水濕因子對不同人工水域系統(tǒng)植物應(yīng)用的影響

張瑜 鄭升 劉華華 蘇詩淇 韋廷舟 龍治堅

摘要 在營造濕地公園、人工濕塘、雨水花園等不同人工水域系統(tǒng)時，選擇觀賞價值高、可適應(yīng)相應(yīng)的水濕梯度值的水生植物，做到群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、少管理、低投入、功能高效，是現(xiàn)在低影響開發(fā)技術(shù)措施中亟待解決的問題。針對目前低影響開發(fā)技術(shù)措施中，水生植物應(yīng)用存在的不足，探討在水濕因子影響下，水生植物選擇應(yīng)用的科學(xué)性。針對人工水域系統(tǒng)中濕地公園、濕塘、雨水花園生境與設(shè)計結(jié)構(gòu)中水濕因子的時空分布特征，分析了其種類適應(yīng)性篩選策略。

關(guān)鍵詞 水濕梯度;低影響開發(fā);水生植物

中圖分類號 X173文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0075-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.024

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract When constructing different artificial water systems such as wetland parks， artificial wetpools， and rain gardens， select aquatic plants with high ornamental value that can adapt to the corresponding waterwet gradient values， so as to achieve stable community structure， low management， low input， and highefficiency. It is a problem that needs to be solved in the lowimpact development technology measures. This paper aims at the existing problems of the application of aquatic plants in lowimpact development technology measures， and discusses the scientific application of aquatic plants selection under the influence of waterwet factors. Aiming at the temporal and spatial distribution characteristics of water and moisture factors in the habitats and design structures of wetland parks， wet ponds， and rain gardens in artificial water systems， the types of adaptive selection strategies were analyzed.

Key words Moisture gradient;Low impact development;Aquatic plants

作者簡介 張瑜（1990—），女，四川自貢人，碩士研究生，研究方向：園林植物與觀賞園藝。*通信作者，助理研究員，從事植物分子細(xì)胞遺傳、風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的研究。

收稿日期 2019-01-29;修回日期 2019-02-20

隨著2014年《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》實施以來，低影響開發(fā)技術(shù)（如濕地、濕塘、雨水花園等）在城市和鄉(xiāng)村的建設(shè)中都起著重要作用。水生、濕生植物的選擇對于營造濕地、濕塘、雨水花園等人工水域系統(tǒng)的功能高效性具有重要的影響。而基于不同場地類型，如何科學(xué)地選擇植物配置是設(shè)計者關(guān)注的焦點之一。筆者以濕地、濕塘、雨水花園為分析對象，探討其水生、濕生植物種類的選擇和應(yīng)用，以期為人工水域系統(tǒng)的植物配置提供可能的參考。

1 水濕因子與濕生、水生植物

在人工水域系統(tǒng)中，水生植物的選擇受制于其生境中水濕因子的空間和時間分布[1]。水生植物在應(yīng)用中，不僅要注意其栽植密度、季節(jié)、區(qū)域適應(yīng)性;還要考慮在水環(huán)境中，該類植物生長發(fā)育所需要的特殊習(xí)性與要求，諸如水濕梯度的適應(yīng)性、水際線處理、水位管理等。這才能在實際的空間中，營造出理想的水生植物景觀。典型的人工水域系統(tǒng)是由人工挖掘的具有池緣、池坡、池底等3部分的凹地地形[1]。根據(jù)范圍的大小，可以形成十幾平方米的淺洼凹地（圖1），亦或面積較大的濕地公園（圖2）。在這些凹地結(jié)構(gòu)中，水體受到重力的影響而逐漸形成了從池緣到池底，由上至下遞增的水深梯度分布格局。為了保證水生植物的成活與良好生長，考慮不同水生植物對于不同水深適應(yīng)性要求，科學(xué)確定植物在水體中種植的范圍和界限極其重要[2]。如挺水類的再力花和梭魚草，必須種植在

0～55 cm水深范圍以內(nèi);而浮葉類的睡蓮和芡實，則要種植在10～150 cm的水深范圍以內(nèi)。超過或者未達(dá)到水深要求，均會影響植物的生長發(fā)育，甚至導(dǎo)致其死亡。

水濕因子的時間分布規(guī)律也是水生植物適應(yīng)性選擇的重要依據(jù)。人工水域系統(tǒng)若將雨水作為其水源的唯一來源，則會存在明顯的豐水期與枯水期的交替變化。在雨季豐水期，來自道路、建筑、草坪綠地等徑流，短時間內(nèi)可以快速的充滿整個系統(tǒng)，使整塊區(qū)域處于一個多水、潮濕的環(huán)境中（圖3）;而在旱季則可能出現(xiàn)長時間未降雨的情況，加之高溫產(chǎn)生的蒸發(fā)量，使得整塊區(qū)域處于缺水干旱的環(huán)境中（圖3）。同時，除了季節(jié)性的兩期交替變化外，日降雨量和月降雨量也會影響人工水域系統(tǒng)的這種交替變化。這樣的變化規(guī)律使得整個人工水域系統(tǒng)經(jīng)常性的處于一個“蓄水—排空”的環(huán)境格局之中。因此，在植物的選擇上傾向于那些既能長時間耐旱又能在短時間內(nèi)耐澇的水生、濕生植物[3]。

2 水濕因子影響下不同人工水域系統(tǒng)植物的應(yīng)用分析

2.1 水濕因子影響下濕地公園植物的應(yīng)用分析

濕地公園是人工水域系統(tǒng)之一，具有運行成本較低、管理高效方便等特點。該系統(tǒng)以良好生態(tài)環(huán)境和多樣化濕地景觀資源（植物、動物、微生物、基質(zhì)四大要素組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)）為基礎(chǔ)，以濕地科普宣傳、功能利用、文化等為主題，并建有一定規(guī)模的旅游休閑設(shè)施，可供人們觀光、休閑娛樂[4]。水生植物和濕生植物是濕地公園中重要的要素，起著生態(tài)凈化和景觀觀賞的雙重作用?！皾竦刂参铩卑怂蜐裆参铩Ｋ参锔鶕?jù)生活型與觀賞型特征，可以分為挺水、浮水、漂浮、沉水以及海生植物[2];濕生植物是生長在地表常年淺層積水、季節(jié)性積水或者土壤潮濕的環(huán)境中，是水生植物與陸生植物之間的過渡型[5]。

根據(jù)水濕因子的空間分布規(guī)律，濕地公園可按照植物的生長習(xí)性可設(shè)置深水、中水、淺水3個種植區(qū)域（圖4）。根據(jù)水濕因子的時間分布規(guī)律，由深水到淺水，逐漸形成深水、中水、淺水、沼生和濕生五大植物區(qū)[6]。通常情況下，濕地公園的水體可與外界的自然水體（湖泊、江河）連為一體，不僅可保證其水質(zhì)的更新和水源的補(bǔ)給，還可以結(jié)合一些疊水、溪流、瀑布等，達(dá)到豐富景觀效果之目的。而在植物的選擇上，濕地公園根據(jù)水生、濕生植物的水濕、水深要求不同篩選合適的種類（表1）。一般情況下，高等水生植物分布在100～160? cm的水深范圍內(nèi)，挺水及浮水植物適合在30～90 cm的水深范圍內(nèi)，而濕生、沼生植物常以0～30 cm的水深為適（圖5）。此外，沉水植物則可生活在深達(dá)幾米的水域中。在種植設(shè)計上，除了遵循植物的生態(tài)習(xí)性選擇適宜的水深和區(qū)域栽植外，還應(yīng)考慮植物搭配的美學(xué)原則。①從平面搭配角度，要留出3/5～2/3水面，栽植不宜過密，否則會影響水中的倒影和景觀透視線（圖6），尤其是沿水際線和水岸線邊緣的植間，而且還與陸生植物形成呼應(yīng)與過渡，避免裙帶性種植造成呆板閉塞的景觀。②從水體范圍大小角度，大型面狀水景、小型面狀水景、大型線狀水景和小型線狀水景的植物物種豐富度、密度、均度等都各有不同[6]。③從豎向設(shè)計角度，地形的設(shè)計可有一定的起伏，植物的栽植應(yīng)高低錯落、疏密有致（圖7）。若因特殊的景觀需要，要在深水區(qū)域栽植淺水或濕生、沼生植物，則一定要做好工程技術(shù)措施的處理，保證水位要求滿足植物的生長習(xí)性（圖8）。而對一些富營養(yǎng)化嚴(yán)重或水體污染嚴(yán)重的水體應(yīng)多種植如鳳眼藍(lán)、石菖蒲、水蔥等抗污染和凈化能力強(qiáng)的植物。

2.2.2 水濕因子影響下人工濕塘植物的應(yīng)用分析。

人工濕塘是指具有雨水調(diào)蓄和凈化功能的景觀水體，雨水同時作為其主要的補(bǔ)水水源[7]。濕塘有時可結(jié)合綠地、開放空間等場地條件設(shè)計為多功能調(diào)蓄水體。在平時，這可以發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能;在暴雨發(fā)生時，則可發(fā)揮調(diào)蓄功能，實現(xiàn)土地資源的多功能利用[7]。國外已經(jīng)廣泛利用濕塘、濕地等綜合技術(shù)措施來處理工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政水體污染以及暴雨徑流帶來的雨水污染[8];而我國關(guān)于低影響開發(fā)技術(shù)的研究則主要集中在雨水花園方面，針對于濕塘或各種技術(shù)的綜合協(xié)同應(yīng)用的研究尚有待加強(qiáng)。

人工濕塘水生和濕生植物的選擇受到其構(gòu)造和水濕因

子空間和時間分布規(guī)律的影響（圖9）。從空間分布上，可分為3個區(qū)域，即濕塘邊緣邊坡區(qū)、前置塘淺沼澤區(qū)、主塘深水沼澤區(qū)。在第一個區(qū)域，可選用一些適應(yīng)水陸環(huán)境的植物;在第二個區(qū)域，可栽植適宜水深要求在0～30 cm的植物;在第三個區(qū)域，可選用水位要求在30～160 cm植物。從時間上，濕塘則有調(diào)蓄期和洪峰期。若調(diào)蓄期和洪峰期流量的范圍浮動值過大時，“排水—蓄水”過程都較快，該人工水域系統(tǒng)則常常處于季節(jié)性干濕狀況。這要求選擇的植物要具有較強(qiáng)的耐濕性和耐旱性（表1）。若兩者范圍浮動值較小，“排水—蓄水”過程都較慢，濕塘則常年處于蓄水的狀態(tài)。這就選用需要常年生長在水體中的植物（表1）。在種植設(shè)計上，除了考慮水生因子的影響因素外，同時也要考慮濕塘與城市開放綠地、居住小區(qū)綠地、城市河流綠地等的綜合協(xié)同設(shè)計，共同發(fā)揮調(diào)蓄、景觀生態(tài)、凈化水質(zhì)的作用，提高濕塘的景觀和生態(tài)雙重效用[9]。此外，在植物種植設(shè)計時也要考慮其平面布置效果，周圍的綠化環(huán)境和地質(zhì)地貌的形態(tài)，形成統(tǒng)一、和諧的濕塘植物景觀。

2.3 水濕因子影響下雨水花園植物的應(yīng)用分析

雨水花園是人為在綠地中設(shè)計與施工而形成的、具有一定“蓄水—滲透”結(jié)構(gòu)的低洼地形，也是實現(xiàn)低影響開發(fā)技術(shù)（low impact development，LID）的技術(shù)類型之一。該系統(tǒng)可以管理、控制、凈化城市中的雨水徑流，可達(dá)到減少雨洪災(zāi)害和補(bǔ)給城市地下水的雙重目的[10]。目前，有兩類雨水花園比較常見：一是以控制雨洪為目的，常在公共建筑或住宅小區(qū);另一類則以降低徑流污染為目的，主要用于城市廣場、道路、停車場等[11]。一個完整的雨水花園系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮到選址、土壤滲透性檢測、結(jié)構(gòu)及深度、面積、平面布局、選擇適宜植物六大步驟[11]。而植物作為雨水花園中唯一兼具生態(tài)與美學(xué)雙重功能的要素，這對雨水花園的生態(tài)性建立和景觀性的表達(dá)起著重要的作用。

目前，我國雨水花園研究的熱點主要集中在設(shè)計營造、性能實驗研究和應(yīng)用實踐等三大方向，而在植物應(yīng)用的篩選方面未能引入實驗量化分析，使得其植物應(yīng)用發(fā)面缺乏一定的科學(xué)性[3]。雨水花園的水濕因子空間和時間維度分布規(guī)律主要是源自于降雨量，降雨持續(xù)時間、雨水淹沒時間等因素的影響。由于雨水花園特殊的淺洼地形（圖10），決定了其在水生植物的種類選擇上要著重考慮植物的可淹沒時間和栽植范圍（表1）。周期性的水淹和干旱，要求雨水花園在植物品種的篩選上盡量傾向于既可以長時間處于無水狀態(tài)又可以忍受一定時間水澇的植物，如北京768創(chuàng)意園區(qū)里的阿普貝思雨水花園里選擇了鳶尾等植物（圖11）。

3 結(jié)語

目前，我國對低影響開發(fā)技術(shù)的水生和濕生植物配置和應(yīng)用研究相對薄弱。這導(dǎo)致營造的景觀存在植物群落多樣性低、抗逆性差、實際雨洪管理功能不足、景觀同質(zhì)化等問題。相對于國外，我國此類的研究正處于探索階段，該應(yīng)用

體系仍需不斷的擴(kuò)展與完善。諸如觀賞價值比較高的水生

和濕生植物的準(zhǔn)確水深深度范圍與適應(yīng)水深深度的范圍的定量研究。因此，需要加快腳步進(jìn)行這方面的研究，并將研

究盡快地應(yīng)用到低影響開發(fā)技術(shù)上，早日實現(xiàn)我國海綿城市建設(shè)的目標(biāo)。

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