合肥濱湖國(guó)家森林公園植物配置研究

吳京京， 吳 克， 陳 俊, 孫亞運(yùn)， 鄧 超， 金 杰,

(1. 合肥學(xué)院 生物與環(huán)境工程系，合肥 230601； 2. 安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復(fù)協(xié)同創(chuàng)新中心，

合肥 230601； 3. 合肥環(huán)境工程研究院， 合肥 230601)

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合肥濱湖國(guó)家森林公園植物配置研究

吳京京1， 吳 克2, 3， 陳 俊3, 孫亞運(yùn)1， 鄧 超1， 金 杰1, 2, 3

(1. 合肥學(xué)院 生物與環(huán)境工程系，合肥 230601； 2. 安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復(fù)協(xié)同創(chuàng)新中心，

合肥 230601； 3. 合肥環(huán)境工程研究院， 合肥 230601)

摘要近年巢湖水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，導(dǎo)致眾多環(huán)境問題難以解決。人工濕地系統(tǒng)技術(shù)能夠從源頭上有效削減氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從根本上解決巢湖水質(zhì)污染問題。為了更好地研究濕地對(duì)巢湖水質(zhì)的凈化作用，以合肥濱湖國(guó)家森林公園為例，對(duì)濕地位置、季節(jié)、植物種類配置、種群功能及濕地整體生態(tài)功能等方面進(jìn)行研究。該公園共計(jì)植物228種，隸屬于84科179屬，在此基礎(chǔ)上，對(duì)園區(qū)現(xiàn)有植物配置進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞人工濕地；合肥濱湖國(guó)家森林公園；調(diào)查分析；植物配置

Study on the plant configuration in Hefei Binhu lake National Forest Park

WU Jing-jing1, WU Ke2, 3, CHEN Jun3, SUN Ya-yun1, DENG Chao1, JIN Jie1, 2, 3

(1. Department of Biological and Environmental Engineering, Hefei University;2. Collaborative Innovation Center for Environmental Pollution Precaution and Ecological Rehabilitation of Anhui;3. Institut for Environmental Engineering of Hefei, Hefei 230601, China)

Abstract In recent years, the water quality of Chaohu lake has resulted in many difficult problems of environment. The technology of artificial wetland system can effectively reduce the nutrients of nitrogen and phosphorus from the source, fundamentally solve the problem of water pollution.In order to study the purification effect of wetland water, research on the Hefei Binhu national Forest Park wetland locations, seasons, species, population allocation function and the overall ecological functions of wetlands were made. A total of 228 species belonging to 84 families and 179 genera were investigated. On the basis of study, analysis and discussion on the existing plant configuration in the park were done.

Keywords wetland plants； Binhu Hefei National Forest Park； investigation and analysis； plant distribution configuration

由于長(zhǎng)期受到大量工農(nóng)業(yè)廢水及生活污水的污染影響，大量氮、磷的污染物進(jìn)入湖泊，導(dǎo)致湖泊水質(zhì)逐年惡化，位于安徽省合肥市的巢湖經(jīng)常暴發(fā)較為嚴(yán)重的“水華”現(xiàn)象[1]，嚴(yán)重破壞湖泊的生態(tài)系統(tǒng)。為了從源頭控制這些污染物進(jìn)入水體，濕地技術(shù)被廣泛關(guān)注和研究。濕地是地球上三大生態(tài)系統(tǒng)之一，是一種獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，是自然界智能光的生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，有著“地球之腎”的美稱[2]。濕地中的水陸區(qū)域相互影響相互作用。城市濕地是指分布在城市及其邊緣的河流、湖泊、沼澤等季節(jié)性和常年性積水的各種濕地，主要?jiǎng)澐譃樘烊怀鞘袧竦?、半人工城市濕地和人工城市濕地[3]。湖濱濕地在涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、緩解污染、維持物種多樣性、維持生態(tài)平衡以及生態(tài)休閑旅游等方面都有非常重要的作用，它是湖泊的天然保護(hù)屏障，因此組成了健康的湖泊生態(tài)系統(tǒng)[4]。城市濕地公園的濕地景觀中植物要素十分重要，它最具有表現(xiàn)力，也最具有功能性。植物要素主要是指適合水生和濕生環(huán)境的植物類型，包括水生和濕生植物[5]。人工濕地是一個(gè)通過人工的方式，建立具有較強(qiáng)去污能力的且適合濕地植物和動(dòng)物生存的生態(tài)系統(tǒng)，它能反應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性較高，其主要目的是為了控制水污染和對(duì)自然濕地的保護(hù)[6]。濕地公園的岸線植物不僅豐富了水面的顏色，而且水域、沼澤、植物景觀都有自然的過渡效應(yīng)。根據(jù)濕地公園駁岸的性質(zhì)對(duì)岸線植物進(jìn)行設(shè)計(jì)和配置，其水體駁岸以土岸和石岸居多[7]。為了滿足濕地公園的旅游需求，在規(guī)劃和建設(shè)過程中會(huì)將功能進(jìn)行分區(qū)，進(jìn)而使其形成一個(gè)復(fù)雜且又系統(tǒng)的景觀[8]。本文針對(duì)濕地公園植物配置方面展開研究，對(duì)植物群落進(jìn)行分類，為優(yōu)化濕地公園植物配置提供技術(shù)參考。

1 研究區(qū)概況

合肥濱湖國(guó)家森林公園，位于合肥主城區(qū)東南，面積10.72 hm2，其中森林面積7.99 hm2，森林覆蓋率74.58%，園內(nèi)有河流5條，溝渠75條，水塘204個(gè)，水域總面積達(dá)2.6260 hm2，形成林水相間的森林景觀。北依甲子河，南達(dá)環(huán)湖北路，西連巢湖南路，東臨南淝河，十五里河南北貫穿，是安徽省內(nèi)唯一萬畝城市水網(wǎng)森林。地處巢湖北岸，地勢(shì)西北高，東南和北部低洼，崗少圩多，圩區(qū)四周高中間低，為典型的圩湖地區(qū)。土質(zhì)大部分是粉砂土，兼有少部分鐵砂土。

2 研究時(shí)間、地點(diǎn)及調(diào)查方法

在2015年3月至5月期間，對(duì)合肥濱湖森林公園進(jìn)行了全面踏查，將園區(qū)分為13個(gè)部分，主要采用的是線路調(diào)查和觀測(cè)點(diǎn)相結(jié)合的方法，借助GPS導(dǎo)航軟件，定點(diǎn)讀寫相機(jī)所拍攝的植物照片，查閱植物志，確定植物種類名稱，調(diào)查范圍包括濕生植物、水生植物以及生長(zhǎng)在岸邊道路旁的喬灌木等，最終列出植物名錄，確定濕地現(xiàn)有植被類型和群落組成，繪制植物群落分布圖。

3 結(jié)果與討論

濕地植物有3種劃分：其一，根據(jù)植物生活型：沉水植物、浮葉植物、漂浮植物、挺水植物、水生植物；其二，依據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境不同：水生植物、濕生植物、沼生植物；其三，根據(jù)植物生長(zhǎng)型，分為喬木、灌木和草本3類[9]。

3.1園區(qū)內(nèi)濕地植物基本組成

合肥濱湖國(guó)家森林公園共計(jì)有植物228種，隸屬于84科179屬。喬木37種，灌木42種，多年生草本80種，一年生草本37種，水生草本26種，藤本6種。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，合肥濱湖國(guó)家森林公園植物生活性分類中，草本類所含種數(shù)最多，共149種，占總種數(shù)的65.35%，喬木類共37種，占總種數(shù)的16.23%，灌木類共42種，占總種數(shù)的18.42%。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，合肥濱湖國(guó)家森林公園植物科內(nèi)含屬數(shù)中，禾本科(Gramineae)所含屬數(shù)最多，共20屬，占總屬數(shù)的10.98%，其次是菊科(Compositae)、薔薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)、百合科(Liliaceae)、木犀科(Oleaceae)、唇形科(Lamiaceae)分別有19屬、11屬、7屬、6屬、5屬和5屬。5屬和5屬以上7科共計(jì)73屬，占總屬數(shù)的40.55%，在此濕地植物區(qū)系中占有重要位置。

圖1 合肥濱湖國(guó)家森林公園各樹種類型比例

根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，合肥濱湖國(guó)家森林公園植物科內(nèi)含種數(shù)中，菊科所含種數(shù)最多，共24種，占總種數(shù)的10.86%，其次是禾本科、薔薇科、木犀科、豆科、莎草科(Cyperaceae)、蓼科(Polygonaceae)、百合科、睡蓮科(Nymphaeaceae)分別有23種、14種、9種、7種、6種、6種、6種和6種。6種和6種以上共9科共計(jì)101種，占總種數(shù)的45.7%，在此濕地植物區(qū)系中占有重要位置。

3.2園區(qū)內(nèi)植物分布

圖2 合肥濱湖國(guó)家森林公園植被調(diào)查分區(qū)圖

棲鳳路兩旁為棕櫚、楊樹以及草本植物，主要是菊科、禾本科、豆科、莎草科，如小巢菜、短芒稗、艾草、苦麻菜、老鴰筋、泥胡菜、婆婆納、薺菜、豬殃殃、馬齒莧、刺兒菜、小飛蓬、繁縷、卷耳、蒼耳、葎草、車前草、狗牙根等；香墩路兩旁為大吳風(fēng)草、馬尾松、楊樹、香樟、紫薇及草本植物等；焦姥路兩旁為紅葉石楠、小蠟樹、天竺、八角金盤、灑金珊瑚、紅花繼木、紅花酢漿草、迎春花、叉路口有茶花、桂花、桃花、楓樹等；焦姥路北側(cè)河對(duì)岸上主要是八角金盤、石楠、金邊黃楊、女貞、馬尾松、夾竹桃、齒果酸模、鳶尾等。

焦姑路北側(cè)為法國(guó)冬青、馬尾松等，南側(cè)是一路到頭的連翹。焦姑路南側(cè)是淺水岸，淺水岸上有成片的柳樹、枇杷、水杉、香樟、楓樹，水岸交界地帶有成片蘆葦；巢皇路兩邊是大葉黃楊、迎春花、馬尾松等；芙蓉路兩旁是棕櫚、桂花、法國(guó)冬青、水杉、夾竹桃、大片馬尾松、枇杷等。芙蓉路東側(cè)小廣場(chǎng)旁有大片八角金盤；自行車道周圍多是單干石楠、桂花日本晚櫻、茶花、紫荊、玉蘭、枇杷、海棠、楓樹、鳶尾、金邊蔓長(zhǎng)春、樟樹、杉樹、杜鵑、連翹等。

檜雪路兩旁是柏樹和大葉黃楊等?；ㄏ穬膳苑N植小葉黃楊、夾竹桃、齒果酸模，過溝渠楊樹林邊是大片八角金盤。樨香路兩旁人工種植大量草本類植物，如玉簪、黃金鐘、紫萼、筋骨草、魚腥草，形成一道路邊風(fēng)景。與溝區(qū)交界的淺駁岸種植大量美人蕉和石菖蒲。聞鶯路兩旁是整齊的小葉黃楊、水杉，以及各種鄉(xiāng)土物種的草本。穿楊路、潮城路、藏舟路、箏浦路，都未修建柏油路，路兩旁是棕櫚及草本。

圖3 區(qū)域⑤、區(qū)域⑨植被分布圖

3.3園區(qū)內(nèi)濕地植物配置模式

淡水池塘公園的植物配置模式主要考慮視覺，注重整體性和持續(xù)性的影響，植物在數(shù)量上取得優(yōu)勢(shì)，給人壯觀的視覺效果[10]。從水中央到岸邊的土地是由沉水植物、浮葉植物、挺水植物、耐水濕喬灌叢、地被草花各個(gè)群落依次組成的。

3.3.1水生植物模式

植物配置對(duì)濕地水質(zhì)的凈化、濕地植物群落的恢復(fù)有重要作用。沉水植物包括苦草、狐尾藻、黑藻、菹草、眼子菜；浮葉植物主要是在靜水池塘和溝渠中種植，還要根據(jù)池塘的水位，主要有荇菜、睡蓮、野菱、浮萍等；挺水植物主要包括蘆葦、香蒲、千屈菜、水蔥、再力花等。

3.3.2濕生喬灌草復(fù)合模式

在垂直結(jié)構(gòu)上，則需要實(shí)現(xiàn)喬、灌和草3種協(xié)調(diào)結(jié)合，同時(shí)還需要在層間植物上下功夫，盡可能使其豐富起來[11]。濕地公園中多以楊樹、柳樹、水杉、濕地松、馬尾松、紫穗槐、木芙蓉和濕生草本植物(莎草、長(zhǎng)芒稗、狼尾草等)群落呈現(xiàn)。在道路兩旁、溝渠邊種植池杉；臨水坡地成片成叢栽植柳樹、連翹、鳶尾、玉簪、金邊蔓長(zhǎng)春、燈心草、馬藺等。

3.3.3草灘模式

在地勢(shì)相對(duì)平坦的區(qū)域，種植濕地草本植物，區(qū)域也會(huì)有大量自生野生草本，這些野生草本都體現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)能力，如小巢菜、短芒稗、艾草、苦麻菜、老鴰筋、泥胡菜、婆婆納、薺菜、豬殃殃、馬齒莧、刺兒菜、小飛蓬、繁縷、卷耳、蒼耳、葎草、車前草、狗牙根及中華結(jié)縷草等，增加植物的多樣性及豐富度。

3.4濕地植物對(duì)污染物的去除能力

研究結(jié)果顯示，在正常條件下，香蒲濕地對(duì)凱氏氮的去除在夏季最為明顯，其去除率在96%以上，而冬季對(duì)TP、COD的去除率最低為85.8%，一般情況都在94%以上[12]。菖蒲單獨(dú)種植和與其他植物混合種植對(duì)水體中的總氮(TN)的去除率分別為92.7%和94.9%，單獨(dú)種植和與其他植物混合種植對(duì)水體中的氨氮(NH3-N)的去除率分別為97.4%和96.6%，單獨(dú)種植和與其他植物混合種植對(duì)水體中的總磷(TP)的去除率分別為94.3%和84.7%，單獨(dú)種植和與其他植物混合種植對(duì)水體中的COD的去除率分別為85.5%和86.7%[13]。千屈菜在0～0.4 mg/L的TP濃度范圍內(nèi)均生長(zhǎng)良好，對(duì)水中TP的去除率高達(dá)98%以上[14]。張博等通過土培生根的千屈菜和綠蘿與水插生根的千屈菜和綠蘿的試驗(yàn)得出，千屈菜的TP去除能力明顯高于綠蘿[15]。

吳振斌等比較了有植物和無植物的濕地系統(tǒng)，結(jié)果表明有植物濕地系統(tǒng)的磷去除率在春夏季平均為60%以上，冬季也能達(dá)到40%以上，而且出水水質(zhì)穩(wěn)定，而無植物濕地系統(tǒng)中，磷的去除率僅為28%；Cui等建立垂直流人工濕地系統(tǒng)，種植風(fēng)車草來處理生活污水，風(fēng)車草的生物量每增加1 000 g，其地上部分TP積累量就會(huì)增加4.9 g；梁雪等對(duì)太湖富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行了人工濕地試驗(yàn)，結(jié)果顯示，種植植物后的人工濕地比無植物狀態(tài)時(shí)濕地，對(duì)TN、TP的去除率分別提高13.6%和19.5%[16]。

4 結(jié)論

濱湖公園道路兩旁的物種多樣性很高，在自行車道兩側(cè)，特別是喬木、灌木和草本植物搭配恰當(dāng)，高于普通綠地的多樣性。園區(qū)內(nèi)喬木密度以及灌木密度較高，并且種植形式以片植或者群植為主。

在今后的濕地植物配置中，需要進(jìn)一步考慮綠化的實(shí)用性以及生態(tài)效益，注意樹種的配置，充分發(fā)揮不同植物各自的優(yōu)勢(shì)。園區(qū)內(nèi)水生植物沒有形成豐富的植物群落結(jié)構(gòu)，濕地公園水面景觀營(yíng)造差異顯著，有的區(qū)域水面無景觀觀賞性且水質(zhì)較差。

植物種類在選取配置的過程中，要充分考慮園區(qū)的水質(zhì)、土壤特征。選擇凈化能力強(qiáng)的濕地植物，例如蘆葦對(duì)濕地中氮的吸收比較強(qiáng)，鳶尾、鳳眼蓮的脫氮除磷效果很好，荷花、睡蓮對(duì)水中的TN、TP去除率能高達(dá)35%。因此，在濕地公園的建設(shè)及養(yǎng)護(hù)過程中，要充分發(fā)揮濕地植物在凈化水質(zhì)方面的重要作用。

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中圖分類號(hào)TU986.52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)2095-1736(2016)02-0026-04

作者簡(jiǎn)介：吳京京，碩士研究生，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程；通信作者：金 杰，教授，研究方向?yàn)樯锛碍h(huán)境工程領(lǐng)域，E-mail: amushui@hfuu.edu.cn。

基金項(xiàng)目：合肥學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目(2014xk01)；合肥學(xué)院院級(jí)學(xué)科帶頭人(2014dtr02)；安徽省高校自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目(KJ2016SD50)

收稿日期：2015-07-16；修回日期：2015-08-25

doi∶10.3969/j.issn.2095-1736.2016.02.026