水生植物在河流整治中的應(yīng)用研究

合肥綠都環(huán)境工程技術(shù)咨詢有限公司 徐文兵

新時(shí)期，我國(guó)城市化迅速發(fā)展，提升經(jīng)濟(jì)水平，但是工作生產(chǎn)對(duì)水資源和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，造成干凈河流被工業(yè)生產(chǎn)排干，對(duì)水生環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一定制約。因此，河流整治工作迫在眉睫。我國(guó)水體修復(fù)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，水生植物在河流整治中得到廣泛的應(yīng)用，獲得理想的應(yīng)用效果。水生植物在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠有效改善水體水質(zhì)，具有較低的應(yīng)用成本，簡(jiǎn)單操作，呈現(xiàn)出良好的河流整治效果。

一、水生植物闡述

（一）種類

河流整治工作開展中，相關(guān)工作人員應(yīng)用水生植物的過程中，需要全面了解和掌握水生植物的種類。我們結(jié)合水生植物的生存習(xí)慣進(jìn)行分類，主要包含沉水、濕生、浮葉、挺水和漂浮植物類型。沉水和挺水植物類型之間的區(qū)別主要是莖葉是否在水面上生長(zhǎng)；濕生植物主要在比較濕潤(rùn)的環(huán)境中生長(zhǎng)，如蘆葦、水柳等。我們按照水生植物的水體凈化效果進(jìn)行劃分，主要包含蕨類、苔蘚、裸子和被子植物種類。被子植物具有較強(qiáng)的生命力，在生產(chǎn)過程中不會(huì)受到外部相關(guān)因素的干擾；蕨類植物主要是根莖、葉都具備水生植物。我們按照水生植物的外在生長(zhǎng)狀況進(jìn)行分類，水生植物主要包含喬木、草本、藤蔓和灌木植物種類，草本水生植物呈現(xiàn)出生長(zhǎng)周期較短的特征、喬木和灌木水生植物具有相應(yīng)的枝干。

（二）功能

水生植物在河流整治中具有以下幾種功能：（1）河流整治中應(yīng)用水生植物，能夠有效清除水體中的主要污染物，如適合植物生長(zhǎng)的氮、磷等相關(guān)營(yíng)養(yǎng)元素；清除影響水質(zhì)質(zhì)量的物質(zhì)。河流水域中的植物正常生長(zhǎng)的情況下，會(huì)有效促進(jìn)水域中重金屬和有機(jī)物的消失。水生植物呈現(xiàn)出良好的水環(huán)境污染物吸收能力，在實(shí)際處理的過程中，第一批污染物被水生植物進(jìn)行直接吸收，同時(shí)在生長(zhǎng)過程中直接轉(zhuǎn)變成植物需要的相關(guān)養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化成自身的養(yǎng)分[1]。氮和磷主要通過蛋白質(zhì)構(gòu)成，因此能夠被水生植物直接吸收和轉(zhuǎn)化。另外，水生植物和其他類型的植物相比較，具有較長(zhǎng)的生命周期，提升氮和磷的吸收轉(zhuǎn)化效率。水生植物能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的吸收和分解將第二種物質(zhì)直接在體內(nèi)有效存儲(chǔ)，同時(shí)隨著他們的生長(zhǎng)不斷消耗掉這些物質(zhì)。水生植物具有一定的抗性，其根莖葉結(jié)構(gòu)相對(duì)比較密集，大大提升其自身的抗污染能力，高效改善河流水體。（2）水生植物能夠有效吸附沉降污染。水生植物具有比較發(fā)達(dá)的根系，生長(zhǎng)過程中吸收水中物質(zhì)，將其應(yīng)用在富營(yíng)養(yǎng)水中，實(shí)現(xiàn)良好的凈化效果，同時(shí)凈化的過濾、吸附和沉降。河流內(nèi)部水生植物生長(zhǎng)速度快，根系發(fā)達(dá)，在生產(chǎn)中和河流水體接觸面積逐漸擴(kuò)大，同時(shí)和水土直接接觸的過程中，會(huì)在水面構(gòu)成過濾層，有效過濾水中懸浮顆粒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)良好的水體環(huán)境質(zhì)量改善成效。環(huán)境暴露能夠有效維護(hù)水中多種元素的穩(wěn)定性，提升低質(zhì)量水的透明度。水生植物根部在生長(zhǎng)過程中會(huì)分泌出一定的氨基酸和有機(jī)酸，微生物會(huì)分解水生植物死根表皮中存在的腐爛物。兩者呈現(xiàn)出吸附沉降的功能，是吸附河流水域中多種污染物和自帶有機(jī)基團(tuán)化合物的有效植物。另外，部分和水生植物根系相關(guān)的細(xì)菌會(huì)不斷聚集，部分群體在河流水域中形成漂浮在水中，在有機(jī)物和植物代謝物運(yùn)輸中具有重要作用[2]。（3）水生植物和藻類植物生長(zhǎng)過程離不開一定養(yǎng)分的支持和保障，但是水生植物的產(chǎn)地面積具有較小的差異，自身體積較大，能夠有效降低水草生長(zhǎng)的光照強(qiáng)度，進(jìn)而有效抑制藻類生長(zhǎng)繁殖。另外，水生植物按照相應(yīng)速度生長(zhǎng)的過程中，會(huì)在它們的周邊形成生長(zhǎng)區(qū)，藻類代謝行為在該生長(zhǎng)區(qū)內(nèi)部大大降低，對(duì)藻類的生長(zhǎng)產(chǎn)生較大損害。水生植物能夠抑制藻類生長(zhǎng)的主要原因是其生長(zhǎng)過程中形成相應(yīng)的過敏化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)而起到藻類生長(zhǎng)抑制效果。

二、河流整治中水生植物選擇原則

（一）水質(zhì)凈化能力強(qiáng)

水生植物的品種不同針對(duì)河流水質(zhì)凈化中的綜合效果存在一定的差異性。因此，河流整治過程中，相關(guān)工作人員需要綜合考慮水生植物對(duì)氮、磷的清除能力、都會(huì)水的耐污能力等相關(guān)因素，同時(shí)根據(jù)河流整治工程區(qū)域的水質(zhì)狀況，科學(xué)合理地選擇水生植物品種。如金魚藻、苦草、微齒眼子菜等水生植物呈現(xiàn)出良好的藻類生長(zhǎng)繁殖抑制效果；伊樂藻和菹草總磷相比較于微齒眼子菜和狐尾藻的去污能力較強(qiáng)。

（二）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

水生植物的品種不同，對(duì)自然氣候、水深和光照等相關(guān)條件的適應(yīng)能力也不同。因此，相關(guān)工作人員需要選擇符合河流整治環(huán)境狀態(tài)的水生植物，盡量選擇本區(qū)域周邊的水生植物種類，有利于水生植物的生長(zhǎng)，始終處于良好的狀態(tài)，創(chuàng)建穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。如沉水植物在透明度相對(duì)較高的水體中具有良好的適應(yīng)習(xí)慣，富營(yíng)養(yǎng)化的水體大多包含較多懸浮物，對(duì)沉水植物生長(zhǎng)過程中的正常光合作用產(chǎn)生嚴(yán)重影響。耐寒水生植物在我國(guó)南方區(qū)域高溫、日照長(zhǎng)的季節(jié)中，生長(zhǎng)速度緩慢，經(jīng)常容易出現(xiàn)葉片泛黃的現(xiàn)象，如西伯利亞鳶尾、燈心草等植物。另外，部分熱帶睡蓮、紙莎草、大藻等適應(yīng)南方熱帶地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境，在我國(guó)北方不能順利過冬。

（三）生態(tài)平衡性高

水生植物種類之間的搭配比例，對(duì)河流水體生態(tài)系統(tǒng)是否能夠成功建立同時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行具有決定性作用。相關(guān)工作人員需要結(jié)合自然環(huán)境條件、水生植物生長(zhǎng)特點(diǎn)等科學(xué)合理地選擇水生植物品種，設(shè)計(jì)相適應(yīng)的比例搭配，針對(duì)水生植物在時(shí)間和空間上進(jìn)行合理布置，發(fā)揮水生植物種類之間互補(bǔ)搭配作用，在光照、營(yíng)養(yǎng)和空間上構(gòu)成相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的高效順利運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力的支持和保障。部分河流生態(tài)修復(fù)工程中，采用漂浮和挺水類型的水生植物當(dāng)作先鋒植物，為沉水植物的迅速生長(zhǎng)提供良好的條件[3]。另外，鳳眼蓮、喜旱蓮子草等部分外來植物品種在一定程度上會(huì)損壞河流區(qū)域生態(tài)平衡，需要慎重選擇。

（四）便于養(yǎng)護(hù)管理

河流整治工作開展中應(yīng)用水生植物需要綜合考慮其生活率，同時(shí)關(guān)注水生植物后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理要求，更加滿足設(shè)計(jì)要求、消耗較少資金和養(yǎng)護(hù)管理資金最佳。水生植物的種類對(duì)其后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理的難易程度具有決定性影響。工作人員選擇不會(huì)蔓生、自動(dòng)播種的水生植物品種，在一定程度上會(huì)減少養(yǎng)護(hù)管理成本。部分水生植物在生長(zhǎng)過程中保持相應(yīng)的生長(zhǎng)秩序和狀態(tài)，更加便于后續(xù)管理工作順利高效地開展。工作人員選擇水生植物種類的過程中，還需要考量河流環(huán)境特征和景觀需求。如通風(fēng)地帶，工作人員選擇水生植物的過程中，避免種植易倒伏的種類。低矮、粗壯的植物種類具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力，如水蔥具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力，但是在通風(fēng)地帶生長(zhǎng)過程中莖稈容易被折斷，生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)過密，遇到大風(fēng)的情況下易倒伏，需要工作人員在設(shè)計(jì)布置過程中更多注意該類水生植物。

（五）水生植物種類搭配

水生植物種類不同對(duì)河流水體帶來的凈化效果、景觀色彩具有一定的差異性。工作人員通過選擇在不同季節(jié)生長(zhǎng)的水生植物種類、冷季和暖季水生植物種類搭配，維護(hù)河流生態(tài)修復(fù)效果、水景動(dòng)人色彩。如燈芯草屬于全年常綠、半常綠少有的品種，具有較強(qiáng)的耐寒性，在長(zhǎng)江流域的春季和夏季生長(zhǎng)旺盛，同時(shí)在冬季能夠保持全綠或者半綠的狀態(tài)，屬于冬季河流景觀效果，和是提升冬季凈化水質(zhì)能力的優(yōu)選水生植物品種。另外，菹草通常在10-25攝氏度的溫度下保持良好的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，在高溫下進(jìn)入休眠狀態(tài)，在河流整治和凈化應(yīng)用中，作為沉水類冬季優(yōu)質(zhì)種類被應(yīng)用。

三、水生植物在河流整治中的應(yīng)用措施

（一）合理選擇水生植物

河流整治過程中，工作人員采用沉水植物為主導(dǎo)，配合浮水和挺水植物，創(chuàng)建水生植物群落結(jié)構(gòu)。工作人員在實(shí)際操作過程中，在河流水深的0.-0.5米范圍之內(nèi)合理布置挺水植物，如香蒲、蘆葦、燈心草、水蔥等；在水深0.5-1米的范圍之內(nèi)，如睡蓮、荇菜、 萍蓬草等浮水植物；在0.5-2米深位置布置苦草、黑藻、狐尾藻、金魚藻等沉水植物。工作人員選擇沉水植物的過程中，需要充分考慮河流整治工程施工季節(jié)和本地土著物種，同時(shí)結(jié)合不同水深布置相適應(yīng)的沉水水生植物群落，實(shí)現(xiàn)河流底部創(chuàng)建不同層次的水下景觀。工作人員選擇水生植物種植的過程中，需要保證水深控制在0-2米的范圍之內(nèi)，保證水生植物接近淺水范圍，必要的情況下放置水生植物蔓生，應(yīng)用種植槽建設(shè)的方法，對(duì)水生植物種植面積進(jìn)行有效約束。

（二）河流岸邊水生植物的應(yīng)用

工作人員針對(duì)河流岸邊應(yīng)用水生植物的過程中，需要全面考慮石岸、土岸、混凝土駁岸等實(shí)際狀況，合理選擇立體性較強(qiáng)的水生植物，實(shí)現(xiàn)河流岸邊景觀美化的目的，發(fā)揮水生植物應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，合理搭配相適應(yīng)的植物，有效彌補(bǔ)河流岸邊的不足，提高岸邊植物景觀轉(zhuǎn)變的層次性。如某河流整治工程建設(shè)過程中，工作人員在河流岸邊布置美人蕉、再力花、西伯利亞鳶尾等相關(guān)水生植物，將挺水植物的根系布置在浮床上，發(fā)揮其凈水作用[4]。工作人員要綜合分析河流岸邊植物和自然環(huán)境的相互影響和作用關(guān)系，預(yù)測(cè)自然和人為影響下岸邊植物生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。河流橫向上、水流干擾強(qiáng)度西形成了顯著的環(huán)境梯度，從河流基本徑流到岸邊高低，水流影響不斷減弱，進(jìn)而造成自然環(huán)境條件和生物群落在該方向上展現(xiàn)出顯著的變化。岸邊植物在河流橫向上的種群組成具有顯著差別，部分典型物種從水流內(nèi)部適應(yīng)水生環(huán)境的沉水植物靠水邊生長(zhǎng)的兩棲草本植物，再到更適應(yīng)陸生環(huán)境的岸邊帶灌木、先鋒木本植物及演替后期的成熟林地，梯度變化顯著。

（三）河流水體邊緣水生植物的應(yīng)用

工作人員結(jié)合河流整治工程的實(shí)際情況和需求，布置水體邊緣植物的過程中，可以以水體邊緣當(dāng)作植物布置的分界線，實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境美化成效，同時(shí)要提升水生植物對(duì)河岸邊的保護(hù)效果，保證植物能夠從水面有效過渡到堤岸。工作人員可以以挺水、浮水植物當(dāng)作水體邊緣位置種植的主要植物，如水蔥、蘆葦?shù)人参?，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠有效防止河岸邊垃圾進(jìn)入搭配河流內(nèi)部，同時(shí)改善河流岸邊景觀效果。河流整治過程中，水體邊緣種植合適的水生植物，該位置是水面和堤岸的主要分界線，位置比較特殊。工作人員需要根據(jù)其實(shí)際狀況合理安排相適應(yīng)的水生植物，對(duì)岸邊環(huán)境進(jìn)行有效美化，同時(shí)發(fā)揮過渡作用，促進(jìn)水生植物能夠從水面逐漸過渡到堤岸上，不會(huì)產(chǎn)生中斷現(xiàn)象。水體邊緣接近岸邊，水深較淺，進(jìn)而對(duì)水生植物的生存能力具有較高要求，通常選擇淺水區(qū)種植的水生植物，如水蔥、蘆葦?shù)人参?，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠迅速在水體邊緣的干濕水上旺盛生長(zhǎng)，同時(shí)在生長(zhǎng)過程中連成一片，有效遮擋水體周邊的駁岸，起到良好的裝飾效果。工作人員布置水體邊緣水生植物的過程中，需要關(guān)注其接近駁岸，考慮到河流美觀需求，符合基礎(chǔ)生態(tài)治理的實(shí)際需求，提升景觀修飾處理，不能有效選擇深水種植水生植物，難以為其生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分，深水植物會(huì)大量枯萎[5]。因此，工作人員針對(duì)河流整治水體邊緣的植物安排需要結(jié)合實(shí)際情況，合理挑選水生植物，提升河流整治效果。

（四）挺水、浮葉和沉水植物的具體應(yīng)用

挺水、浮葉植物類型選擇需要結(jié)合河流周圍建筑、景觀和用地性質(zhì)等相關(guān)條件，根據(jù)植物生理特性，結(jié)合不同線條、色彩創(chuàng)造出獨(dú)具特色的景觀意境。工作人員應(yīng)用挺水、浮葉植物過程中，針對(duì)部分河段布置欣賞性要求較高的類型，創(chuàng)造出良好景觀，同時(shí)在人流較少、偏僻的河段設(shè)置高大、粗獷的水生植物種類，創(chuàng)造出野趣景觀。工作人員創(chuàng)建沉水植物群落過程中，防止引入生態(tài)位重疊較高的植物種類，注重植物之間時(shí)間序列、空間結(jié)構(gòu)的分裂，綜合考量植物競(jìng)爭(zhēng)對(duì)其生長(zhǎng)和水質(zhì)凈化的影響。沉水植物應(yīng)用過程中，工作人員要綜合考量其凈化效率，同時(shí)要考慮植物季節(jié)性巖體規(guī)律，以鄉(xiāng)土樹種為主，防止引入外來水生植物品質(zhì)，對(duì)河流產(chǎn)生負(fù)面影響。

（五）水生植物的養(yǎng)護(hù)管理

水生植物群落結(jié)構(gòu)會(huì)受到當(dāng)?shù)刈匀粴夂?、水上活?dòng)等相關(guān)因素的影響，會(huì)產(chǎn)生演替現(xiàn)象，造成一種或者幾種水生植物生物量占據(jù)較大優(yōu)勢(shì)，對(duì)水生植物發(fā)揮其生態(tài)和造景作用產(chǎn)生不良影響，同時(shí)不利于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，河流整治過程中應(yīng)用水生植物需要加強(qiáng)人工養(yǎng)護(hù)管理，發(fā)揮其最大應(yīng)用作用和價(jià)值。

一方面，相關(guān)工作人員針對(duì)挺水、浮葉植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理的過程中，結(jié)合其生長(zhǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行人工養(yǎng)護(hù)，促進(jìn)其達(dá)到最佳狀態(tài)。挺水、浮葉植物生長(zhǎng)面積交到的情況下，對(duì)水面景觀產(chǎn)生不良影響。因此，該種類型的水生植物種植過程中適當(dāng)建設(shè)物理、生態(tài)隔離帶，對(duì)其生長(zhǎng)進(jìn)行有效的約束，當(dāng)隔離帶對(duì)水生植物蔓延生長(zhǎng)不能控制的過程中，需要做好相應(yīng)的修復(fù)和改造工作。工作人員對(duì)挺水、浮葉植物進(jìn)行補(bǔ)種和打撈管理的過程中，要做好日常巡查工作，及時(shí)修剪泛黃、枯死和倒伏植株，同時(shí)要定期清理雜草，在除草過程中不能損壞植被根系，在水生植物生長(zhǎng)季節(jié)，至少每月一次開展除草工作[6]。工作人員在冬至之后立春之前合理有效地修剪枯萎枝葉，同時(shí)對(duì)河流岸邊種植的挺水植物，在春季和夏季每月進(jìn)行一次修剪工作，清除擴(kuò)張性植物和死株合理修剪和清除過密植株，有效維護(hù)系統(tǒng)的景觀效果。另外，水生植物生長(zhǎng)過程中受到病蟲害等影響，出現(xiàn)植被死亡的情況，需要工作人員積極清除植被，做好相應(yīng)的補(bǔ)種工作，同時(shí)噴施相應(yīng)殺蟲劑進(jìn)行處理。

另一方面，工作人員針對(duì)沉水植物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理，結(jié)合實(shí)際狀況優(yōu)化和控制沉水植物群落，干預(yù)沉水植物群落自然演替。工作人員在實(shí)際工作中及時(shí)清理水體表面的植物。沉水植物生長(zhǎng)出水面的情況下影響景觀，需要及時(shí)進(jìn)行人工打撈或者采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行清除，同時(shí)清理浮出水面的死株。工作人員針對(duì)成活率不能符合設(shè)計(jì)要求的植株進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)植，結(jié)合沉水植物的品種，保持一年至少一次的收割，主要采用機(jī)器收割和人工打撈方式。另外，工作人員需要在臺(tái)風(fēng)、大風(fēng)大雨等惡劣天氣的3天左右，詳細(xì)檢查沉水植物的損壞情況，做好及時(shí)補(bǔ)植工作。

四、結(jié)束語

水生植物在河流整治中呈現(xiàn)出良好的整治效果。相關(guān)工作人員在實(shí)際工作中需要結(jié)合水生植物不同品種，分析河流整治工程實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，科學(xué)合理地選擇針對(duì)性水生植物種類，有效改善河流景觀和生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)做好水生植物的養(yǎng)護(hù)管理工作，避免水生植物任意蔓延，進(jìn)一步促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。