遮挡水生植
物和池塘生物强壮生长所必需的光辉。沉水植物有:轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、苦草、菹草等。
污水治理中应用的水生植物,需要赶忙达到吸附污染物、净化水体的作用,最好选择生长速度较快、根系发达的植物,以求赶忙达到治污的作用,如芦苇、香蒲、菖蒲等。有些工程还需要对水体进行杀菌消毒、吸附重金属以减少污染,可使用水葱、大漂、水葫芦等。
2、水生植物的应用
:
净化所需的能源由光合作用供应;
拥有美学价值,能改进景观生态环境;
植物可被收割和利用,创立新的价值;
能固定土壤或底泥中的水分,防范污染源进一步扩散;
为降解微生物供应了优异的栖息场所。
环境中的重金属和一些有机物其实不是是植物生长所需要的,而且达到必然程度后拥有伤害作用。
对于此类化合物,一些植物也演化出了特定的生理体系使其脱毒。植物平时是经过螯合和区室化等
作用,来耐受并吸取富集环境中的重金属,这类体系也存在于好多水生植物中。
水生植物的根系常形成一个网络状的结构,并在植物根系周边形成好氧、缺氧和厌氧的不同样环境,为各种不同样微生物的吸附和代谢供应了优异的生计环境,也为人工湿地污水办理系统供应了足够的分解者。
植物的根系还可分泌一些有机物进而促进微生物的代谢,这样就为好氧微生物群落供应了一个
适合的生长环境,而根区以外则适于厌氧微生物群落的生计。

芦苇
生长特色:根系
特别发达,生长速度
快;
污染物去除功
能:去除BOD、氮。
凤眼莲
生长特色:根系发达,生长速度快,分泌克藻物质
污染物去除功能:富集镉、铬、铅、汞、砷、硒、铜、镍等;吸取降解酚、氰;控制藻类生长物质。浮萍
生长特色:生长速度快,分泌克藻物质。
污染物去除功能:富集镉、铬、铜、硒;控制藻类生长。
狐尾藻
生长特色:生长速度快。
污染物去除功能:吸取TNT、DNT等结构周边化合。

生态浮床技术
氧化塘技术
人工湿地办理技术生态浮床技术
定义:依照自然规律,运用无土种植技术,以高分子资料为载体和基质,用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。采用该技术可将原来只幸亏陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面,并能获取与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观收效。
原理:利用植物根系吸取水体中污染物质,同时植物根系附着的微生物降解水体中污染物,从
而有效进行水体修复的技术。
典型的湿式有框浮床组成包括4个部分:1浮床框体、2浮床床体、3浮床基质、4浮床植物。
浮床技术设计原则:
牢固性:从浮床选材和结构组合方面考虑,能抵抗必然的风波、水流的冲击而不至于被冲坏。
长远性:正确选择浮床材质,保证浮床能历经多年而不会腐化,能重复使用。
便利性:设计过程中要考虑施工、运行、保护的便利性。
氧化塘技术
氧化塘是利用塘库等水生生态系统对水体的净化作用,进行污水原位办理的工程措施。经过在
池塘内种植对重金属、有机物有富集和吸取作用的植物,如水葫芦、水芹菜、香蒲等,尔后如期收
割,达到净化水质的目的。
人工湿地办理技术
湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带。拥有独到而复杂的净化机理,它能够利用基质-微生
物-植物这个复合的生态系统,综合物理、化学和生物的三重协调作用,经过过滤、吸附、共积淀、
离子交换、植物吸取和微生物分解来实现对废水中有害物质的去除,同时经过营养物质和水分的循环,实现废水的资源化和无害化。
:
成本低,对环境扰动小;
较高的环境美化价值;
经济效益,可获取生物和植物能源;
操作简单,投资少。
弊端:
植物枯枝败叶会造成营养释放,应及时收割;
冬季植物简单枯死,应及时收割;
植物净化系一致般占地面积大;
水生植物会在水面障蔽,压迫环境;
难以精选出抗性大的植物。
三、水生植物的选择与种植
1、水生植物种植注意
在创立溪流、瀑布、水池、湖塘等水景时,配置水生植物,既能够增添园林景观的情味,又具
有水源净化涵养的生态功能。但是,要充分发挥水生植物在绿化、美化、净化环境的作用,在应用
中需注意以下四个问题。
在水生植物群落创立先期,应加强者工保护,去除该群落中生长的其他品种的水生植物,防范其对该植物群落产生的种间竞争,破坏群落的牢固。
利用水生植物美化、净化水体时,在保持必然覆盖度和生物量的前提下,要加强后期管理工作,及时将枯老的植物残体移出水体,防范由于植物残体大量积聚、腐化而以致污染。
在水生植物的配置上,要考虑植物之间的遮光效应,在养护管理上采用修剪、除草、病虫害防治等措施,保证水生赏析植物优异的生计环境和景观收效。
尽量选择合适合地的乡土水生植物;水面上水生植物的覆盖度最好小于水面积的30%。在应用水生植物进行水体绿化时,第一要选好资料,力求做到既兼顾景观收效又能有效净化水
质;其次,植物配置要讲究园林美学原则。下面介绍一些拥有净化水质作用的水生植物。
荷花,莲科莲属多年生挺水植物,分株或播种生殖。荷花花叶俊秀、花香四溢,是优异的美化水面、点缀亭榭或盆栽赏析的植物质料。
芦苇,禾本科芦苇属,播种或分株生殖。其净化水质的收效较好,如将芦苇部署于自然式水岸边,别有一番野趣。
水葱,莎草科多年生宿根挺水草本植物。茎杆高大通直,翠绿碧绿。其变种花叶水葱,在茎杆
上有黄色环斑,拥有必然赏析价值。水葱多于初春分株生殖,种植初期宜浅水。水葱茎杆挺拔翠绿,常用于水面绿化或作岸边点缀。
蒲草,香蒲科香蒲属,多年生沼生草本植物,分株生殖。多自生在水边或池沼内,每年春天从地下爬行茎萌芽生长,而且不断发生分株;冬季遇霜后,地上部分完好枯败,爬行茎在土中过冬。
成片种植能形成壮观的景观收效,几丛点缀亦独具特色,其蒲棒可做切花或干花。
水葫芦,多年生宿根浮水草本植物。因其在根与叶之间有一像葫芦状的大气泡又称水葫芦。茎
叶悬垂于水上,蘖枝爬行于水面,花色明媚雅观,叶色翠绿偏深。须根发达,分蘖生殖快,管理粗
放,净化水质的优异植物。但在南方天气条件适合地区种植时要小心其强烈的自繁能力,防范其成
为入侵植物。
生态修复的河流大多数为流水,自然驳岸可选择成本廉价适应性强的各种水生植物。改造与绿
化时应效仿自然,采用当地植物,成片或块状种植,以达到修复自然的目的。挺水、浮水、沉水植
物,沼生、湿生植物合理搭配,兼顾色彩色彩,以达到优化景观的目的。
2、水生植物选择
水生植物的选择第一应试虑水生植物在污水中适应性问题,如污水浓度高出必然限度必定经过化学或物理的方法办理降低到植物能生长的浓度后方可种植,应采用的植物应具备根系发达抗污能力强,长势旺盛的植物种类,如再力花、千屈菜、水葱、水葫芦、空心菜、水芹菜、芦苇、香蒲等,
冬季大多数水生植物休眠后采用冬季赋蘖生长的常绿水生鸢尾吸污。一些沉水植物、园艺种或寡营养植物抗污力较差不宜采用,如金鱼藻、花叶水葱、花叶香蒲或石菖蒲等。经逐次的办理污染浓度较低后则可采用大多数的水生植物,以修筑水生植物花园,达到三季有花四时有绿的景观收效,为污水办理场所创立优异的工作氛围,进而打造休闲场所。
水生植物的配置在污染浓度高的第1至2池或塘内,选择抗污染能力强的种类进行密植。而经过过滤拦截后污染物浓度较低的塘或池内选择多种类的水生植物,整体应中间高四周较低矮也许远处高近处低的配置方法,形成高低参差的水生植物花境,从高到低的植物依次为花叶芦竹、香蒲、再力花、荷花、黄菖蒲、冠果草、细叶莎草、泽泻、香茹草、睡莲、荇菜、聚草等。
中国水稻所在上世纪九十年代初期的水上种稻专利技术中首创了国内水生植物浮岛种植工作,
水生植物浮岛种植不但在创立水面景观方面有重要打破和特别价值,近来几年来在水质治理、生态修复方面也获取了宽泛应用。水生植物浮岛种植技术的重点是浮力设施、种植平台和植物种类选择。
浮力设施:开初采用塑料泡沫,它和种植平台融为一体。优点是浮力大,便于管理;弊端是塑料泡沫二次污染,不利环保。现在使用很多的是由竹、木等自然资料作浮力资料和框架,近来几年来也多采用PVC管材、荒弃轮胎等。这些资料成本低,制作方便,二次污染少。上述这些资料各有优点和弊端,如PVC管材购买资料方便、成本较低、制作简单;弊端是浮岛管理不够方便,应用时应就地取材。
种植平台:有种方式是将水生植物种于营养钵(或花盆)中,再把营养钵置于塑料泡沫板做成的种植穴中。这样种植主若是为景观需要,但在治理水质收效方面不尽如人意。种植穴还可选择秸秆、无纺布等,还有的用大孔径穴盘,如蝴蝶兰穴盘等。
植物选择:用于景观部署的,应多从雅观角度来选择植物。用于水质治理、生态修复的,则要
依照污染源和污染物种类,选择相对付这些污染物富集、降解收效好的植物。在水生植物选择时还
要考虑一个重要因素,那就是水体的营养程度,水体富营养的,适应的种类多一些,但当水体贫营养时,好多喜肥植物长势不好。平时情况下,刚开始做植物浮岛时水体营养丰富,植物长势优异,
随着水质的逐渐改进水体的营养不断下降,反而使植物的长势越来越弱。以下植物相对较耐贫营养:
细叶莎草、花叶芦竹、佳丽蕉、黄菖蒲、水禾、聚草、旱伞草、千屈菜、香菇草、红莲子草、大花
皇冠、小香蒲等。而再力花、慈姑、野芋、海寿花、欧洲大慈姑相对不耐贫营养水。
浮水植物作为浮岛种植资料无需种植平台,简单的仅用框架圈住范围即可,技术简单,见效快,成本十分廉价。大多浮水植物均合用,但一般宜选择大型浮水植物,如凤眼莲、水禾、大漂、水鳖等。
污水治理中应用的水生植物,需要赶忙达到吸附污染物、净化水体的作用,最好选择生长速度较快、根系发达的植物,以求赶忙达到治污的作用,如芦苇、香蒲、菖蒲等。有些工程还需要对水体进行杀菌消毒、吸附重金属以减少污染,可使用水葱、大漂、水葫芦等。
3、施工问题
水生植物在园林景观、河流治理、人造湿地和湿地保护工程中获取了宽泛应用,以下就常水位、
波浪及种植土等水生植物施工中的难点问题进行谈论。
常水位问题
从事园林工程施工作业人员对水位问题经常职业敏感性较差,没有引起足够重视。殊不知,好多水生植物种植后大面积死亡,其中一个重要原因是水位控制得不好。种植施工作业时,由于项目还没有竣工水体没有完好蓄水,或在春天枯水期,水位经常偏低。施工管理人员平时认为水生植物不能够走开水,水深一点浅一点无所谓,常把水生植物种植在设计等深线以下或等高线以上。到蓄水时或水位涨到常水位时,由于种得太深,挺水植物被“淹死”,浮叶植物叶子浮不出水面被“闷死”,沉水植物因水深光照过弱而“饿死”;或由于种得离常水位线高出过多,挺水植物被“旱死”。可见常水位线是水生植物的生命线,在实质施工作业时对常水位线要恩赐足够的重视。建议在种植施工放样前先用水平仪在现场确定出常水位线,在植物配置时把各种植物的水深适应性作为硬指标来考虑。
植物在必然水深范围内能够正常生长发育和繁衍的生态学特色称其为植物的水深适应性。园林中应用水生植物时,水的深度是设计、施工人员必定要考虑到的问题,在做竖向设计和创立地形时要亲近关注等深线。依照水深适应性,水生植物可按生活种类分为以下几种。
湿生植物湿生植物严格意义上说是喜水,但植株根茎部及以上部分不宜长远浸泡在水中的植物。如野荞麦、斑茅、蒲苇等,这些植物只能种植在常水位以上。
挺水植物挺水植物种类众多,其水深适应性与植株高度有必然关系。植株高大对照植株矮小的
植物适应水深能力稍强。再力花、芦苇、芦竹、水葱、水蜡烛等高大植物可适应的水深达到
60厘
米。慈姑、海寿花、藨草、水毛花、黄菖蒲、香蒲、菰、石龙芮、千屈菜等植株中等偏大的植物适
应55厘米左右的水深。玉蝉花、泽泻、窄叶泽泻、花叶芦苇、荧蔺、蜘蛛兰、灯心草、香姑草、
节节草、砖子苗、石菖蒲等适应的水深在
10厘米至30厘米不等。荷花的水深适应性一般在
80厘
米左右,高出这个深度就难以正常开花甚至不能够生计,
米甚
至2米深的水中还能够正常开花。别的有些挺水植物特别幽默,如曲轴黑三棱当水深达到必然高度时,其叶片呈浮叶植物状,一片片的线形叶呈辐射状浮在水面上,令人吃惊。
沉水植物沉水植物是指整个植株都在水面以下的植物。其水深适应性除植物自己的生态学特色外,还涉及到光和水的能见度。水的能见度越好光照越强,沉水植物分布得越深。沉水植物种植的
深度是能见度的两倍,笔者(杭州天景水生植物园陈煜初)曾在浙江千岛湖观察到穗花狐尾藻生善于水深5米至6米处。浮叶植物浮叶植物的根部生在水域的底泥中,其叶片浮于水面上,有的植株是靠叶柄的伸长,有的是依赖修长的茎来使叶片浮于水面上。这些植物的叶柄也许茎、叶片的海棉组织较为发达,储藏有大量的空气。,。
米,茶菱、荇菜可适应1米左右的水深,水罂粟适应的水深也在60厘米以上。菱作为浮叶植物其水深适应性可达3米,当植株长到必然程度时能够断根成为浮水植物,不受水深限制。萍蓬草也是一种特别奇怪的植物,,其沉水叶呈皱折状、膜质无毛,与浮水叶叶面平展、纸质或革质、下面边缘密生柔毛可资差别。
波浪问题
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并积聚土壤,为水生植物的生计繁衍创立了条件,植物的生长减缓了水岸的损害,是演替的阻力,但植物体的腐化积聚、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
人们在水体岸边种植水生植物的一个重要作用是减缓波浪对岸线的损害,保证正常的水体环境。水生植物自然成了固岸和浪蚀这对矛盾的焦点。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、损害较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风波、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生计带来很大困难。如风波和船形波将会直接或经过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,进而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或以致其死亡。
所以种植时要强加观察,依照波浪特色在种植时采用相应的消浪、护岸加固技术措施,待水生植物恢复后挺水植物能起到必然的消浪作用,它的根系也能起到必然的护坡固岸作用。
消浪固岸依照不同样岸线和波浪强度等可采用不同样形式。对于广阔湖泊,迎风岸、波浪高的岸线
可考虑使用消浪钵,但消浪钵离岸边距离应当在150米以内。对于湖面小,波浪不大的岸线可采用
松木桩、毛竹桩,它们既消浪又固岸,是较好的选择。也可和园林景观相结合采用岸线叠石办理,
叠石井然有序,既满足园林景观需要也能消浪和固岸,但造价偏高,占水系面积较大,对行洪可能
会产生必然影响。
种植土问题
种植土是除浮水植物以外水生植物赖以生计的养分本源,对挺水植物来说又是支撑植物体的基础。水生植物对种植土的要求是以满足上述两项功能来确定。一般来说原水体的淤泥是较为理想的种植土,对新开挖的人造湿地可结合周边河流湖泊清淤填淤,如淤泥难以采办,在南方可用水稻田的表层土,在北方如缺水稻田也可采用肥力较高旱地耕作层土。对粘性重的种植土回填后要恩赐一准时间的沉降、硬化。对浪大和硬质堤坝的岸线要注意,回填的种植土极易被波浪损害掉。在原有水体中种植水生植物时也要考虑底泥的发育问题,种植前必然要到水里探查底泥情况。迎风岸、硬质堤坝岸边的底泥易被损害,经常缺少软性底泥的发育,这对种植水生植物极为不利,应先行采用消浪措施,减少波浪,尔后再回填种植土,才能种植。
沉水植物在水生态修复特别是提高水的能见度和景观创立方面的作用日益碰到人们的重视。但经常由于水位太深或水系底部缺少种植土限制了沉水植物的应用。笔者依照多年的实践,结合业界同仁的经验教训,介绍几种特别规的种植方法。
叉子种植法
一般用一头带叉的竹竿或木杆作工具,作业时,作业人员坐船用叉叉住植株的茎部,叉入水中。
此法适合于丛生的沉水植物,如黑藻、穗花狐尾藻、蓖齿眼子菜、水盾草等。或单生的多株种植,
如将苦草、竹叶眼子菜等5至6株捆绑后种植。合用范围:软底泥在10厘米以上,(,施工人员可直接种植。,手已不够长,才需要借助工具)。
扔掷法直接扔掷法
如金鱼藻、菹草等可直接抛入水中,合用于静水体,不适合于流动水体。若干天后,这些植物
自然会慢慢沉入水底,生根萌发新芽。包裹无纺布:用无纺布包裹种植土和植株根部,扔掷入水中,
根部沉入水底,植株开初借助包裹内的种植土生长。合用于底部浆砌或无软底泥发育的水系,单生
沉水植物以及因苗源紧张采用扦插法种植的沉水植物,如黑藻、伊乐藻、竹叶眼子菜等。对水深没
有要求。
其他方法容器育苗种植法
种植区水的透明度不够或种植后要马上有收效的,可将沉水植物先种植在营养钵中,培养高状
的植株后种植。菹草、黑藻以芽苞越冬,可在每年3至4月捞取芽苞,撒播在种植水域。其他还有
悬袋种植法、沉袋种植法等。