紅樹植物在心圩江水環(huán)境治理中的應(yīng)用初探

□ 潘德勝 李曉強 張 勛 王柳南

紅樹植物是我國珍稀保護植物，是熱帶、亞熱帶海灣、河口泥灘上特有的常綠灌木和小喬木群落，它生長于陸地與海洋交界處的灘涂淺灘，是陸地向海洋過度的特殊生態(tài)系。紅樹植物的體型千姿百態(tài)，根系發(fā)達，盤根錯節(jié)，千奇百怪，樹冠生長繁茂，是一道美麗的海上風景線。紅樹林的生態(tài)適應(yīng)形式多樣，具有胎生和泌鹽現(xiàn)象，其密集而發(fā)達的呼吸根和支柱根，能夠抵抗潮汐和洪水的沖擊、凈化水質(zhì)和為鳥類提供適宜的生存環(huán)境，有“海岸衛(wèi)士”的美稱。

1 紅樹植物對污水的凈化作用

紅樹林濕地系統(tǒng)能夠利用物理作用、化學作用和生物作用，通過吸附、離子交換和植物吸收等途徑，對工業(yè)廢水和生活污水中的各種污染物進行處理，達到凈化水質(zhì)的目的[1]。據(jù)廈門大學對紅樹植物在生態(tài)功能方面的研究表明，紅樹植物對污水中的營養(yǎng)物質(zhì)如氮、磷等具有很強的累積作用，能夠減弱水體的富營養(yǎng)化程度。重金屬元素如汞、鎘、銅、鋅、鉛、砷等和有機氯農(nóng)藥同樣能夠被紅樹植物大量吸收[2]。

2 紅樹植物在淡水中種植的研究現(xiàn)狀

鑒于紅樹林在海灘沿岸發(fā)揮的巨大功能和多種作用，從20世紀90年代開始，國內(nèi)已有很多學者著手研究紅樹植物在淡水環(huán)境中種植的可行性。2004—2010年，深圳水務(wù)局在深圳地區(qū)進行了紅樹植物淡水種植及品種篩選試驗，并獲得成功[3]。廣西大學設(shè)計研究院陳團球工程師也在廣西大學科技園的淡水湖成功種植紅樹植物。國內(nèi)許多學者在對淡水種植紅樹植物研究中，發(fā)現(xiàn)在約55種紅樹植物中，只有7個品種的紅樹植物適宜在低鹽度的淡水中種植。

3 紅樹植物對生態(tài)修復的作用研究

2017年4月20日下午，習近平總書記考察南寧市那考河的海綿城市建設(shè)和生態(tài)綜合整治項目時說，“生態(tài)文明建設(shè)是黨的十八大明確提出的‘五位一體’建設(shè)的重要一項，不僅秉承了天人合一、順應(yīng)自然的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化理念，也是國家現(xiàn)代化建設(shè)的需要，付出生態(tài)代價的發(fā)展沒有意義”。

目前國家已決心下大力氣治理城市內(nèi)河的黑臭水體，通過海綿城市建設(shè)和污水治理相互結(jié)合，最終把受污染河流治理成風景優(yōu)美、水清岸綠的美麗景觀河流，實現(xiàn)“治水、建成、為民”和諧發(fā)展的目標。心圩江是南寧市重要的城市內(nèi)河之一，隨著城市人口的不斷增長，心圩江沿岸越來越多的居民和工廠把大量的生活、工業(yè)污水直排到江中，導致心圩江成了一條黑臭河水。治水的最終目標就是生態(tài)修復，近年來我國許多學者在研究中發(fā)現(xiàn)紅樹林濕地對污水治理和生態(tài)系統(tǒng)維護發(fā)揮巨大的作用。紅樹林濕地系統(tǒng)具有獨特而復雜的凈化機理，它能夠利用基質(zhì)—微生物—植物這個復雜生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過沉淀、過濾、吸附、溶解、氣化、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對污染物的高效凈化，同時通過植物的營養(yǎng)物質(zhì)和水分的生物地球化學循環(huán)，促使其快速生長，從而形成一種良性循環(huán)[1]。

4 把紅樹植物引入南寧市心圩江環(huán)境綜合整治工程的目的和意義

（1）南寧市心圩江環(huán)境綜合整治工程PPP項目是南寧市重點施工整治的海綿城市污水治理項目之一，將在建設(shè)海綿城市的同時進行污水治理。紅樹植物作為國家級重點保護的珍稀植物，目前只在海岸灘大面積生長和種植，把紅樹植物引入項目中，能夠?qū)＞d城市景觀工程多樣化的發(fā)展和研究積累經(jīng)驗，為國家提供一個關(guān)于淡水流域紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的科研基地，也能為廣西南寧北投心圩江環(huán)境治理有限公司打造淡水紅樹林濕地公園的品牌形象。紅樹植物不僅具有吸收水中營養(yǎng)物質(zhì)以達到治理污水的作用，也可為城市增添許多美麗的自然景觀，這也符合南寧市提出的構(gòu)建“水暢、湖清、岸綠、景美”的現(xiàn)代親水城市標準。

（2）紅樹林屬于胎生植物，也是植物世界里唯一以胎生方式繁衍生息的植物，其具有強大的呼吸根系，紅樹林可以通過發(fā)達的根系吸收土壤中的重金屬污染物，經(jīng)由代謝作用有效吸收、降解污染物，達到凈化富營養(yǎng)化的河流、濕地、湖泊的土壤和水質(zhì)，發(fā)揮“植物污水清道夫”的功能[4]。廣西大學設(shè)計研究院陳團球工程師在廣西大學的淡水池塘試驗種植紅樹植物時發(fā)現(xiàn)，因為池塘里含有豐富的多種微生物和氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)成分，所以在廣西大學淡水池塘里種植的紅樹林樹苗生長速度比在海岸灘的紅樹林樹苗快75%～80%。陳團球工程師在內(nèi)陸污水中種植紅樹林的成功，為今后在河湖污染水體進行生態(tài)治理的道路上開辟了新的方法，徹底改變了原來通過種植單一草本植物治理污染水體的方法。心圩江沿岸有近百個大大小小的直排口，例如刺剌河直排口、大化路直排口、木塘里直排口、歐洲風情小鎮(zhèn)直排口等，大量生活污水通過直排口流進心圩江，使心圩江水體嚴重富營養(yǎng)化。紅樹植物引入心圩江種植后，可以通過其強大的根系大量吸收水中的氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)成分，不僅實現(xiàn)治理污水的目的，也能讓紅樹植物在富營養(yǎng)化的河流中快速生長。

（3）紅樹植物強大的根系和繁茂的葉子，通過光合作用吸附土壤中的金屬元素或水中的氮、磷、鉀等來釋放氧氣，增加水中的溶解氧，紅樹林還以凋落物的方式，通過食物鏈轉(zhuǎn)換，為水中的微小動物提供良好的居住環(huán)境和食物來源使其繁衍生息，這對受污染的河流進行生態(tài)修復有決定性的作用。河流的水質(zhì)改善，水里的魚類數(shù)量增加，能夠引來白鷺等水邊鳥類覓食棲息，整個心圩江水環(huán)境綜合治理工程將成為南寧市生態(tài)修復的示范性工程。

（4）近年來，不少學者在研究紅樹林對受污染的土壤、河流的凈化中能發(fā)揮多大作用時，還沒整理出確切的試驗數(shù)據(jù)。此外，紅樹植物在海綿城市建設(shè)和受污染的淡水河流中的種植研究在國內(nèi)還是空白。南寧市心圩江環(huán)境綜合整治工程PPP項目公司將紅樹植物引入種植，項目公司技術(shù)人員能夠在參與種植紅樹林試驗過程中，學習和掌握種植技術(shù)，并研究紅樹林在淡水河流生長過程中對污水治理效果，通過分析比較種植前后的水質(zhì)變化，收集試驗成果，為海綿城市景觀工程多樣化發(fā)展和紅樹林對污水治理的研究積累經(jīng)驗和案例。圖1所示為心圩江紅樹植物種植現(xiàn)場，圖2所示為紅樹植物種植一年后開花的場景?？梢钥闯黾t樹植物的生長狀況良好，心圩江水環(huán)境治理取得了初步成效。

圖1 紅樹植物種植現(xiàn)場

圖2 開花的紅樹植物

5 紅樹林引入心圩江種植的經(jīng)濟前景分析

（1）治水的最終目的是生態(tài)修復，目前南寧市周邊還沒有白鷺等候鳥的長流域棲息地，如果在心圩江上游的生態(tài)塘和江邊大面積種植紅樹植物樹苗，5年后必成林，依靠紅樹林強大的生態(tài)修復能力和治理流域性黑臭水體的功能，使河流重現(xiàn)清澈見底的

自然景觀，水清魚多，一定會吸引白鷺等候鳥來此覓食棲息，加上心圩江淡水紅樹林濕地公園的品牌，將能吸引大量的游客參觀、考察、研究。如果在心圩江生態(tài)塘建設(shè)觀景臺并憑票游覽，預計每年將有100萬人次來此，按照門票每人30元計算，每年的門票收入將達到3000萬元。根據(jù)PPP項目的合作協(xié)議，廣西南寧北投心圩江環(huán)境治理有限公司對心圩江項目有20年的運營權(quán)，減去紅樹林5年的生長期，還將有15年的門票收入期。

（2）紅樹植物是植物界唯一的胎生植物，所以一棵紅樹植物就能培育出很多樹苗，這不僅能為心圩江全流域種植紅樹林節(jié)省購買樹苗的資金，而且一旦紅樹林在淡水河流中種植成功，并對治理城市內(nèi)河污水和生態(tài)修復發(fā)揮巨大作用，那么將會產(chǎn)生巨大的社會效應(yīng)，在南寧市甚至國內(nèi)其他城市的河流污水治理中引入紅樹植物在淡水河流的種植技術(shù)和樹苗。按每年銷售50萬株樹苗計算，每株60元～80元，那么每年銷售的紅樹林樹苗總值將有可能達到3000萬元～4000萬元。