水生植物對景觀水體生態(tài)修復(fù)作用的研究

韓春妮

(咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000)

1 園林景觀水體現(xiàn)狀分析

水是生命之源，是所有生靈賴以生存的根本，人的生存自然少不了水。近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，越來越多的水污染使人們逐漸認(rèn)識到保護(hù)水資源已刻不容緩，保護(hù)水環(huán)境的呼聲也日益高漲，不少城市的園林綠化整治和建設(shè)力度也在加大。

從視覺上看，作為城市綠化建設(shè)的重要一環(huán)，園林景觀為城市居民提供了休閑、娛樂、居住的優(yōu)美環(huán)境。大部分城區(qū)園林景觀都配有相應(yīng)的水域景觀和劃定的水域景觀，出于人們休閑時親水的考慮，可謂“無水不成園”。但園林景觀中的水體多為人工建造，面積較小，尤其在缺水的北方地區(qū)，很少引入自然水體，因此，園林景觀的水在一定范圍內(nèi)是不流動的。眾所周知“流水不腐”，以水體流動凈化的形式減少對外部環(huán)境的污染影響，是防止水體污染的重要途徑。但園林景觀中的水體多處于靜止?fàn)顟B(tài)，水體自凈工作難以有效開展，也無法直接匯入其他支流中。長此以往，必然造成水體中植物生長不平衡，污染加重，嚴(yán)重影響水體質(zhì)量，園林景觀水體必然會出現(xiàn)水體富營養(yǎng)的現(xiàn)象。除此之外，由于園林景觀內(nèi)的水體不僅僅承擔(dān)著生態(tài)調(diào)節(jié)的作用，同時也具有一定的觀賞性，所以在處理園林景觀中的水體污染問題時，還要注意不能破壞園林的整體觀感，這就在無形中給園林景觀的水體修復(fù)工作增加了一定的壓力[1]。

水生植物是園林景觀建設(shè)中的重要素材,不僅具備極高的觀賞價值,豐富園林景觀,為景觀內(nèi)容配置提供多種選擇,還具有強(qiáng)大的生態(tài)功能,凈化水質(zhì),維持水體生態(tài)平衡,在水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)工作中具有重要意義[3]。

2 水生植物的特點(diǎn)及作用

2.1 水生植物的特點(diǎn)

水生植物常年生活在缺氧少光的環(huán)境中，所以水生植物在長期進(jìn)化后，為了保證器官組織對氧氣的需要，形成了根莖葉發(fā)達(dá)的通氣組織。根據(jù)水生植物的生活方式，大致將水生植物分為挺水類、浮葉類、沉水類、濕生類、浮游類5種類型。具體特點(diǎn)詳見表1。

2.2 水生植物凈化水體的作用

2.2.1 物理作用

水生植物部分或整體生長在水中，對水流產(chǎn)生阻力，可以降低水流速度，這樣可以使部分水中懸浮的固體雜質(zhì)沉淀；同時有些植物自身也可以吸收一些微小的有機(jī)污染物，也能達(dá)到凈化水體的作用；水生植物根系發(fā)達(dá)，還能截留、吸附一些固體懸浮物，起到催沉作用。這是水生植物根系交織，在水體與根系接觸時，形成嚴(yán)密的過濾網(wǎng)所致，水中固體雜志會在水流經(jīng)過時，通過根系吸附而被截留。水生植物的種植不僅可以減緩水流動速率，又可以有效減少風(fēng)浪所對水底世界產(chǎn)生的破壞影響[4]。因?yàn)榈搅硕荆参镒匀豢菟?，并對濕地進(jìn)行覆蓋，可以防止冬天天氣過冷導(dǎo)致濕地凍結(jié)而產(chǎn)生凍害從而破壞水底世界。

2.2.2 吸收作用

表1 水生植物特點(diǎn)分析

水生植物是利用進(jìn)入水中的根、莖、葉，從周圍的水中攝取養(yǎng)分，并在植物內(nèi)部固定下來的一種植物。有關(guān)試驗(yàn)表明，沉水植物具有保持水體清潔的機(jī)制，并在不同營養(yǎng)級水平上保持自身優(yōu)勢的穩(wěn)定狀態(tài)，可以顯著改善水體的物理、化學(xué)性質(zhì)。

2.2.3 富集作用

水生植物對重金屬鉛、鎘、汞、砷、鈣、鉻、鎳、銅等一些有毒有害物質(zhì)具有吸附和富集作用，其吸收積累能力和植物接觸水體的面積有關(guān)，一般說來沉水植物最強(qiáng)，其次是漂浮、浮游植物，吸收蓄積能力最弱者為挺水植物；同樣的水生植物，不同部位的累積和濃縮效果也是不一樣的，一般都是最有能力的根的富集，莖次之，葉最弱，當(dāng)污染超過水生植物最大富集能力時，隨著污水濃度的升高，各器官的累積系數(shù)下降，水生植物就會出現(xiàn)長勢差，甚至死亡的情況。

另外，超聲微泡造影劑攜RPM組細(xì)胞用MTT法測定的T24細(xì)胞增長水平明顯低于RPM組，以及凋亡情況明顯高于RPM(P<0.05)；相對于RPM組，其PCNA的mRNA及蛋白的表達(dá)情況也明顯較低(P<0.05)，可見，超聲微泡造影劑能夠增強(qiáng)RPM對于膀胱腫瘤細(xì)胞的抑制效果，分析其主要原因在于超聲微泡造影劑在一定能量的超聲波輻照下，微泡可以通過機(jī)械機(jī)制、空化機(jī)制、熱機(jī)制而發(fā)生“快速膨脹—收縮—破裂”一系列的變化，增加細(xì)胞膜通透性，從而使造影劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的RPM更加廣泛、快速而準(zhǔn)確的發(fā)揮作用，從而抑制膀胱癌T24細(xì)胞的增殖情況[15-16]。

2.2.4 化感作用

水生植物的生命力非常頑強(qiáng)，在水體環(huán)境中種植合適的水生植物，不僅具有一定的耐污染能力，同時還能夠有效控制藻類植物的生長，從而避免了因藻類植物過度繁殖而導(dǎo)致的水環(huán)境污染[5]，藻類因繁殖過量而產(chǎn)生的“水華”現(xiàn)象，在一定程度上也可以得到抑制。水生植物的栽種，不但能使藻類數(shù)量銳減，而且改變了藻類群落的結(jié)構(gòu)。這是由于水體中的水生植物、藻類，在光照和營養(yǎng)上，生態(tài)競爭十分激烈，但由于水生植物相比藻類體量大、吸收養(yǎng)分的能力強(qiáng)、搶占養(yǎng)分的速度快，因此可以和藻類形成激烈的競爭，從而使藻類因缺少營養(yǎng)而生長受限，同時還有一些水生植物根系也會分泌抑制水藻生長的荷爾蒙。

3 水生植物的選擇原則

3.1 遵循生態(tài)原則

自然水體的生態(tài)系統(tǒng)是最佳的平衡系統(tǒng)，對于景觀水體應(yīng)遵循原有的生態(tài)系統(tǒng)，以當(dāng)?shù)厮蛑猩L良好的鄉(xiāng)土水生植物為主，適當(dāng)?shù)囊M(jìn)一些特色植物增加景觀效果。水生植物的生長受到許多因素的影響，如光照強(qiáng)度、營養(yǎng)鹽、底質(zhì)、懸浮物、水流、溫度等，所以水生植物的選擇時要滿足不同類型水生植物對光照、懸浮物、水流等的要求[6]。

在選擇水生植物時，應(yīng)根據(jù)水情、污染物含量等因素，合理選用。作為監(jiān)測水環(huán)境污染程度的指標(biāo)，一些水生植物對污染物質(zhì)的分布、污染程度、種類等都能很容易地做出判斷，所以根據(jù)水質(zhì)的不同，選擇適合的水生植物，才能使水生植物的生長得到最大程度的滿足，使水體凈化效果得到更大的提高。

水生植物選擇時應(yīng)注意挺水、浮葉、沉水、濕生、浮游等植物的搭配運(yùn)用。如，沉水植物與水接觸的面積要大一些，對水中的養(yǎng)分等元素有很強(qiáng)的吸附能力，更容易提高水體中氧氣的含量，抑制有害藻類大量繁殖，從而保護(hù)水體生態(tài)平衡。

水體中土壤環(huán)境條件不一樣，水生植物的選擇也不同。如，保肥能力強(qiáng)的土壤可種植喜肥的水生植物，睡蓮科植物等；也可以選擇蘆葦?shù)饶拓汃?、沙質(zhì)土壤等植物。靜水條件下多選擇浮葉或浮水植物，裝點(diǎn)水面，而一些自然河流等動態(tài)水體則宜選擇挺水及浮游類型的水生植物。

3.2 滿足造景需要

水生植物具有不同的形態(tài)、色彩及生態(tài)習(xí)性，可以通過不同的植物形態(tài)營造不同的景觀效果。水生植物具有劃分水面、豐富景觀層次、增加水面景觀的效果，在園林景觀中一般選擇姿態(tài)優(yōu)美、色彩艷麗的水生植物進(jìn)行水面裝飾。一般對水體景觀效果要求比較高的應(yīng)選擇荷花、睡蓮等觀賞效果高的水生植物，如果要建造雨水花園，則可以考慮用蘆竹、蘆葦、荻、芒等植物營造一種山野氣息。水生植物的選擇還應(yīng)考慮植物色彩的搭配及空間層次的營造，豐富景觀效果，美化環(huán)境。

在寬廣的大水域進(jìn)行水生植物配置時主要考慮由水生植物群落組成的遠(yuǎn)景，主要以量取勝，適合遠(yuǎn)觀，給人強(qiáng)烈的視覺沖擊感。如大片的蘆葦蕩，片植的荷花叢等，都是水生植物群落美的體現(xiàn)。

在小水域進(jìn)行植物配置時主要考慮近觀，每一株植物都要精心挑選，展現(xiàn)的是水生植物的個體美，因此，對植物的形態(tài)、色彩、寓意等有較高的要求。小水域還要盡量留出空白的水面形成倒影，從而擴(kuò)大園林空間。因此靠近岸邊的地方不能沿著水岸線種一圈，水體中水生植物的面積要控制在整個水域面積的1/3以內(nèi)。對生長過于擁擠、枝繁葉茂的挺水植物，定期采取疏葉疏植等措施，控制其恣意生長蔓延。

3.3 重視經(jīng)濟(jì)投入

水生植物種植的目的是改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，因此在水生植物的選擇上要不斷的通過優(yōu)化配置模擬自然水體中水生植物的群落結(jié)構(gòu)，提高水生植物凈化水體的效果，并構(gòu)建一個穩(wěn)定的生態(tài)群落，免于后期人工過多的養(yǎng)護(hù)。選擇水生植物盡量以水域常見的本地水生植物為主，減少費(fèi)用，減少后期維護(hù)成本。

4 水生植物的應(yīng)用分析

4.1 污水凈化

水生植物凈化污水主要有3個方面：地表水凈化，生活污水凈化，工業(yè)廢水凈化。對于雨水花園、河流、湖泊等地表水利用水生植物凈化修復(fù)富營養(yǎng)化水體的應(yīng)用較多，主要是利用水生植物吸收、降解水體中的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)以及抑制藻類生長等。生活污水中的有機(jī)物、氨氮等含量較多，還含有病原微生物、寄生蟲卵等的肥皂、清潔劑等，這些污染物在一定濃度范圍內(nèi)不會產(chǎn)生抑制水生植物生長的作用，所以水生植物的合理選擇也能達(dá)到凈化生活污水的目的[7]。相對于地表水和生活污水，工業(yè)廢水具有污染種類多、濃度高、差異大等特點(diǎn)，水生植物能凈化工業(yè)廢水的種類越來越多，從生活污水、地表水的凈化，到工業(yè)廢水的凈化，水生植物的相關(guān)研究都在不斷增加中，今后這方面的研究會越來越多。

4.2 生態(tài)景觀修復(fù)

生態(tài)景觀要滿足人們游憩、觀賞的功能需求，如果生態(tài)景觀中濕地的水體受到污染，景觀效果會大打折扣，甚至出現(xiàn)黑臭水，生態(tài)景觀的建造將事與愿違。為此，生態(tài)景觀水體的植物自凈就變得格外重要。本文中的生態(tài)景觀主要指的是濕地景觀，其中濕地修復(fù)包括天然濕地生態(tài)修復(fù)、人工濕地修復(fù)及生物浮床技術(shù)的應(yīng)用。我國天然濕地分布不均，并且人工污染日益增多，研究表明，綜合運(yùn)用水生植物凈化技術(shù)的生態(tài)工程修復(fù)方法是很好的水體修復(fù)技術(shù)[8]。人工濕地修復(fù)技術(shù)以水生植物凈化技術(shù)為重要環(huán)節(jié)，對各種受污染水體設(shè)計(jì)合適的修復(fù)方案[9,10]。針對這一現(xiàn)狀，人工濕地修復(fù)可采用水生植物凈化技術(shù)。生物浮床技術(shù)是無土栽培在凈化水體中的應(yīng)用，目前正在研究推廣中。

5 小結(jié)

在治理江河湖泊等富營養(yǎng)化過程中，水生植物種植成本小、能耗低、適用性強(qiáng)，近年來取得了長足進(jìn)步。在植物配置時，要注意鄉(xiāng)土水生植物的選擇，盡量遵循原有生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行水生植物種類的選擇及多種水生植物的組合配置，如果能建立復(fù)合生態(tài)修復(fù)模型，水生植物生態(tài)修復(fù)水體將會得到長足發(fā)展。工業(yè)廢水凈化并修復(fù)濕地將會成為水生植物凈化水體的一個重要研究方向。