人工湿地植物研究

人工湿地植物研究
人工湿地植物研究

第14卷第2期湖泊科学Vol.14,No.2 2002年6月JOURNAL OF LAKE SCIENCES Jun.,2002

人工湿地植物研究*

成水平吴振斌况琪军

(中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉430072)

提要本文阐述了植物在人工湿地污水净化过程中作用及存在的若干问题,提出了研究人工湿地植物的一些设想.植物在人工湿地中起着非常重要的作用,不但直接摄取利用污水中的营养物质、吸收富集污水

中的重金属等有毒有害物质;而且输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求;还能维持和

加强人工湿地系统内的水力学传输.但目前人工湿地植物的应用还存在着枯死衰退、杂草丛生和根系扩展较浅

等问题,影响人工湿地的净化功能.通过对人工湿地植物生理生态特性如气体代谢、光合作用、逆境生理和相生

相克等研究,筛选出优良植物种类,创造适宜人工生境,将有利于充分发挥湿地植物功能,提高人工湿地污水处

理能力.

关键词人工湿地植物污水处理

分类号Q948.8

人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术[1],具有投资省、运行费用低和效果良好等优点[2-4].人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统.介质、植物和微生物是其基本构成[3],其中对植物的研究是一个重点.本文主要阐述人工湿地植物的研究状况及今后的研究设想.

1植物在人工湿地中作用

植物在污水控制方面有以下优势:1)通过光合作用为净化作用提供能量来源;2)具有美观可欣赏性,能改善景观生态环境;3)可以收割回收资源;4)可作为介质所受污染程度的指示物;5)能固定土壤中的水分,圈定污染区,防止污染源的进一步扩散;6)植物庞大的根系为细菌提供了多样的生境,根区的细菌群落可降解许多种污染物;7)还能输送氧气至根区,有利于微生物的好氧呼吸[5].在人工湿地净化污水过程中,植物作用可以归纳为三个重要的方面:1)直接吸收利用污水中可利用态的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;2)为根区好氧微生物输送氧气;3)增强和维持介质的水力传输.

1.1吸收利用、吸附和富集作用

植物根系能从污水中吸收营养物质加以利用、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质.进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛(Typha an gusti folia)和灯心草(Juncus e ff uses)的人工湿地基质中氮、磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%-28%和20%-31%[6],可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷物质.Ellis等(1994)的研究结果表明湿地中宽叶香蒲(Typha la ti folia)和黑三棱(Sparganium sp.)是摄取同化、吸附富集高速公路径流油类、有机物、铅和锌的较适宜植物种类[7].在海涂,芦苇(Phra gmites austr a lis)床湿地系统是削减进入海洋过量营养物质的强有力手段之一[8].池杉(Taxodium ascen dens)人工湿地对污水中总氮和氨氮的净化效果明显地好于对照,对重金属亦具有良好的去除作用[9].吴振斌等报道芦苇-水葱(Schoenoplec-

*国家杰出青年基金(39925007)、武汉市青年科技晨光计划(20005004044)、中国科学院知识创新重点项目(KSCX2-SW -102)等资助.

收稿日期:2001-07-10;收到修改稿日期:2001-12-30.成水平,男,1969年生,副研究员.

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tus lacustris)、茭白(Zizan ia lati f olia)-菖蒲(Acorus calamus)、草(Scirpus sp.)-苔草(Carex sp.)等植物组合的垂直流人工湿地系统除磷效率及稳定性均高于无植物对照,去除率为40%-60%,其中茭白-菖蒲组合的总磷平均去除率达65%[10].且对藻毒素有一定的去除作用,芦苇-水葱、茭白-菖蒲组对藻毒素(浓度为0.117L g/ L)的去除率分别为68.5%和34.6%;在三种主要藻毒素RR、YR、LR中,对YR的去除效果最好,出水浓度在检测限以下(0.01L g/L)[11].垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明风车草(Cyp e rus alterni f olius)能吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%-15%[12].Gross的研究报道了栽种有芋(Colocasia esculenta)、美人蕉属一种(Canna glauca)等植物的人工湿地对水体中外源生物活性物质、LAS等具有很好的去除效果[13].另外一些研究也显示了植物的吸收和吸附作用,栽种植物的湿地对污水中的营养物质及重金属的去除能力高于无植物系统[14,15].

植物的吸收、吸附和富集作用与植株的生长状况和根系发达程度密切相关,因而不同植物构成的人工湿地净化污水效果存在着差异.香蒲属植物我国常见的近10种,有的种类能长至几米,有的则高不足30cm[16].长苞香蒲(Typha angustata.)和水烛等大型种类具有粗壮的根系和许多发达的不定根,是较佳的净水植物;而小型种类(如小香蒲Typha min ima)的根系发达程度无法与前者相比拟,净化污水的效果则差一些.Gerberg等作了不同高等水生植物人工湿地净化城镇综合污水的研究[17],发现进水中氨氮的浓度为24.7mg/L时,经过草、芦苇和宽叶香蒲三种单一植物的人工湿地处理后,出水氨氮浓度分别为1.4mg/L、5.3mg/L和7.7mg/L,草、芦苇对污水中氨氮的去除能力明显高于香蒲;从三块湿地对污水中BOD5的去除效果来看,草(去除率96%)优于芦苇(81%)和宽叶香蒲(74%),它们的出水BOD5浓度为5.3-30.4mg/L,优于或等效于常规二级水处理出水质量标准(30mg/L).Adcock等研究了人工湿地和天然湿地中三种植物的地上、地下和总的生物量、生长状况和组织中营养成份的含量,结果表明通过植物的吸收利用,水麦冬(Triglochin procerum)对氮、磷的去除效果是Baumea articulata和芦苇的5倍[18].

人工湿地植物的生长受介质、气候、温度等影响,其吸收营养盐的能力随生长与生理活动状态而变化,因而污水净化效果也不一样.在深圳白泥坑水源保护的人工湿地中,灯心草因生长不好而遭淘汰[19].而在马鞍山,采用灯心草等处理金属矿酸性废水效果良好;在武汉,人工湿地中的灯心草一直生长旺盛,对凯氏氮的去除率维持在95%以上[20].灯心草的净化效果表现出不同气候区域的差异.在长江中下游一带,灯心草成为一种适宜的人工湿地植物种类.介质的差异可能是造成灯心草吸收营养盐能力差异的另一个重要因素.白泥坑湿地介质为碎石[19],灯心草从介质中吸收营养盐能力下降,生长受阻,生物量下降,又反过来影响植物对营养盐的吸收,形成恶性循环;湿地介质为粘土与砂的混合物时[20],灯心草一直旺盛,吸收营养盐能力正常,净化效果较好.植物对营养盐的吸收能力高低,温度也是一个不容忽视的因素.在冬季,人工湿地中水烛地面部分枯黄,对污水中凯氏氮、氨氮等的去除能力明显低于夏季(P<0.05)[20].人工湿地对磷的去除研究表明,冬季人工湿地出水中的无机磷浓度甚至高出进水;但在夏季,植物新陈代谢旺盛、生理活动加强,即使加大污染负荷,人工湿地仍表现出一定的无机磷去除能力[10].32e条件下,池杉人工湿地对总氮、总磷的去除效果明显地好于20e时的去除效果[9].可见温度影响了植物的生长及生理活动,从而影响到植物吸收营养盐的能力.

1.2输氧作用

湿地环境对很多生物来说是一种严酷的逆境,最严酷的条件是湿地土壤缺氧.缺氧条件下,生物不能进行正常的有氧呼吸,还原态的某些元素和有机物的浓度可达到有毒的水平.人工湿地中植物能将光合作用产生的氧气通过气道输送至根区,在植物根区的还原态介质中形成氧化态的微环境[21],这种根区有氧区域和缺氧区域的共同存在为根区的好氧、兼性和厌氧微生物提供了各自适宜的小生境,使不同的微生物各得其所,发挥相辅相成的作用[2].Dunbabin等测试了小型湿地根区的氧浓度、pH值及氧化能力,发现三者在有植物系统中皆高于无植物系统,即使在人工湿地中补充碳源加大耗氧量,无植物系统中氧浓度大量下降的情况下,有植物系统根区继续保持氧化状态[22].由于挺水植物的输氧作用,形成了氧化态的根区,有植物湿地底质中氧化-还原电位明显地高于无植物区域底质,间隙水中的总铁、总锰含量下降[23].从香蒲人工湿地中微生物的空间分布状况来看,对照和香蒲湿地中5-10cm处与20cm处的细菌、放线菌和真菌数量之比分别为:11.1和2.0

(平均值),香蒲的存在有利于微生物在人工湿地纵深的扩展[24].水生植物植株和根系的输氧作用促进了深层基质中微生物的生长和繁殖.

1.3 加强和维持水力传输的作用

由于植物根和根系对介质的穿透作用,在介质中形成了许多微小的气室或间隙,减小了介质的封闭性,增强了介质的疏松度,从而使得介质的水力传输得到加强和维持[2,25].成水平进行的人工湿地处理污水的试验中发现,经过3-5个月的污水处理后,不种植物的对照土壤介质板结,发生淤积;而种有水烛和灯心草的人工湿地渗虑性能好,污水能很快地渗入介质[20].据报道,即使较板结的土壤,在2-5年之内,经过植物根系的穿透作用,其水力传输能力可与砂砾、碎石相当[25].植物的生长能加快天然土壤的水力传输程度,且当植物成熟时,根区系统的水容量增大[2,26].即使当植物的根和根系腐烂时,剩下许多的空隙和通道,也有利于土壤的水力传输[2].

2 人工湿地植物研究中存在的若干问题

植物在人工湿地污水净化过程中的作用与其生长状况密切相关,生长越旺盛、根系越发达的植株,其净化污水的能力、输氧和穿透的作用越大.但试验或应用的人工湿地中植物的生长也存在一些问题,影响其作用的正常发挥.大多数湿地植物有一个春夏季萌芽、秋冬季枯死的生长周期.在人工湿地这个半自然或人工的生境条件下,植物生长亦存在着这种现象,由此导致根区法污水处理系统冬季的污水净化效果下降[2].香蒲人工湿地和芦苇床系统也因在冬季植株地面部分枯黄,对污水中氨氮的去除率明显地低于其他季节[20,27].

衰退(Die-back)是湿地植物的又一问题.除直接损伤、擦伤外,水质和基质的不同组成、水位的高低及富营养状态都能引起水生植物的衰退[17,20,28].以碎石为基质的人工湿地生境不利于灯心草幼蘖的长出,重新分蘖的管状茎亦稀疏、弯曲死亡[21].Amstrong 等认为植物体腐烂、超负荷有机污染物冲击或富营养化等产生的植物毒素(如有机酸、硫化物等)在芦苇组织中的富集是引起芦苇衰退的主要原因之一[29].氮、磷作为营养元素是水生植物生长发育、繁殖所必需的,但高浓度的N 、P 污水又影响到植物的正常生长.当污水中凯氏氮的浓度达到54.5mg/L(或氨氮24.7mg/L)时,人工湿地中的香蒲叶将枯黄或致死,且短期内难以恢复[17,20].这种N

P 污水对植物生长的影响,被认为是植物大量地吸收并积累了NH +4而引起的单盐毒害作用

[30].高浓度的N 、P 污水也影响到水稻幼苗中的过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶活性(SOD),幼苗苗高及可溶性蛋白含量均与N 、P 浓度呈负相关关系[30];而小麦衰老过程中,其SOD 活性下降,POD 活性升高,膜脂过氧化作用增强,叶片光合作用和根系功能急剧下降,植株整体快速衰亡[31].

一般在人工湿地中选择一种或几种植物作为优势种栽种,有利于植物的快速生长.但在实际的应用过程中,当人工湿地略为干旱时,杂草便大量地入侵,并抑制栽种植物的生长[2],Cooper 等建议对湿地进行改造,防止杂草的入侵,或人工拔除杂草,提高大型植物的生长速度[32].不过,对于较大面积的日常运行的人工湿地来说,经常性靠人工拔除杂草可能为人工湿地的管理在资金和人力上提出了难题.

植物具有庞大根系是被选为人工湿地净水植物的主要因素之一.但在试验和应用的人工湿地中,植物根系往往扩展不力,不能形成庞大的根系,无法抵达底部,人工湿地的体积得不到充分地利用.Ed wards 的研究报道,经过两个生长季节之后,人工湿地草的根系主要集中在0.12-0.15m 以上的表层,只占据了5%左右的基质[33].在设计深度为0.6m 的人工湿地中,香蒲和灯心草的根系也主要分布在0.25m 以上的空间[24].3 人工湿地植物研究设想及展望

由于上述因素的存在,降低了人工湿地植物的整体净化效果.因此,作者认为目前对人工湿地中水生植物的研究应集中于人工湿地生境条件下水生植物的生理生态研究、植物种类筛选及适宜人工生境的研究与创建,为进一步发挥植物在人工湿地中的作用和完善人工湿地污水处理技术提供依据和手段.

3.1 水生植物生理生态研究人工湿地是一种半自然或人工的生境,既具有天然湿地积水的特征,又具有人工控制、强化的特点.在这1812期 成水平等:人工湿地植物研究

182湖泊科学14卷

样的生境中,植物的生理与天然环境下相比有其独特之处.

湿地植物的气体交换与输导代谢是其生存和净化污水的关键因素之一.Bendi x(1994)和Tornbjerg(1994)等对宽叶香蒲和水烛内部气体输导规律进行了对比研究,结果表明在相同的环境条件下,水烛的气体交换容量是宽叶香蒲的两倍,水烛的根系输氧作用更为有效,因此后者能生长在较深的水体中,这样便可以解释两种香蒲的不同生长深度[34,35].不同湿地植物,气体交换的特征不一.例如宽叶香蒲与其他一些湿地植物相反,其气孔在夜间完全关闭,气孔传输的气体量随昼夜、季节和地域的变化较大[36].莎草(Cyperus p a pyrus)是一种C4光合途径的挺水植物,黑暗中其茎秆中CO2的浓度为周围大气的74倍,而光照条件下光合作用固定部分HCO-3,茎秆胞间的CO2浓度因内部的C O2与HC O-3的平衡反应声大量地下降,茎秆和根系呼吸作用产生CO2的35%-57%在茎秆中通过光合作用重新固定;光暗的变化也严重地影响到茎秆和根系的O2的浓度[37].植物组织中积累的植物毒素如有机酸或硫化物等引起衰退[29],可能导致植物维管的堵塞,不利于CO2的上行和O2的下输,光合作用和呼吸作用难以正常维持而死亡.因此,研究湿地植物气体输导及其在人工湿地中的调控规律和代谢机制是维持植物正常生长和人工湿地正常发育所必需的.

光合作用是植物的生长、繁殖和净化污水的能量来源[5],产生的O2为植物根区微生物的好氧呼吸提供氧源.研究人工湿地条件下植物的光合作用特征对发挥植物在人工湿地中的作用非常必要.环境条件的改变能导致植物光合途径的变化、对植物的光合作用和呼吸作用等生理生态特性亦有影响[38].

研究胁迫条件下的植物生理,有助于对湿地植物的选择,为维持植物的正常生长提供依据.胁迫条件往往破坏植物细胞内的自由其代谢平衡,过剩自由基的存在,引发或加强脂过氧化作用,膜系统受到伤害,甚至植株死亡.已有研究表明,高浓度的N、P污水灌溉下,水稻幼苗的SOD、POD活性变化,影响了幼苗的生长高度[30].

不同种类植物生长一起,存在着相互之间的作用,包括两个方面:一是对光、水、营养等环境因素的竞争;另一是植物之间通过释放化学物质,影响周围植物的生长,包括促进和抑制作用[39].人工湿地常用的植物,如香蒲、芦苇等也存在这样的相生相克作用.Sczepanska报道了宽叶香蒲、水葱、木贼(Equisetu m limosum)、苔草等植物体腐烂产生的化感物质对芦苇生长、繁殖具有抑制作用[40].黑藻(Hydrilla verticillata)对金鱼藻属的一种(Ce r a tophyllum sp.)亦具有抑制作用[41].某些植物的枯枝落叶经水淋或微生物的作用也释放出克生物质,抑制植株自身的生长.宽叶香蒲枯枝烂叶腐烂后阻碍其本身新芽的萌发和新苗的生长[42];芦苇腐烂后产生的乙酸、硫化物等在芦苇组织中的富集,抑制芦苇本身的生长发育,造成大面积的芦苇衰退[29].因此,研究人工湿地植物的相生相克作用,对人工湿地杂草的生物控制和防治、净水植物的优化组合及减少残体对湿地植物的生长抑制均具有重要意义.

3.2植物种类筛选及适宜人工生境的创建

对人工湿地植物生理生态进行研究的最终目的是要促进植物的生长,筛选适宜于人工湿地生境的植物种类.

大多数植物对于污染这种特殊的逆境个有适应性,产生一定的抗性,并且这种抗性在一定程度上具有遗传性,从而可以进行代间传递[43].利用植物这种对污染的适应性进化,可以筛选出符合要求的人工湿地植物,包括净化特定污水的特异性植物.应用植物的相生相克原理,有可能筛选出对杂草具有克生作用的、能自身快速生长的湿地植物种类.

研究不同水份状态湿地植物的根系发育规律和地面植株的生长状况,通过一些环境因子的改变和人工湿地的设计、操作、运行的调控,创造有利于根系进一步向深处扩展的条件,充分地利用人工湿地的体积.而如何创造湿地植物越冬生长的条件,使其在冬季仍然表现出良好的生长状况,常年维持人工湿地的高效净化污水能力等也有待于进一步地研究.

致谢本文承夏宜M研究员审阅,在此深表感谢!

参 考 文 献

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Hydrobiolo gy,Chinese Acade my o f Sciences,Wuhan430072,P.R.China)

Abstract

The role and problem of macrophyte in artificial wetland for wastewater treatment are summarized and some research in-terests are proposed in this paper.Macrophyte plays three i mp ortant roles in arti ficial wetland.1)Uptake the nutrients,ad-sorb and accumulate heavy metal and poisonous substances from wastewater.2)Transfer oxygen to rhizophere for the growth,reproduction and decompositions of microorgani sms.3)Enhance and stabilize the hydraulic transportation of media. However,die-back of macrophyte,grown weed and shallow extension of root in the wetland,which affect the growth and pu-rification efficiency of plants in wetland,are porblems for artificial wetland management.To strengthen and enhance the roles of macrophyte and the wastewater purification function of artificial wetland,the physiological ecology of macrophyte such as gas transportation and exchange,photosynthesis,stressed physiology and allelopathy of macrophyte should be studied further to select opti mum macrophyte species and sui table arti ficial habitat should be established in the artificial wetland.

Key Words Artificial wetland,macrophyte,wastewater treatment

湿地公园的植物配置特色

湿地公园的植物配置特色 摘要(summary):湿地是重要的生态系统,其中对于湿地公园的研究具有重要的意义。湿地公园作为一种特殊的公园形式,我们可以通过对其中的植物进行研究,从而更好 的进行植物的配置,在景观上达到比较好的景观效果,创造更大的景观效益。这次 我们通过对七桥翁湿地公园进行了解、分析、研究,发现湿地公园的植物在配置方 面有它自己独特的特征,与在其他设计方面有很大的区别,下面我从湿地植物的配 置特色、配置方式、造景效果方面对起进行分析。 关键词(key words):湿地公园植物规划配置特色配置方式造景效果湿地是水陆相互作用形成的特殊自然综合体,是地球上非常有特色的一部分区域,是一种独特的生态构成形式,也是最重要的环境资源之一;有丰富的生物资源和巨大的环境调节功能与生态效益。湿地与森林、海洋被并称为全球三大生态系统,从景观角度来看,也是非常独特与富有观赏性的。无论是天然湿地还是人工湿地,都是自然界最具生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一,都具有组成生态系统不可缺少的成分——植物。显然湿地植被是动物,特别是水禽的栖息地,是湿地生态系统的核心元素、生态学金字塔的基础、生物网和食物链中关键性的链环和物、能流入口,是生态系统形态结构的骨架,而湿地植物的季象、外貌、结构、生态、动态、类型,则以植物种类成分,及湿地植物为基础。因此,如何利用湿地植物的潜能,使其景观、生态及社会效益有机结合是植物景观配置中的需要解决的重要课题之一。 湿地公园(wetland park):是保持该湿地区域独特的近自然景观特征,维持系统内部不同动植物物种的生态平衡和种群协调发展,并在不破坏湿地生态系统的基础上建设不同类型的辅助设施,将生态保护、生态旅游和生态教育的功能有机结合,突出主题性、自然性和生态性三大特点,集湿地生态保护、生态观光休闲、生态科普教育、湿地研究等多功能的生态型主题公园。 1.植物规划 植物造景就是以自然乔、灌、藤、草本植物群落的种类、结构,层次和外貌为基础,通过艺术手法,充分发挥其形体、线条、色彩等自然美进行创作,形成山水—植物、建筑—植物、街道—植物等综合景观,让人产生一种实在的美的感受和联想。植物造景是应用乔木、灌木。藤本及草本植物为题材来创作景观的,就必须从丰富多彩的自然植物群落及其表现的形象汲取创作源泉,植物造景中栽培植物群落的种植设计,必须遵循自然植物群落的发展规律。自然植物群落的组成成分、外貌、季相,自然植物群落的结构、垂直结构与分层现象,群落中各植物种间的关系等。这些都是植物造景中栽培植物群落设计的科学性理论基础。 规划原则:在当地自然条件、自然植被、城镇绿化种类、比例、古树名木、历史资料等方面进行全面调查后,可着手进行植物规划。 具体要求就是: (1)在满足园林绿化综合功能的基础上,要兼顾各绿地类型及城市性质进行规划 (2)适地适树,以乡土树种为主,适当选用已驯化的外来树种 (3)以乔木为主,结合灌木、藤本、地被、花卉,给人工栽培群落提供丰富的素材(4)快长树—慢长树,常绿树—落叶树相结合 植物的配置就是为了达到一个比较好的景观效果,从而实现人化的生存环境,一个和谐的环境。植物的规划不仅单纯的是植物的规划与配置,更多的是和环境的融合,和周围景观的协调,和设计者思想的融合,只有这些方方面面都结合为一体才能称为具体意义上的植物设计规划。 2. 配置特色 七桥翁湿地公园的植物配置特色主要体现在这几方面:

人工湿地植物种类

科属植物中名类型学名应用工艺 香蒲科香蒲挺水Typha orientalis 表流湿地、潜流湿地 禾本科芦苇挺水Phragmites australis 表流湿地、潜流湿地 皇竹草湿生、挺水Sympnytum peregrjnum lede 潜流湿地 菰挺水Zizania latifolia 表流湿地、潜流湿地 芦竹湿生、挺水Arundo donax Linn. 潜流湿地 薏苡湿生、挺水Coix lacryma-jobi 表流湿地、潜流湿地 水稻挺水Oryza sativa L 表流湿地 花叶芦竹湿生、挺水Arundo donax var.versicolor 潜流湿地 虉草湿生、挺水Phalaris arundinaced 表流湿地、潜流湿地 李氏禾浮水Leersia Sw hexandrs Sartz. 氧化塘 莎草科荸荠挺水Heleocharis dulcis 表流湿地 水葱挺水Scirpus validus 潜流湿地、表流湿地 风车草湿生、挺水Cyperus alternifolius ssp.flabelliformis 潜流湿地 纸莎草挺水Cyperus papyrus 潜流湿地 藨草挺水Scirpus triqueter 潜流湿地、表流湿地 针蔺挺水、浮水Eleoch aris congesta subsp. Japonica 表流湿地、氧化塘茳芏挺水Cyperus malaccensis 潜流湿地、表流湿地 睡莲科荷花挺水Nelumbo nucifera 表流湿地 芡实浮叶Euryale ferox.景观塘 荇菜浮叶Nymphoides peltatum 景观塘 萍蓬草浮叶Nuphar pumilum 景观塘、氧化塘 睡莲浮叶Menyantehes trifolia 氧化塘、景观塘 天南星科菖蒲挺水Acorus calamus 潜流湿地、表流湿地 马蹄莲湿生、挺水Zantedeschia aethiopica 潜流湿地、表流湿地 大薸浮水Pistia stratiotes 氧化塘 芋挺水Colocasia esculenta 表流湿地 海芋挺水Alocasia macrorrhiza (L.) Schott 潜流湿地 泽泻科泽泻挺水Alisma plantago-aquatica 表流湿地 慈姑挺水Sagittaria trifolia 表流湿地 泽苔草挺水、湿生Caldesia parnassifolias 表流湿地、潜流湿地 三白草科蕺菜湿生Houttuynia cordata 表流湿地 伞型花科水芹菜浮水、挺水Oenanthe javanica 氧化塘、表流湿地 十字花科豆瓣菜浮水Nasturtium officinale 氧化塘、表流湿地

常见湿地植物

常见湿地植物 品种名数量(万株)特点 花叶芦竹 花叶芦竹又名斑叶芦竹,禾本科芦竹属植物。叶层具有美丽的条纹,富于变化。初春乳白色间碧绿色,仲春至夏秋金黄色间碧绿色。植株高1.5米左右。宜在湿地或浅水中栽培。用分株法繁殖。 花叶水葱花叶水葱水葱的变种。茎杆黄绿相间,非常独特,美丽。此水葱更具观赏价值。对土壤、气候的适应性很强。可分株繁殖。 黄菖蒲菖蒲天南星科菖蒲属 多年生草本,株高50-80 厘米,叶基生,剑状条形,无柄,绿色。稍耐寒,华东地区可露地越冬。可栽于浅水中,或作湿地植物。是水景园中主要的观叶植物。

再力花再力花大型直立性水生植物,株高1-2米,地下根茎发达,根出叶。叶长卵形,先端突出。叶柄极长,夏至秋季开花,小花紫色,苞片状形飞鸟,甚优美。适于水池湿地种植美化。原产北美洲、墨西哥。为珍贵水生花卉。 香蒲香蒲(水烛)――香蒲科香蒲属植物。高 1.5- 2.5米。地下茎直立粗状,叶片条形,长1米左右,宽0.8-1米,光滑无毛。蒲棒(雌花序)长约20cm,香蒲叶片挺拔,花序粗壮可观,常用于水面绿化。 蒲苇

千屈菜千屈菜千屈菜科千屈菜属多年生草本植物。株高100厘米左右,茎四棱,多分枝。无柄穗状花序顶生,小花多数密集,紫红色,花期5-9月。喜光,浅水中生长适宜。特点:成片栽于池边,夏秋季成片紫红色花序,好不热闹。深秋时叶色转红,霜重色浓。 石菖蒲石菖蒲――多年生草本,有香气。叶剑状线形,长30~50cm,宽2~6cm,无中脉。佛焰苞叶状,长 7~20cm,肉穗花序狭圆柱形,长5~12;花两性,淡黄绿色;花被片6;雄蕊6。浆果倒卵形。花期5~7月,果期8月。生于山沟、溪涧潮湿流水的岩石间,或泉水附近。 伞草旱伞草莎草科莎草属 多年生草本,根状茎粗壮。茎丛生,无分枝,高80-120厘米,叶聚生于茎顶,扩散成伞状,喜水湿环境,适合种在溪流湿地上。独特的伞状叶形为水景园带来特别的意境。

人工湿地水生植物配置以及种植方法种植间距等

人工湿地水生植物配置以 及种植方法种植间距等Prepared on 21 November 2021

丹江口移民安置点人工湿地水生植物配置说明1配置原则: 在人工湿地的设计和构建中,湿地水生植物品种的选择应该根据具体施工条件和当地气候等综合因素考虑。人工湿地污水处理系统植物的选用原则如下: 1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能; 2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势包括; ①抗冻、抗热能力 ②抗病虫害能力 ③对周围环境的适应能力 3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力; 4 植物的年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物; 5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁,具有生态安全性; 6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 2 配置品种及种植要求 基于上述原则,结合丹江口地区气候特点,种植水生植物品种如下:菖蒲:【拉丁学名】 Acorus calamus Linn 种植方法: 种子繁殖:将收集到成熟红色的浆果清洗干净,在室内进行秋播,保持潮湿的土壤或浅水,在20℃左右的条件下,早春会陆续发芽,后进行分离培养,待苗生长健壮时,可移栽定植。

分株繁殖:在早春(清明前后)或生长期内进行用铁锨将地下茎挖出,洗干净,去除老根、茎及枯叶、茎,再用快刀将地下茎切成若干块状,每块保留3~4个新芽,进行繁殖。 在生长期进行分栽,将植株连根挖起,洗净,去掉2/3的根,再分成块状,在分株时要保持好嫩叶及芽、新生根。 种植密度:30株/㎡ 水葱【拉丁学名】Scirpus validus Vahl 种植方法: 种子繁殖:常于3~4月分在室内播种,室温控制在20~25℃,20天左右既可发芽生根。 分株繁殖:早春天气渐暖时,把越冬苗从地下挖起,抖掉部分泥土,用枝剪或将地下茎分成若干丛,每丛带5~8个茎杆。栽到花盆内,并保持盆土一定的湿度或浅水,10~20天即可发芽。如作露地栽培,每丛保持8~12个芽为宜。 种植密度:24株/㎡。 再力花【拉丁学名】Thalia dealbata 种植方法: 以根茎分株繁殖。初春,从母株上割下带1~2个芽的根茎,栽入盆内,施足底肥(以花生麸、骨粉为好),放进水池养护,待长出新株,移植于人工湿地中生长。 种植密度:10株/㎡。 梭鱼草【拉丁学名】Pontederia cordata

湖泊人工湿地和生态护岸设计分解

1 人工湿地设计 1.1 人工湿地介绍 1.1.1 人工湿地工作原理 人工湿地系统是在有一定长宽比和底面坡度的洼地中,由土壤和填料(如砾石等)混合组合而成的填料床,并栽种经过选择的水生、湿生植物,组成类似于自然湿地状态的方案化的湿地系统。水体在床体的填料缝隙中流动,或在床体表面流动,在基质吸附、过滤,植物吸收、固定、转化、代谢及湿地微生物的分解、利用、异化等过程的综合作用下,水体中的污染物质得以去除。湿地系统中的氮、磷不仅能通过植物和微生物作为营养吸收,而且还可以通过硝化、反硝化作用将其除去,最后湿地系统更换填料或收割栽种植物将污染物最终除去。 人工湿地系统的主要优势体现在,有机物和氮磷的去除效率高、出水水质好、运行维护方便、管理简单、投资小、运行费用低、符合自然界水质净化和水资源循环的生态学规律等。人工湿地的建立不但可以起到对湖泊水体的净化效果,同时也可加强湖泊的景观效应。人工湿地系统结果图及效果图见图1-1、图1-2。

图1-1 人工湿地结构示意图 图1-2 人工湿地效果图 1.1.2 人工湿地分类 人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型:表面流人工湿地和潜流人工湿地。两种人工湿地的工艺特性及优缺点见表5-5。表面流湿地系统中,水体在湿地的表面流动,水位较浅,多在0.1-0.6m,它与自然湿地最为接近,具有投资少、便于管理等优点。潜流式人工湿地系统中,水体在湿地床的内部流动,可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及填料和表层土的截留等作用,以提高其处理效果和处理能力。但当有机污染负荷较重的情况下,易造成床体堵塞,且造价较高,一般为表面流湿地的4-8倍。 表1-1 两种人工湿地对比

人工湿地的植物种植和后期维护管理汇总

人工湿地的植物种植和后期维护管理 人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置,因此,科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。 一、水生植物概述 水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物,包括草本和木本植物。目前国内通用的分类方法是把水生植物分为 4 类: (1)挺水植物。挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物,常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。 (2)浮叶植物。浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物,常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。 (3)漂浮植物。漂浮植物的根不生于泥中,植株部分漂浮于水面之上,部分悬浮于水里,如满江红、水鳖、浮萍等。 (4)沉水植物。沉水植物的整个植株全部没于水中,或仅有少许叶尖或花露于水面,如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。 二、水生植物在人工湿地中的作用 1)水生植物的景观功能水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉,它不仅可以观色、闻香、还能赏姿,并欣赏映照在水中的倒影,令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净,叶型如伞,大而美观。荷花淡雅清香,气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物,与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边,微风轻拂,哗哗作响,体现了动和静集合。 (2)水生植物的生态功能

在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上: ①直吸收利用污水中可利用态的营养物质,吸附和富集重金属和一些有毒有害物质; ②为根区好氧微生物输送氧气; ③增强和维持介质的水力传输。 水生植物除了可以改善水质外,还具有维护物种多样性,改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。 三、人工湿地植物的选用原则 (1)植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 (2)植物具有很强的生命力和旺盛的生长势 ①抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 (3)所引种的植物必须具有较强的耐污染能力水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP 主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达,对污水承受能力强的水生植物。 (4)植物的年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,因此,应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。 (5)所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁,具有生态安全性所选植物根

湿地常见植物

常见湿地植物: 品种名应用 类型 高度(cm) 数量 (万 株) 特点 花 叶芦竹观叶 30-50; 100-200 3;2 花叶芦竹又名斑叶芦竹,禾本科芦竹属植物。叶层具有美 丽的条纹,富于变化。初春乳白色间碧绿色,仲春至夏秋 金黄色间碧绿色。植株高1.5米左右。宜在湿地或浅水中栽 培。用分株法繁殖。 花 叶水葱观叶100-150 5 花叶水葱水葱的变种。茎杆黄绿相间,非常独特,美丽。 此水葱更具观赏价值。对土壤、气候的适应性很强。可分 株繁殖。 花 叶香蒲观叶30-60 3 花叶香蒲:香蒲科香蒲属多年生草本,株高100-120厘米, 叶剑状、直立、墨绿、花黄色,花期5-6年。喜生于浅水中。 特点:花美,剑状叶更美,是水生花卉中的娇子。 黄 菖蒲观花50-100 10 菖蒲天南星科菖蒲属多年生草本,株高50-80厘米,叶 基生,剑状条形,无柄,绿色。稍耐寒,华东地区可露地越 冬。可栽于浅水中,或作湿地植物。是水景园中主要的观叶 植物。 再力花观花、 观叶 80-150 1 再力花大型直立性水生植物,株高1-2米,地下根茎发达, 根出叶。叶长卵形,先端突出。叶柄极长,夏至秋季开花, 小花紫色,苞片状形飞鸟,甚优美。适于水池湿地种植美化。 原产北美洲、墨西哥。为珍贵水生花卉。 水生 美人蕉观花100-150 10 水生美人蕉美人蕉科美人蕉科系南美引进品种,原生长 于天然池塘湿地中,叶片大,阔椭圆形,叶色为黄绿相间 的花叶及紫色叶。是大型的水生花卉,花期6-10月。 香蒲观叶100-150 10 香蒲(水烛)――香蒲科香蒲属植物。高1.5-2.5米。地 下茎直立粗状,叶片条形,长1米左右,宽0.8-1米,光滑无 毛。蒲棒(雌花序)长约20cm,香蒲叶片挺拔,花序粗壮可 观,常用于水面绿化。 千 屈菜观花各种规格40 千屈菜千屈菜科千屈菜属多年生草本植物。株高100 厘米左右,茎四棱,多分枝。无柄穗状花序顶生,小花多数 密集,紫红色,花期5-9月。喜光,浅水中生长适宜。特点: 成片栽于池边,夏秋季成片紫红色花序,好不热闹。深秋时 叶色转红,霜重色浓。 石 菖蒲观叶 2 石菖蒲――多年生草本,有香气。叶剑状线形,长30~50cm, 宽2~6cm,无中脉。佛焰苞叶状,长7~20cm,肉穗花序狭 圆柱形,长5~12;花两性,淡黄绿色;花被片6;雄蕊6。浆 果倒卵形。花期5~7月,果期8月。生于山沟、溪涧潮湿流水 的岩石间,或泉水附近。 伞观叶50-100 3 旱伞草莎草科莎草属多年生草本,根状茎粗壮。茎丛

湿地植被生态恢复。

浅析湿地植被的生态恢复与重建 摘要: 我国湿地植被类型丰富,在整个生态系统中起着举足重轻的作用。与此同时湿地植被面临的问题与威胁也比较严重。通过补水、封育、营养物质的控制、以及人工栽植湿地植物等技术措施,恢复重建重要的湿地生态系统。 关键词:湿地植被;生态恢复;技术措施 Analysis of wetland vegetation in ecological restoration and reconstruction Abstract: The types of wetland vegetation is very rich in Our country, playing an important role in the entire ecosystem. Meanwhile Wetland vegetation are facing the more serious threats and problems. The important wetland ecosystems can be restored and reconstructed by supplementing water, fencing, nutrient control, and artificial planting wetland plants and other technical measures. Key Words: wetland vegetation; ecological restoration; Technology 1 湿地的概念 自20世纪90年代以来,随着全球范围的生物多样性保护的意识增强,有越来越多的基金资助濒危湿地的保护与恢复,同时国际上有关受损湿地植被恢复与重建的研究大量涌现,相关专著和专题论文集相继出版。 我国的湿地恢复研究主要在湖泊(倪乐意等,1995;倪学明等,1995;许木启等,1998)和滩涂,工作比较零星(崔保山等,1999)。自1998年长江流域发生特大洪水以来,我国已将退田还湖作为生态重建、持续发展的重要内容。因此,有必要系统总结国际上的研究成果,以便在该领域迎头赶上。 按照《Ramsar公约》,“湿地是腐泥沼泽、泥炭沼泽、泥炭地或水体区域。不管是自然的还是人工的、永久的还是暂时的;水体不管是停滞的还是流动的、淡水还是咸水,包括那些深度在低潮位小于6m的海水区,都可称为湿地”( Blasko&Carbonell,1997)。湿地包括泥炭地、潜育沼泽、盐渍地、滩涂、湖泊和河流等。湿地恢复(Wetland restoration) 即对受损湿地在人工控制下恢复,使之

人工湿地植物的选择与配置

人工湿地植物的选择与配置 随着环境保护的迅速发展,人们对湿地功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球之肾",担负着对地球自然水体的净化 和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡,因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿 地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物, 并且将其应用于不同类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考的问题。 1.人工湿地污水处理系统植物的选用原则 1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能; 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势; ①抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力 污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力 由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污 染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件 和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力; 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及 附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达,对污水承受能力强的水生植 物。 1.4 植物的年生长期长,最好是冬季半枯萎或常绿植物; 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象,因此,应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。 1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁,具有生态安全性; 1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的 水生植物;②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解;③生产沼气, 应考虑发酵、产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25~30.5/1;④工 业或手工业原料,如芦苇可以用来造纸,水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编 制草席的原料。 由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须 考虑的。然而在实际工作中,很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多 的是植物的独有性和观赏价值等表在因素,没有考虑到栽种该植物后的植株生

园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用

园林常用水生植物水生湿 地植物的配置及应用 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用(组图) (2010-04-13 13:32:08) 标签: 水生湿地植物作为营造水景的重要要素,它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物,并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 生态水景的构建模式 (1)生态自然型 其景观自然形成,各群落分布自然合理,少有人工干涉,如:洪湖的荷花,白洋淀的芦苇。 (2)生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成,各群落分布建植由人工而成,群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美,使之成为旅游景点,如:杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 水生植物的群落模式

(1)物种多样化模式:陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分,并逐步形成一个有机和谐统一的组合体,各组成部分比例协调,景观层次和色彩丰富,如:解放公园。 (2)优势种主导模式:优势种在水景中起主导作用,是景观的主体部分,也是景观的特色部分,其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观,点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 (3)水质净化型模式:此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主,水域内点缀少量其它水生植物,主要以保持水质良好,水体透明为主。如:和平公园的人工湖,其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。 植物群落的优化配置模式:通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落,根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布,时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质,并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面: 水平空间配置:指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落,生态型植物群落以水体污染的治理,污水的净化,促进生态系统的建立和完善为主要目标,注重群落的生态效应,其建群种要求耐污,去污能力强,生长快,繁殖能力强,生态效益好的物种,如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观,有花有色,有较高的观赏价值,易形成区域内观赏特色。如:荷花和睡莲。 垂直空间配置:指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定,不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心,随水深的不同分别选用不同的水生植物,即湿生植物群落,挺水植物群落,浮水植物群落,沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位,能适应不同水深处的光照条件,能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能,做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明,高低错落,符合各水生植物对生态位的要求,同时能

园林常用水生植物水生湿地植物的配置与应用

园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用(组图)(2010-04-13 13:32:08) ▼ 标签: 水生湿地植物 杂谈 水生湿地植物作为营造水景的重要要素,它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物,并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 1.1 生态水景的构建模式 (1)生态自然型 其景观自然形成,各群落分布自然合理,少有人工干涉,如:洪湖的荷花,白洋淀的芦苇。 (2)生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成,各群落分布建植由人工而成,群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美,使之成为旅游景点,如:杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 1.2 水生植物的群落模式 (1)物种多样化模式:陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分,并逐步形成一个有机和谐统一的组合体,各组成部分比例协调,景观层次和色彩丰富,如:解放公园。 (2)优势种主导模式:优势种在水景中起主导作用,是景观的主体部分,也是景观的特色部分,其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观,点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 (3)水质净化型模式:此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主,水域内点缀少量其它水生植物,主要以保持水质良好,水体透明为主。如:和平公园的人工湖,其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。

植物群落的优化配置模式:通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落,根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布,时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质,并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面: 水平空间配置:指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落,生态型植物群落以水体污染的治理,污水的净化,促进生态系统的建立和完善为主要目标,注重群落的生态效应,其建群种要求耐污,去污能力强,生长快,繁殖能力强,生态效益好的物种,如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观,有花有色,有较高的观赏价值,易形成区域内观赏特色。如:荷花和睡莲。 垂直空间配置:指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定,不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心,随水深的不同分别选用不同的水生植物,即湿生植物群落,挺水植物群落,浮水植物群落,沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位,能适应不同水深处的光照条件,能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能,做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明,高低错落,符合各水生植物对生态位的要求,同时能充分发挥各水生植物的生态功能。 2.1 水边与驳岸的植物配置 水体边缘是水面和堤岸的分界线,水体边缘的植物配置既能对水面起到装饰作用,又能实现从水面到堤岸的自然过渡,尤其在自然水体景观中应用较多,所以水边植物配置应讲究艺术构图。在构图上,注意应用探向水面的枝、干,尤其是似倒未倒的水边大乔木,以起到增加水面层次和富有野趣的作用。水边的植物配植,主要是通过植物的色彩、线条以及姿态来组景和造景的。我国园林中自古水边主张植以垂柳,造成柔条拂水,同时在水边种植落羽松、池松、水杉及具有下垂气根的小叶榕等,均能起到线条构图的作用。但水边植物配植切忌等距种植及整形式或修剪,以免失去画意。 2.2 水面植物的配置 水面全部栽满植物的,多适用小水池,或大水池中较独立的一个局部,在南方的

人工湿地植物的作用和选择

人工湿地植物的作用和选择 环科1101 牛海鹏 人工湿地是一种新型的污水处理模式,是以污水处理为目的的人工设计建造和监督控制的与沼泽类似的地面。其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合而进行的,也正是利用这3种作用的协同关系进行的废水处理,使水质得到不同程度的改善,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物的生长,实现污水的资源化和无害化。植物是人工湿地的核心,不但可以去除污染物,还可以促进污水中营养物质的循环和再利用,同时还能绿化土地,改善区域气候,促进生态环境的良性循环。 1植物在人工湿地中的作用 湿地植物能通过吸收、吸附和富集等作用去除污水中的污染物,包括对 氮、磷的吸收利用及对重金属的吸附和富集。徐德福等的研究表明,种植 美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇的湿地,对氮、磷去除率分别是10.91%~ 59.32%和50.13%~87.26% 〔1〕进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛和灯心草的人工湿地中氮、 磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%~28%和20%~31%, 可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷。污水中的氮以有机 氮和无机氮两种形式存在,其中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的 营养物质,能以离子形式(NH+4和NO-3)被植物吸收利用;部分有机氮被 微生物分解成氨氮后,也能被植物吸收利用。当植物从污水中吸收氮元素 后,将氮元素合成植物蛋白质等有机氮,最后通过对植物的收割将它们从 湿地系统中去除。 对风车草净化生活污水的实验表明,每克干重风车草能净吸收污水中2.25mg氮。无机磷也是植物必需的营养元素,废水中的无机磷在植物 吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分,然后 通过植物的收割而移去。通过建立小试系统,对有植物湿地系统和无植物 湿地系统进行了比较研究,结果表明有植物湿地系统春夏季平均磷的去 除率在60%以上,即使在冬季也能达到40%以上,出水总磷浓度达到或低 于国家地面水三级标准,处理效果接近二级生化处理厂,而且出水水质稳 定,冬季仍能正常运行,而无植物湿地系统磷的去除率仅为28% 植物通过根部直接吸收水溶性重金属,还能通过改变根际环境来改变污染物的化学形态,达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒 性的作用。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明风车草能 吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%~15%。研 究发现种植在湿地中的宽叶香蒲等植物能够吸附和富集铜、镉、铅、铁 和油类,吸附后的重金属主要分布在根部 有机污染物的吸收是通过植物和微生物共同作用完成的,其降解机制分为三方面:转化、结合、分离。茭白、慈菇对城市污水BOD的去除 率可达80%以上。水葱可使食品厂废水中COD降低70%~80%,使BOD 降低60%~90%

常见湿地水生植物

常见湿地水生植物荷花 中文学名:荷花 拉丁学名:Nelumbo nucifera 别称:莲花、水芙蓉、六月花神、藕花等

千屈菜 中文学名:千屈菜拉丁学名: spiked loosestrlfe 千屈菜又称水枝柳、水柳、对叶莲。千屈菜科千屈菜属。多年生挺水草本植物。株高1米左右,茎四棱形,直立多分枝,叶对生或轮生,披针形。长穗状花序顶生,小花多而密,紫红色,夏秋开花。自然种生长于沼泽地、沟渠边或滩涂上。喜光、湿润、通风良好的环境,耐盐碱,在肥沃、疏松的土壤中生长效果更好。 菖蒲 中文学名:菖蒲 别称:臭菖蒲、水菖蒲、泥菖蒲 蒲叶丛翠绿,端庄秀丽,具有香气,适宜水景岸边及水体绿化。也可盆栽观赏或作布景用。叶、花序还可以作插花材料。可栽于浅水中,或作湿地植物。是水景园中主要的观叶植物。全株芳香,可作香料或驱蚊虫;茎、叶可入药。

水葱 中文学名:水葱 拉丁学名:softstem bulrush 水葱为莎草科多年生宿根挺水草本植物。株高1~2米,茎杆高大通直,很像食用的大葱,但不能食用。杆呈圆柱状,中空。根状茎粗状而匍匐,须根很多。在自然界中常生长在沼泽地、沟渠、池畔、湖畔浅水中。国内外均有分布。该植物的地上部分可入药,夏、秋采收,洗净,切段,晒干。具有利水消肿之功效。《南京民间药草》:“通利小便。”此外,水葱在水景园中主要做后景材料;其茎秆可作插花线条材料,也用作造纸或编织草席、草包材料。

中文名; 梭鱼草 拉丁名:Pontederia cordata 梭鱼草又称北美梭鱼草,科名为雨久花科,属名为梭鱼草属,是一种观赏类植物,园林上用于池边点缀原产北美,现我国都有分布。梭鱼草的生长习性为喜温暖湿润;光照充足的环境条件,常栽于浅水池或塘边,适宜生长发育的温度为18-35℃,18℃以下生长缓慢,10℃以下停止生长,冬季必须进行越冬处理。 花叶芦竹 中文学名:花叶芦竹 拉丁学名:arundo donax var. versicolor 花叶芦竹是一种多年生挺水草本观叶植物。株高1.5 ~2.0m。宿根,地下根状茎粗而多结,属于禾本科芦竹属,喜光、喜温、耐湿,也较耐寒。

人工湿地中植物选择与配置

人工湿地中植物选择与配置

目录 引言 (3) 1 人工湿地植物选择的原则 (3) 1.1 应选择适合本地生长的植物 (3) 1.2 选择抗逆性强的植物 (3) 1.3 净化能力强的植物 (4) 1.4 具有发达的根系和较强的输氧能力的植物 (4) 1.5 注意多种植物的组合 (5) 1.6 经济价值和景观效果好 (5) 2人工湿地植物种类及配置 (6) 2.1 人工湿地植物类型及计量方法 (6) 2.2 人工湿地植物种类 (8) 2.3 人工湿地植物的配置 (9)

人工湿地中植物选择与配置 引言 湿地植物是人工湿地的重要组成部分,不但可以吸收、降解水体中的污染物质,还能形成景观要素、美化环境。但不同的湿地植物生活习性、去污能力等存在一定差异,所以湿地植物的科学选择以及合理配置是人工湿地的功能与作用得以实现的前提和基础,对污水处理效果和景观要素形成具有重要的影响,是人工湿地设计过程中必须考虑的问题。适宜的湿地植物不仅可以提高污水净化效果,方便后期管理,而且能增加景观效果。 1 人工湿地植物选择的原则 湿地植物是人工湿地的基本组成部分,也是受地域和自然条件影响最大、最难控制的因素之一。同时,湿地植物的差异会显著影响湿地的净化效果,因此植物的选择对提高湿地的净化效果起着重要的作用。 1.1 应选择适合本地生长的植物 不同地区具有不同的环境背景,存在地域的差异和特殊性等,这些均是在人工湿地生态系统设计的植物选择中要考虑的重要因素。必须做到因地制宜,最起码要使所选植物能在该地区正常生长,适合当地的立地条件。一般地,多选用当地适宜种植和移栽的植物。王庆海等对北京地区常见9种水生生物污染物去除能力和生活力进行研究,表明水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物,菖蒲、香蒲和荻等次之,泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活。四川地区以选择灯芯草作为净化污水的湿地植物是适宜的。灯芯草是武汉及北纬30地区人工湿地污水处理系统较理想的水生植物,但在白泥坑人工湿地污水处理系统中因不能适应当地生境而遭淘汰。 1.2 选择抗逆性强的植物 由于人工湿地中植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的

人工湿地植物研究

第14卷第2期湖泊科学Vol.14,No.2 2002年6月JOURNAL OF LAKE SCIENCES Jun.,2002 人工湿地植物研究* 成水平吴振斌况琪军 (中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉430072) 提要本文阐述了植物在人工湿地污水净化过程中作用及存在的若干问题,提出了研究人工湿地植物的一些设想.植物在人工湿地中起着非常重要的作用,不但直接摄取利用污水中的营养物质、吸收富集污水 中的重金属等有毒有害物质;而且输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求;还能维持和 加强人工湿地系统内的水力学传输.但目前人工湿地植物的应用还存在着枯死衰退、杂草丛生和根系扩展较浅 等问题,影响人工湿地的净化功能.通过对人工湿地植物生理生态特性如气体代谢、光合作用、逆境生理和相生 相克等研究,筛选出优良植物种类,创造适宜人工生境,将有利于充分发挥湿地植物功能,提高人工湿地污水处 理能力. 关键词人工湿地植物污水处理 分类号Q948.8 人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术[1],具有投资省、运行费用低和效果良好等优点[2-4].人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统.介质、植物和微生物是其基本构成[3],其中对植物的研究是一个重点.本文主要阐述人工湿地植物的研究状况及今后的研究设想. 1植物在人工湿地中作用 植物在污水控制方面有以下优势:1)通过光合作用为净化作用提供能量来源;2)具有美观可欣赏性,能改善景观生态环境;3)可以收割回收资源;4)可作为介质所受污染程度的指示物;5)能固定土壤中的水分,圈定污染区,防止污染源的进一步扩散;6)植物庞大的根系为细菌提供了多样的生境,根区的细菌群落可降解许多种污染物;7)还能输送氧气至根区,有利于微生物的好氧呼吸[5].在人工湿地净化污水过程中,植物作用可以归纳为三个重要的方面:1)直接吸收利用污水中可利用态的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;2)为根区好氧微生物输送氧气;3)增强和维持介质的水力传输. 1.1吸收利用、吸附和富集作用 植物根系能从污水中吸收营养物质加以利用、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质.进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛(Typha an gusti folia)和灯心草(Juncus e ff uses)的人工湿地基质中氮、磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%-28%和20%-31%[6],可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷物质.Ellis等(1994)的研究结果表明湿地中宽叶香蒲(Typha la ti folia)和黑三棱(Sparganium sp.)是摄取同化、吸附富集高速公路径流油类、有机物、铅和锌的较适宜植物种类[7].在海涂,芦苇(Phra gmites austr a lis)床湿地系统是削减进入海洋过量营养物质的强有力手段之一[8].池杉(Taxodium ascen dens)人工湿地对污水中总氮和氨氮的净化效果明显地好于对照,对重金属亦具有良好的去除作用[9].吴振斌等报道芦苇-水葱(Schoenoplec- *国家杰出青年基金(39925007)、武汉市青年科技晨光计划(20005004044)、中国科学院知识创新重点项目(KSCX2-SW -102)等资助. 收稿日期:2001-07-10;收到修改稿日期:2001-12-30.成水平,男,1969年生,副研究员.

人工湿地植物选择和种植

人工湿地植物选择和种植 1)荷花,多年生宿根挺水植物,可以用于氧化塘。花期6-9。景观效果好,但是冬季叶片会枯萎。【施工栽植】选光照充足、水肥稳定、底土层深厚(30cm)的水域进行栽植,荷花适宜生长的水深范围为20~80cm;水深超过100cm时,考虑到荷花施工栽种后的成活率,水温恒定在10℃以上时方可进行栽种,水深超过70厘米时,可以考虑用盆栽或客土袋栽方式。根据品种的不同确定其株行距,一般在一1.5m ×一2.0m 左右。 2)香蒲,多年生水生或沼生草本植物,地上茎粗壮,高1一2.5m。叶片条形,叶片长45一95cm,宽一1.5cm,光滑无毛,上部扁平,背面中部以下逐渐隆起;下部横切面近新月形,细胞间隙大,呈海绵状,叶鞘抱茎。 雌雄花序紧密连接。【施工栽植】在进行生产栽植和工程应用时,必须注 意香蒲栽植的深度,防止栽植过深而影响植株新芽的萌发。香蒲的植株脆 嫩,植株孔隙大,容易蓄积水分,因此栽植初期对水质的要求高,不宜直 接栽种于水深过高的污水中。香蒲为强光性植物品种,生长量大,对养分 的需求大,须栽种于疏松肥沃、光照充足的水域_香蒲的叶面积大,须根 据施工水域的具体水位情况进行叶片的修剪,一般深水位施工时保留的植 株高度较大,浅水时则相应减短。香蒲对环境的适应能力较强,沼泽湿地 施工时,可将香蒲植株均匀摆放于泥底层,7天左右即可萌发生根。50cm 以下的水域进行施工时,可采用直栽的形式,即将香蒲直接栽种于底泥层, 如此栽种的香蒲生长恢复快,成活率高。超过50cm水深的水域无风浪时, 可采用拉线栽植的形式,将香蒲均匀拴布于绳线上,以立柱固定于水中。 采用拉线栽植的香蒲成活率高,但不适宜于水体养分贫瘩的水域。具有一 定风浪且水深超过50cm的水域施工时,直接将香蒲绑于立柱上,每株根据立柱的大小绑缚3一20株不等,植株的人水深度在20cm左右,以此法栽种香蒲克服了风浪大植株不易固定的缺点,属于无土栽植的形式。香蒲20-25株/ 平方米。 3)水葱,多年生宿根挺水草本植物。株高1一2m,茎杆高大通直,圆柱状,中空。根状茎粗壮甸甸,须根多。茎杆基部有3一4个膜质管状叶鞘,鞘长可达40cm。常绿。 【施工栽植】水葱为乡土植物品种,对环境的适应能力较强,但水葱对养分的需求量较大,水质痔薄时,常生长细瘦。水葱适宜生长的水深为30-60cm,因此,在进行施工栽植时,注意施工区域的水位,不 同水位采用不同的施工栽植方法。 浅水水域采用直接栽植的施工形式,栽植后10天左右即可恢复生长,常应用于水层深度在30cm左右的水域。水深超过30cm时,常采用育苗袋栽的形式,即将水葱于花盆、植生袋或无纺布袋体中浅水育苗,植株生长恢复后,再将袋体投人施工区域,保证水葱有部分叶片露出水面。此法栽种的水葱,最深能适应lm左右的水位环境。如果需要植入砾石填料中,可以用植生袋或无纺布袋包裹后植入填料中。水葱 15-20芽/丛、8-12丛/平方米。 4)芦苇,芦苇为多年生宿根草本植物,地下根状茎发达。地上部分干高1一5m。【施工栽植】芦苇在潜流式人工湿地栽植时,由于芦苇根茎蓄积的淀粉物质较少,因此生长恢复困难,成活率较低,须进行假植育苗,待芦苇的根系生长恢复并萌发新稍时进行移栽,以提高成活率。冬季枯萎的芦苇施工栽植不能晚于9月中旬,芦苇一般于8月中下旬开始抽穗开花,生长开始缓慢,于10月中旬开始停止生长,因此,为保证施工后的芦苇能安全越冬,必须在9月中旬前完成其栽植,以保证其有1个月左右的生长时间。人工湿地碎石床中的芦苇栽植,成活率较低,为提高芦苇移栽的成活率,应带土移栽或移栽前进行一段时间的假植,并去掉芦苇的部分枝稍,减少蒸发面积,降低蒸腾作用。芦苇16-20株/平方米。 5)风车草,多年生湿生、挺水植物,高40一160cm。径秆粗壮,直立生长,茎近圆柱形,丛生,上部较为粗糙,下部包于棕色的叶鞘之中。叶状苞片非常显着,约有20枚,近等长,叶状苞片呈螺旋状排列在茎秆的顶端,向四面辐射开展,扩散呈伞状。【施工栽植】风车草常以直栽的形式进行工程施工应用,成活率较高。风车草栽植后的水深控制在淹没植株的根茎部即可,防止淹水过深而造成植株的死亡。生长恢复后可适当提高水位深度,但不能超过植株高度的1/3,风车草常作为漂浮植物进行栽植,在进行漂浮栽

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