水生植物在高爾夫球場中的應用研究進展

莫 凡，濮陽雪華

（1.海南崇和信貿(mào)易有限公司，海南 海口 570100；2.北京林業(yè)大學 高爾夫教育與研究中心，北京 100083）

水生植物是指那些能夠長期正常生活在水中的植物。它們常年生活在水中，形成了一套適應水生環(huán)境的本領(lǐng)。廣義的水生植物包括所有濕生植物，沉水植物和漂浮植物［1］。我國約有水生植物400余種，由于其特殊的生長環(huán)境，南北方的植物種類差異并不大。國內(nèi)外對蘆葦、香蒲、燈心草、水蔥、鳳眼蓮、浮萍等植物凈化污水的能力進行過大量的研究，這些植物耐污能力強、根系發(fā)達、莖葉茂密、抗害能力強，且具有一定的經(jīng)濟價值［2，3］。朱斌等［4］對近10a報道水生植物在凈化水體方面的國內(nèi)外文獻進行了統(tǒng)計，共有45種水生植物比較頻繁地被作為水體富營養(yǎng)化凈化效果的研究，其中有22種水生植物研究的頻度較高。

現(xiàn)代高爾夫運動誕生于蘇格蘭的圣·安德魯斯，距今已有500多年的歷程。1896年上海高爾夫俱樂部的成立標志著高爾夫運動進入中國內(nèi)地，中國現(xiàn)代高爾夫運動始于1984年廣東中山溫泉高爾夫俱樂部的成立［5，6］。有人從GOLF的首字母解讀高爾夫的組成—GRESS（綠地）、OXYGEN（氧氣）、LIGHT（陽光）、FRIENDSHIP（友誼）來詮釋它的內(nèi)涵，并把它譽為朝陽產(chǎn)業(yè)，但也有相關(guān)報道將高爾夫球場形容為“綠色荒漠”，稱球場草坪養(yǎng)護施用農(nóng)藥和化肥會對水體、土壤等環(huán)境造成污染和破壞，特別是對生態(tài)環(huán)境的影響一度成為社會關(guān)注的焦點［7－13］。

針對日益嚴重的高爾夫球場水域問題，通常采取合理施用農(nóng)藥化肥的方法來減少污染。相關(guān)的報道指出，由于水生植物對于造成富營養(yǎng)化的各種元素、微生物和重金屬具有良好的吸附吸收作用，因此，水生植物在水體中的種植使用，對于減輕水體污染，改善水質(zhì)具有顯著的效果［14－18］，而在高爾夫球場中推廣種植水生植物不僅能營造優(yōu)美的水體景觀，更能起到凈化水體的作用。

1 國內(nèi)外高爾夫球場水污染的現(xiàn)狀

一個標準的高爾夫球場是由會館區(qū)域，打球區(qū)域和草坪養(yǎng)護管理中心等組成，其中，打球區(qū)域中的水域面積接近整個球場面積的30%，此外，它還是球道重要的障礙組成。健康的水體生態(tài)環(huán)境，不僅能夠提升球場的景觀表現(xiàn)，而且可以提高球場的聲譽［19，20］。高爾夫運動為了獲得良好的草坪質(zhì)量和擊球坪面，草坪在種植和養(yǎng)護過程中需要施肥和施用殺蟲劑、殺菌劑和除草劑［21］。由于施入草坪的化學物質(zhì)以各種形式殘留、變化和轉(zhuǎn)移，主要通過降水、灌溉等形成的地表徑流直接進入水環(huán)境，還有一部分通過淋洗進入土壤，進入土壤的化學物質(zhì)溶解在土壤孔隙水中，這種縫隙間的水進入水體，并將化學污染帶入其中［22］，這就有可能對毗鄰的池塘、小溪或其他水體造成污染［12］。

高爾夫球場的施肥主要以氮、磷、鉀肥為主，農(nóng)藥多為有機磷、氨基甲酸脂類，這些殘留的化肥和農(nóng)藥經(jīng)雨水沖刷，隨地表徑流進入水體。研究表明植物對化肥利用率較低，鉀肥中的氯化物或硫酸鹽，也會隨徑流流入地面水和地下水［23］。有關(guān)資料表明，氮肥施入土壤后，被作物吸收的僅占其施入量的1／3，大部分氮肥經(jīng)各種途徑損失于環(huán)境［24］。USGA的相關(guān)研究報道純沙基質(zhì)的高爾夫球場土壤氮素淋洗率高達11%，除了氮素外，施用磷肥后在高強度的噴灌條件下，35%的磷會淋洗到20cm以下的土壤中［25］。一些有關(guān)噴施農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境影響的研究提出，噴施農(nóng)藥僅有20%～30%的藥劑附著在植物體上，有30%～50%的藥劑降落在地面上，有5%～20%的藥劑飄浮在大氣中，因此，農(nóng)藥化肥對水體的污染也較顯著［26］。

由此可見，為維護球場草坪施用的農(nóng)藥化肥，隨地表徑流進入水體就會造成水體的富營養(yǎng)化，導致水體渾濁變色，影響水體景觀，藻類產(chǎn)生的各種代謝物質(zhì)也會使水體散發(fā)異味，影響空氣質(zhì)量，而且，微生物分解死亡藻類時消耗大量氧氣，降低了水體溶氧量，最終導致水生生物的死亡，高爾夫球場的水體也就失去了美觀和凈化除污的基本功能。

2 國內(nèi)外治理水污染的常見措施

針對水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象，世界各國都致力于研究高效安全的處理措施。目前國內(nèi)外的水體凈化技術(shù)主要包括：采用物理機械的人工凈化方法，如引水稀釋和底泥疏浚技術(shù)等，該方法工藝設(shè)備簡單易操作，效果明顯，但治標不治本，常用作短期補救。也可以通過投加化學藥劑使污染物質(zhì)發(fā)生反應沉降，抑制藻類繁殖，如硫酸銅、氧化鈣、氯化鐵等，但是該方法費用較高，還會造成二次污染，單獨使用效果不佳。另外有一些利用微生物對有機物質(zhì)的氧化分解能力，在水體中創(chuàng)造利用微生物生長和繁殖的環(huán)境，提高微生物生物量和氧化降解效率，如投菌技術(shù)、生物膜技術(shù)和曝氣充氧技術(shù)等，微生物凈化法能逐漸恢復水體自凈能力，但過程緩慢［27－29］。

目前，國內(nèi)外水體生態(tài)修復的研究重點就是應用水體生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)原理，挖掘水體資源潛力，恢復水體自凈能力，降解污染物，凈化水體，防止再污染［26，30］，其優(yōu)勢在于投資低，能耗低，處理過程與生態(tài)系統(tǒng)有很好的相融性。自然凈化的實質(zhì)是生態(tài)恢復，作為水生生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，水生植物便成為凈化的核心所在，同時水生植物又具有很高的景觀美學特性，所以在高爾夫球場中應用水生植物進行水體凈化具有一舉兩得的功效。

3 常見水生植物及凈化機理

3.1 常見水生植物的種類

從園林景觀的角度認為，水生植物是指生理上依附于水環(huán)境，部分生殖周期發(fā)生在水中或水表面的植物類群［31］。根據(jù)水生植物的生活方式可將其分為以下幾大類［1］：①挺水植物：根系著生于淤泥之中，莖葉高出水面。如荷花（Nelumbonucifera）、菖蒲（Acorus calamus）、水蔥（Softstembulrush）、蘆葦（Phragmites australis）等；②浮水植物：根生長于水底、葉片漂浮在水面。如睡蓮（Nymphaeaalba）、荇菜（Nymphoides peltatum）、芡實（Euryaleferox）等；③漂浮植物：根系不著生于底泥中，整個植株漂浮于水面。如鳳眼蓮（Eichhorniacrassipes）、大薸（Pistiastratiotes）、滿江紅（Azollaimbricata）等；④沉水植物：整個植物體全部生長于水面以下。如輪葉黑藻（Hydrillaverticillata）、金魚藻（Ceratophyllumdemersum）、馬來眼子菜（Potamogetonmalaianus）等。

3.2 水生植物的功能及凈化機理

近年來，迅速發(fā)展的利用水生植物對水體進行治理的手段，主要是利用植物本身生長過程中吸收營養(yǎng)元素以及植物為微生物提供生存環(huán)境來實現(xiàn)對富營養(yǎng)化水體的凈化［18］。理想的水生植物應該具有以下特點：①凈化效率高，吸收過多污染物質(zhì)而不影響本身的正常發(fā)育；②生長快，產(chǎn)量高，生物量大；③適應性強，生長季節(jié)長；④易于收獲，具有一定的經(jīng)濟價值［32］。

水生植物不僅具有其他植物的共性，調(diào)節(jié)溫濕度，釋放氧氣，分泌殺菌物質(zhì)凈化空氣，更以優(yōu)美的姿態(tài)、多變的線條、豐富的色彩增加了水體的美感，更重要的是具備極強的生態(tài)功能，能夠吸收、分解、過濾水體中的毒害物質(zhì)，增加水體中的溶氧，抑制藻類的大量繁殖，起到凈化水體的效果［33］。

水生植物通過自身的代謝活動，可以吸收富集水體中的營養(yǎng)元素和重金屬等有害物質(zhì)，通過光合作用釋放氧氣，在水體中形成具有活性生物自營功能的根際微生態(tài)環(huán)境，有助于根部微生物的分解代謝作用，此外，發(fā)達的根系不僅提供了微生物吸附的場所，密集的根系過濾層還使不溶性膠體、重金屬、懸浮顆粒等物質(zhì)能夠被吸附沉降，某些植物的根系甚至能分泌克藻物質(zhì)來抑制藻類的生長［34，35］。周昱宏等［36］選取千屈菜、金魚藻、輪葉黑藻、伊樂藻4種水生植物混合種植，對比種植前后的水質(zhì)狀況，CODMn、TN、NH＋4－N、TP分別平均下降了21.77%、77.63%、83.96%、44.71%。張愛菊等［15］將太湖水域非種植區(qū)和水生植物種植區(qū)水質(zhì)狀況對比研究表明，6個水生植物種植區(qū)水質(zhì)理化性質(zhì)均優(yōu)于非種植區(qū)，其中，TN、TP、葉綠素a、CODMn的降幅分別在13.76%～40.12%、5.81%～37.10%、5.50% ～32.64%、3.04% ～20.64%。Brix［37］研究發(fā)現(xiàn)，挺水植物對氮、磷的吸收能力每年分別為2000～2500、30～500kg／hm2，漂浮植物每年對氮、磷的吸收能力分別為2000、350kg／hm2，沉水植物對氮、磷的吸收能力分別為700、100kg／hm2。

4 高爾夫球場水生植物的合理選擇

4.1 水生植物選擇的基本原則

作為特殊的園林景觀，高爾夫球場的植被選擇與種植不僅需要滿足美學景觀特性、生態(tài)功能特性，更應具備其運動場所的特性。這就為水生植物在高爾夫球場中的選擇利用提出了更高的要求［38］。

首先，水生植物景觀要注重與高爾夫球場統(tǒng)一協(xié)調(diào)。高爾夫球場是由一系列景觀組成的整體，具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，水生植物作為球場景觀中的水體部分，不僅要為水體造景服務(wù)，還要與周圍景觀的配置協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

其次，水生植物景觀要注重植物配置方式和季相變化。水位和水深情況的不同造就了高低起伏、錯落有致的景觀特性，采用不同姿態(tài)、色彩的水生植物，搭配可使水景豐富生動，同時可保證在季節(jié)更替時水景的延續(xù)性。選擇不同觀賞期或常綠種類的水生植物混合種植，可以形成穩(wěn)定多彩的季相景觀。

再者，水生植物景觀要注重生態(tài)層次多樣性與去污能力相結(jié)合。沉水植物觀賞價值較差，但其對重金屬、營養(yǎng)物質(zhì)具有較強的積累吸收作用，所以將沉水植物、漂浮植物、挺水植物共同配置，可以穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，增強凈化能力，形成觀賞期長、層次豐富的水體景觀。

此外，水生植物景觀要注重展現(xiàn)地域特性與外來資源的引進。鄉(xiāng)土品種對當?shù)貤l件和環(huán)境都能很好的適應，選擇種植鄉(xiāng)土品種有助于展現(xiàn)地域性特色，同時引進外來適應品種可以補充和豐富水體景觀，實現(xiàn)物種多樣性［38，39］。

最后，水生植物景觀要注重為打球提供方便與服務(wù)。球場水體的重要作用是為打球提供水障礙，種植的水生植物不應該干擾球手視線，影響球手發(fā)揮與球的運動，尤其是在水體邊緣擊球，過高的水生植物會影響正常的擊球路線，干擾球手發(fā)揮。

4.2 高爾夫球場水生植被的選擇

高爾夫球場水域形式復雜，變化多樣，主要包括小溪、小河、濕地、湖泊，無論是天然的還是人工的，都是為了增強高爾夫的趣味性和挑戰(zhàn)性，同時兼具蓄水灌溉的功能，因此，選擇水生植物時要充分考慮其區(qū)域、結(jié)構(gòu)和功能特性［40，41］。

高爾夫球場水域面積大小不一，兼具蓄水排灌功能的湖泊一般面積較大，水域?qū)拸V，但是由于湖底聯(lián)通管道，不宜填充大量的底泥，沉水植物由于根系多著生于水下底泥，因此，不適合在這類人工湖中央大量種植，如菹草（Potamogetoncrispus）、苦草（Velumbonucifera）、聚草（Myriophyllumspiatum）、金魚藻（Ceratophyllumdemersum）、眼 子 菜（Potamogetondistinctus）等，當然，可以選擇一些根系懸垂于水中的漂浮植物，如鳳眼蓮（Eichhorniacrassipes）、莼菜（Nymphoidespeltata）、大薸（Pistiastratiates）、水花生（Alternanthrraphiloxeroides）、浮萍（Lemnaminor）等。如果大面積水域只是純粹的作為景觀和障礙，造景時就要注重群體、遠觀，可以采用如荷花（Nelumbonucifera）、睡 蓮（Nymphaeaalba）、千 屈 菜（Lythrum salicaria）等大面積、大色塊的種植方式，可以形成宏偉壯闊，波瀾不驚的視覺感受。

高爾夫球場中面積較小的人工湖在造景時應注重單位和近景的效果，采用鳶尾（Iristectorum）、菖蒲、慈菇（Sagittariasagittifolia）等單株形態(tài)、色彩出眾的水生植物，不僅不會造成配置擁擠和水域面積的減少，還可以充分利用水面的鏡面作用，形成疏落有致，倒影入水，自然野趣的景觀效果。

高爾夫球場中的小溪，河流，由于寬窄不一，高低起伏，水面較淺，所以要求植物配置高低錯落，疏密有致，避免植物處于同一水平，可以采用水生美人蕉（Cannaglauca）、蘆葦、千屈菜、水蔥、菖蒲、睡蓮等三兩組團，不僅可以形成豐富的色彩和季相的變化，更可以使河流兩岸景致錯落有層次，加強自然的韻味。

高爾夫球場中最適合種植水生植物的區(qū)域就是水體邊緣及濕地緩沖帶，它不僅是水面和堤岸的分界線，還是地表徑流進入水體的緩沖地帶，根據(jù)緩沖帶的寬度和復雜性，附著在上面50%～100%的沉積物和有機殘骸能夠被吸收分解［42］。因此，在這類區(qū)域應選擇淺水中生長的水生植物，在不影響球員擊球路線的前提下，應優(yōu)先選擇凈化除污能力較強的水生植物，例如鳶尾、菖蒲、梭魚草（Pontederiacordata）、蘆葦?shù)?，既豐富了水景，實現(xiàn)了從水面到堤岸的過渡，還達到了凈化水體的效果。

5 總結(jié)與展望

伴隨著高爾夫運動的蓬勃發(fā)展，越來越多的人也將目光聚焦于此，而其對生態(tài)環(huán)境的污染一直備受詬病，如何改變?nèi)藗儗τ诟郀柗虻钠姡瑴p少高爾夫球場對生態(tài)環(huán)境的影響，一直是熱衷高爾夫的人士們的心愿。使用有機的方式管理球場固然可以從根本上切斷污染源，然而，將有機高爾夫付諸實踐目前還存在著重重困難。在合理使用化肥農(nóng)藥的前提下，植被的選擇與配置是降低污染的另一重要途徑。水生植物的選擇和配置是一項涉及面廣，橫跨多學科，綜合要求極高的系統(tǒng)工程，但其以優(yōu)美的顏色和形態(tài)，強大的除污凈化能力，近些年已經(jīng)被廣泛應用于各類園林水體景觀，然而，目前在我國高爾夫球場卻少見對其廣泛的應用。結(jié)合高爾夫運動的特征，合理的選擇水生植物，充分發(fā)揮其凈化水體的功效，營造出具有球場特色的水體景觀，必將成為未來高爾夫設(shè)計者追求的目標之一。

［1］ 元穎，王娟.水生植物在園林植物中的應用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（15）：80－81.

［2］ 朱鳴，孫建軍，徐亞同.景觀水體的水質(zhì)凈化與生態(tài)維護［J］.上海環(huán)境科學，2003，增刊：159－200.

［3］ 種云霄，胡洪營，錢易.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展［J］.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，4（2）：36－40.

［4］ 朱斌，陳飛星，陳增奇.利用水生植物凈化富營養(yǎng)化水體的研究進展［J］.上海環(huán)境科學，2002，21（9）：564－567.

［5］ 曹雅琴.論高爾夫球的起源與發(fā)展［J］.體育文化導刊，2006（6）：80－82.

［6］ 韓烈保.高爾夫概論［M］.北京：科學出版社，2011：2－10.

［7］ 賈良清，歐陽志云，蔣宗豪，等.高爾夫球場建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)影響分析及環(huán)境管理對策［J］.城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003，16（4）：43－45.

［8］ 朱文轉(zhuǎn)，李傳紅，黃細花.高爾夫球場的生態(tài)環(huán)境影響及防治對策［J］.廣州環(huán)境科學，2004，19（1）：45－48.

［9］ Kit Wheeler，John Nauright.A Global Perspective on the Environmental Impact of Golf［J］.Sport in Society，2006，9（3）：427－443.

［10］ 賴蘇玉.高爾夫球場建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響及對策［J］.福建農(nóng)業(yè)科技，2007（3）：73－74.

［11］ 濮陽雪華，戴子云，韓烈保.高爾夫球場生態(tài)環(huán)境及其改良措施［J］.草原與草坪，2012，32（2）：69－73.

［12］ 黃承嘉.高爾夫球場農(nóng)藥化肥對水環(huán)境的影響和對策［J］.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，1998（1）：36－39.

［13］ 侯文華，劉靜霞，譚立庭，等.高爾夫球場對水體的影響［J］.中國高爾夫管理，2005（1）：44－49.

［14］ 孫霖.水生植物在景觀水體提高自凈能力的應用研究［D］.長沙：中南林業(yè)科技大學，2011.

［15］ 張愛菊，葉金云，趙漢取，等.利用水生植物改善南太湖水質(zhì)的研究［J］.水生態(tài)學雜志，2011，32（6）：32－27.

［16］ 楊立紅，卓麗環(huán).水生植物對富營養(yǎng)化水體凈化能力的研究［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學學報，2006，28（6）：663－666.

［17］ 胡萃，劉強，龍婉婉，等.水生植物對不同富營養(yǎng)化程度水體凈化能力的研究［J］.環(huán)境科學與技術(shù)，2011，24（10）：6－9.

［18］ 王妍，朱昌雄，黃亞麗，等.水生植物及人工凈水草處理污水研究進展［J］.人民黃河，2012（3）：60－62.

［19］ 馬宗仁.高爾夫草坪管理和護養(yǎng)［M］.蘭州：蘭州大學出版社，1996：212－224.

［20］ 嚴昭，張文娟，張自和.高爾夫球場的水環(huán)境管理［J］，草業(yè)科學.2007，24（6）：80－85.

［21］ 常智慧，韓烈保.高爾夫球場施用農(nóng)藥對環(huán)境影響研究進展［J］.草原與草坪，2002（4）：6－7.

［22］ 胡林，崔建宇，慕康國，等.高爾夫球場建設(shè)與管理對環(huán)境影響綜述.全國首屆高爾夫?qū)W術(shù)研討會論文集［C］.深圳：深圳大學高爾夫?qū)W院，2005年，239－249.

［23］ Cole J H，Barid J H，Basta N T，etal.Influence of buffers on pesticide and nutrient run off from Bermuda grass turf［J］.Journal of Environmental Quality，1997，26：1589－1598.

［24］ 蔡貴信.淹水種稻條件下氮肥的氮揮發(fā)損失［C］／／中國土壤氮素工作會議論文集.北京：科學出版社，1986.

［25］ Douglas A Haith，Po－Ching Lee，Clark J Marshall，etal.Modeling Pesticide Volatilization from Turf［J］.Journal of Environmental Quality，2002，31（3）：724－729.

［26］ Wauchope R D.The pesticide content of surface water draining from agricultural field［J］.Journal of Environmental Quality，1978，459－472.

［27］ 田偉君，王超，李勇，等.城市污染水體強化凈化技術(shù)研究進展［J］.河海大學學報（自然科學版），2004（2）：136－139.

［28］ 方宇翹，應太林，襄祖楠，等.污染河流底泥釋放與耗氧對水質(zhì)的影響［J］.環(huán)境科學研究，1991（2）：24－31.

［29］ 孫從軍，張明旭.河道曝氣技術(shù)在河流污染治理中的應用［J］.環(huán)境保護，2001（4）：12－14.

［30］ Chapin Iii F S，Walker B H，Hobbs R J，etal.Biotic control over the functioning of ecosystems［J］.Science，1997，277（5325）：500－504.

［31］ 霍紅梅.水生植物對富營養(yǎng)化水體的凈化機理及應用［J］.中國科技信息，2011（23）：4.

［32］ 儲榮華.水生植物的生態(tài)和景觀應用［D］.蘇州：蘇州大學，2010.

［33］ 張飛.水生植物在園林水景中的應用及配置方面的研究［J］.民營科技，2012（3）：122.

［34］ 宋雪紅，蔣新元，趙夢婕.濕地水生植物的水質(zhì)凈化與資源化利用［J］.環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟，2011：59－62.

［35］ 何池全.石菖蒲克藻效應的研究［J］.生態(tài)學報，1999（5）：754－758.

［36］ 周昱宏，成小英，蔣蕓，等.江南大學新建校區(qū)水環(huán)境水生植物優(yōu)化處理效果研究［J］.綠色科技，2011，（11）：112－113.

［37］ Brix Hans.Use of Constructed Wetland in Water Pollution Control：Historical Development，Present Status，and Future Perspectives［J］.Wat Sci Tech，1994，30（8）：209－223.

［38］ 呂藝超.淺談水生植物在我國園林景觀中的應用［J］.知識經(jīng)濟，2012（4）：114.

［39］ 許玉娟，安沛超.淺談水生植物在北方城市園林造景中的應用［J］.河北林業(yè)，2001（6）：26－27.

［40］ 李春暉.淺談水生植物在園林造景中的配置及應用［J］.科技創(chuàng)新與應用，2012（4）：54.

［41］ 李春枝，陳國民，李貞常，等.水生植物在園林水景中的應用及配置方面的研［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（5）：38－39.

［42］ 諸葛亦斯，劉德富，黃任鈴.生態(tài)河流緩沖帶構(gòu)建技術(shù)初探［J］.水資源與水工程學報，2006，17（2）：63－67.