從水族生態(tài)角度看輕度污染的校園水生態(tài)景觀的構(gòu)建與生態(tài)修復(fù)

祝燕芳 王永斌

摘要： 大學(xué)校園水景建設(shè)中要考慮到文化、觀賞和游憩的需要，也要充分考慮水生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)。本文從生態(tài)水族的角度出發(fā)，探討在校園水景建設(shè)，尤其是水體輕度污染條件下的生態(tài)水景建設(shè)。

Abstract： It is necessary to take into account the needs of culture， appreciation and recreation in the construction of waterscapes in university campuses and fully consider the construction of aquatic ecosystems. From the perspective of ecological aquariums， this article explores the campus waterscape construction， especially the ecological waterscape construction under the condition of slight pollution of water bodies.

關(guān)鍵詞： 水族生態(tài)；水景；生態(tài)；水污染治理

Key words： aquatic ecology；waterscape；ecology；water pollution control

中圖分類號(hào)：X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）12-0163-03

0 引言

中國園林設(shè)計(jì)歷來注重水的應(yīng)用，水景的應(yīng)用自不可少。而隨著高等教育的發(fā)展，社會(huì)和師生都對(duì)校園景觀建設(shè)提出了更高的要求。科學(xué)合理地設(shè)計(jì)校園水系，構(gòu)建生態(tài)水景，既能創(chuàng)造更加美好的校園環(huán)境，也能促進(jìn)城市生態(tài)建設(shè)。然而由人類活動(dòng)所引起的水體問題近年來多次引發(fā)廣泛的關(guān)注。根據(jù)國家2011年的一項(xiàng)評(píng)估結(jié)果[1]，全國有超過40%的自然水體處于污染或富營養(yǎng)化的狀態(tài)，在東部地區(qū)已經(jīng)很難看到水質(zhì)清澈的天然湖泊。而大學(xué)校園中的河流、湖泊，盡管多數(shù)屬于人造水體，但受周邊環(huán)境及流域水系的影響，水質(zhì)也多數(shù)處于富營養(yǎng)狀態(tài)，部分還存在著輕度的化學(xué)和化工污染。

1 景觀水生態(tài)修復(fù)的有關(guān)理論和方法

生態(tài)設(shè)計(jì)一般被定義為：與生態(tài)過程想?yún)f(xié)調(diào)，將對(duì)環(huán)境的破壞和影響盡可能減小的設(shè)計(jì)方式，在這種方式下，景觀設(shè)計(jì)要尊重自然環(huán)境沒減少對(duì)資源的剝奪和破壞，保持水循環(huán)和再次過程中的營養(yǎng)鹽循環(huán)，維持動(dòng)植物的生存環(huán)境，保持生態(tài)系統(tǒng)的健康[2]。

在生態(tài)景觀設(shè)計(jì)中，特別注重水生態(tài)的自我修復(fù)。自然水體受到污染后——必須強(qiáng)調(diào)是一定程度內(nèi)的輕微污染——水體會(huì)通過自身生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的各種物理、化學(xué)和生物過程，將污染物固化、分解、再利用，最終達(dá)到污染的消除。在此過程中，植物、動(dòng)物、藻類、細(xì)菌等各種生態(tài)元素都會(huì)參與其中。水生態(tài)自我修復(fù)的過程，是水族生態(tài)存在的基礎(chǔ)，也是生態(tài)水族技術(shù)的核心理念。通過此過程所達(dá)到的污染治理，可有效降低水中營養(yǎng)鹽的含量，增加水體含氧量，抑制低等藻類繁殖，提高水族生物活性。

采用生態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行水景設(shè)計(jì)，在輕度污染的水體生態(tài)修復(fù)過程中，可有效降低設(shè)施的投入，也不需要向水體投放化學(xué)藥物造成次生污染，同時(shí)還有利于景觀與自然的和諧，這些優(yōu)點(diǎn)使得此方法在水景設(shè)計(jì)中具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 借鑒生態(tài)水族技法進(jìn)行輕度水污染治理和水族景觀的設(shè)計(jì)

生態(tài)水族技術(shù)是人類對(duì)過1000多年水生動(dòng)植物養(yǎng)殖的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合現(xiàn)代科技和現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品，以水環(huán)境、水化學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的新型的、科學(xué)的水族生物飼養(yǎng)、培育的技術(shù)。小到家中的水族箱，大到海洋世界，從池塘養(yǎng)殖到海洋牧場，從觀賞魚到海珍品，幾乎所有的現(xiàn)代水族產(chǎn)業(yè)，都建立在生態(tài)水族技術(shù)之上。

從水景設(shè)計(jì)和建設(shè)到水體管控上，生態(tài)水族的以下技術(shù)或理念可以借鑒：

2.1 減少喂食，從源頭入手控制水質(zhì)惡化——節(jié)污是水環(huán)境修復(fù)的基礎(chǔ)

生態(tài)水族在生物飼育過程中講究投喂食物要少量多次，以能讓生物夠吃為原則，盡量減少食物的剩余，不追求生物的快速生長。這是因?yàn)闊o論什么樣的生態(tài)環(huán)境，其對(duì)污染的容納能力都是有限的，即使是作為地球上最龐大、最穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)的海洋也是如此，近年來東部沿海地區(qū)頻發(fā)的赤潮現(xiàn)象就是最好的證明。作為范圍有限的人工水體，一旦污染物短時(shí)間內(nèi)大量進(jìn)入水體，即使只是無化學(xué)毒性的蛋白質(zhì)、營養(yǎng)鹽類的污染，也會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)帶來滅頂之災(zāi)，生態(tài)系統(tǒng)中的動(dòng)植物、有益藻類和菌類都會(huì)因?yàn)檫^大的污染壓力而死亡，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。即便污染物總量并沒有達(dá)到讓系統(tǒng)崩潰的程度，大量的污染物也會(huì)導(dǎo)致一些不想看到的局面，比如有害藻類的滋生等。因此，水環(huán)境污染的治理，哪怕采用最科學(xué)的生態(tài)修復(fù)方法也不是一勞永逸的，節(jié)污仍然是首先要考慮的要素。

2.2 水草栽種，構(gòu)建立體水景——水生植物能有效幫助生態(tài)循環(huán)的建立

生態(tài)水族不是養(yǎng)魚，這一點(diǎn)經(jīng)過20多年的爭論，正逐漸被國內(nèi)大多數(shù)水族愛好者所接受，同時(shí)飼養(yǎng)魚蝦蟹螺以及不同品種的水生植物，構(gòu)建一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，將自然美景濃縮于家中是生態(tài)水族的追求。栽種植物并不僅僅是出于觀賞的需要，水生生物，尤其是水生植物，可以對(duì)水體污染的治理起到巨大的作用：

一方面，密集的水生植物通過根葉莖在水中會(huì)形成天然的物理屏障，既能改變小范圍的水流讓懸浮的顆粒等污染物沉淀，又能使水中的膠體狀物質(zhì)形成附著，起到固化的作用；另一方面，植物生長過程中為滿足滋生的生理需要，會(huì)從水中吸收大量的礦物元素和有機(jī)物質(zhì)，這能顯著改善水體的污染物含量，幫助水體進(jìn)行凈化。幾乎所有常見水生植物，對(duì)水體污染物都有著移動(dòng)的吸收作用，如菖蒲、水花生、水葫蘆能大量吸收水中的氮、磷；荷花、蓮花等開花的植物以及有著鮮艷葉片的植物通常都能吸收水中的重金屬離子，蘆葦、浮萍等植物對(duì)低等藻類有著一定的抑制作用等。

因此，在水景設(shè)計(jì)過程中，栽種水生植物，不管是國內(nèi)自然水體中常見的金魚草、果然喜聞樂見的荷花蓮花等沉水植物，還是諸如紅樹等挺水喬木，以及水葫蘆、浮萍、菱角等浮水植物，都能在水生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。

2.3 采用人工過濾材料，注重生物過濾系統(tǒng)——培育生態(tài)溫床，加強(qiáng)生物容污能力

在生態(tài)水族技術(shù)中，過濾材料的選擇對(duì)良好水環(huán)境的構(gòu)造具有著重要的意義。一套完整的淡水生態(tài)水族過濾系統(tǒng)，至少包括用于進(jìn)行物理方式隔離大顆粒物體并幫助膠體附著的初級(jí)過濾材料、用于進(jìn)行有害有毒物質(zhì)吸收的活性炭類過濾材料，以及用于培育生態(tài)循環(huán)所需微生物的多孔過濾材料，其中微孔豐富的過濾材料如生化棉、陶瓷環(huán)、細(xì)菌屋等，都可以顯著提高系統(tǒng)生物過濾的效果。這是因?yàn)樗械h(huán)所需的微生物是以菌膜的形式附著在固定物體上并發(fā)揮作用的。而這些材料利用自身的特殊結(jié)構(gòu)，大幅度增加與水接觸的面積，讓更多的有益細(xì)菌能吸附其上，發(fā)揮水體凈化和營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用。

在天然水體中，這種細(xì)菌的溫床主要由泥土、砂石來完成，水生植物的葉面也能起到一定的作用。在水景設(shè)計(jì)中，可以通過利用如火山石等孔隙豐富的材料建設(shè)水岸的方式來加強(qiáng)這一功能，甚至可以直接把水岸或河底建設(shè)滲流生物膜凈化床的方式[3]。

2.4 水泵動(dòng)力，促進(jìn)水循環(huán)流動(dòng)——通過微景觀構(gòu)造循環(huán)環(huán)境，以期流水不腐

古語言“流水不腐”，雖然分析其根源，生態(tài)水族技術(shù)更傾向于把原因歸結(jié)為生物作用，但流水在此過程中仍發(fā)揮著重要的作用——讓微生物膜以及其他的過濾材料與水更充分的接觸，同時(shí)通過水的流動(dòng)增加水體含氧量，可有效增加微生物系統(tǒng)的活性。校園景觀水體受各種條件的限制，往往是死水，既沒有自然水源的注入，也沒有固定的水體流動(dòng)。在水景設(shè)計(jì)中，可以通過水泵等人工動(dòng)力裝置，讓景觀水體中的水流動(dòng)起來，在局部形成小循環(huán)；通過多處景觀構(gòu)建，從結(jié)構(gòu)上構(gòu)成多河流溪流的結(jié)構(gòu)，讓水從整體上流動(dòng)起來，即使仍缺少對(duì)外的水交換，但也可以讓死水變活水，增加水體的自潔能力。

2.5 定期換水，排除無法自然消除的污染物——通過物理干預(yù)加快污染物的排除

在生態(tài)水族領(lǐng)域，一直有“不用換水”的傳說，然而傳說就是傳說，所有科學(xué)的生態(tài)水族技術(shù)指導(dǎo)中都會(huì)明確指出，定期換水的重要性?！皢柷堑们迦缭S，為有源頭活水來”，千古名句也指明了水環(huán)境保持的重要環(huán)節(jié)。為一個(gè)密閉的水體進(jìn)行水體更換，一方面可以通過將一部分收到污染的水排出，降低污染物的總體含量，減輕河流生態(tài)系統(tǒng)的壓力。另一方面，新水的注入可以為水系統(tǒng)中引入充足的微量元素等物質(zhì)，對(duì)水體生態(tài)的保持有著積極的作用。

2.6 凈水寶和硝化細(xì)菌制劑添加——人工進(jìn)行微生態(tài)加強(qiáng)

在生態(tài)水族箱建立的初期，一般會(huì)通過添加硝化細(xì)菌的生物制劑幫助其快速形成生態(tài)系統(tǒng)。校園水體生態(tài)環(huán)境的建立，除利用各種條件進(jìn)行生態(tài)景觀設(shè)計(jì)，幫助其自然形成生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境修復(fù)外，還可以采用人工干預(yù)的方式，根據(jù)水環(huán)境監(jiān)測的結(jié)果，適當(dāng)向水體中添加人工制劑，以幫助生態(tài)系統(tǒng)建立或減輕系統(tǒng)壓力。如當(dāng)水體中出現(xiàn)短時(shí)間的藻類爆發(fā)趨勢時(shí)，通過少量銅藥的添加，可有效抑制藻類生長。當(dāng)水體微生物不足卻需要更強(qiáng)的生物凈化能力時(shí)，可向水體中投放如枯草菌、乳酸菌、硝化細(xì)菌等對(duì)生態(tài)環(huán)境有益的菌類，幫助水體進(jìn)行微生態(tài)強(qiáng)化等。

2.7 燈具照明和水溫控制——營造適宜的生態(tài)條件，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)形成

生態(tài)水族從本質(zhì)上講，是對(duì)水族生態(tài)的營造，在有限的空間內(nèi)，通過生物、器材及相應(yīng)的管理形成一個(gè)較為穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)不僅對(duì)于可見的飼養(yǎng)生物成立，對(duì)于硝化細(xì)菌等微生物也同樣意義重大。校園中的水系環(huán)境，受制于大自然的季節(jié)、天氣變化，也很難用人工的方式去做大規(guī)模的干預(yù)，這使得水景設(shè)計(jì)中對(duì)各種自然要素的把握要求更高。如水生植物種植的位置，需要根據(jù)所選擇的植物對(duì)光照的要求和植株的高矮來設(shè)計(jì)合理的水深，以滿足生長的需要；生物過濾系統(tǒng)培育床需要考慮到溫度相對(duì)穩(wěn)定，夏天應(yīng)能避免太陽的暴曬，冬天能少受冰凍，為微生物提供穩(wěn)定適宜的生長條件；溪流系統(tǒng)要考慮到水的蒸發(fā)等等，只有環(huán)境條件穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境才能穩(wěn)定。

3 結(jié)束語

由于人類生存環(huán)境的改變，如空氣污染物隨雨水進(jìn)入水體、地面污染物隨水流進(jìn)入水體等，校園景觀水體也無法獨(dú)善其身，必然會(huì)因?yàn)楦鞣N原因受到一定的污染。而與其他水污染治理方法相比，水生態(tài)生物自然修復(fù)法是遵循水族生態(tài)的自然規(guī)律來實(shí)施的，有著投入少、效果好、安全可靠的特點(diǎn)，在治理水污染的同時(shí)，逐漸恢復(fù)水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)于輕度污染的水體尤其有效。在校園水景觀建設(shè)過程中，如能充分參考生態(tài)水族的關(guān)鍵技術(shù)，在設(shè)計(jì)中融入水生態(tài)的理念和技術(shù)，通過水景幫助水體提高自潔能力，不管是對(duì)水污染的預(yù)防還是輕微水污染的治理都有著積極的作用。

但有一點(diǎn)必須指出，由于這種修復(fù)方法需要借助水生動(dòng)植物及環(huán)境中的各種微生物來實(shí)施治理工作，因此受季節(jié)、光照、溫度、降水等自然因素影響較大，也很難見到立竿見影的效果，必須要從較長時(shí)期的規(guī)劃區(qū)考慮和實(shí)施。

參考文獻(xiàn)：

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